数据结构 Java集合

博主： MyWifeAsuna
发布时间：2021 年 12 月 09 日
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分类：笔记

说明

这是一个完善了但又不完善的笔记，或许以后会更新

可以参考但请务必超越

源文件

Tools

Typora
PicGo

Java集合

集合呢，严格来讲这篇文章只是初始，接下来处处都会涉及相关，一篇一篇的讲述其中的表表树树

但后面也不再会讲这篇文章的内容，所以还是要认真学习

集合框架及背后的数据结构

接下来就先来大致了解

1.简介

Java Collection Framework直译Java集合框架，又被称为容器container，是定义在java.util包下的一组接口interfaces和实现类classes

说白了，就是官方整合提供给开发者使用的一套工具

既然定义在java.util包，那就是说后面都需要导入这个包来用

其主要表现为将多个元素element置于一个单元中，用于对这些元素进行快速、便捷的存储 tore、检索retrieve 、管理 manipulate，即平时我们俗称的增删查改CRUD。

官方教程，可以存着

较为重要的总览表，后面会围绕这张图分篇讲其中的内容

类和接口总览

interface：接口，对一个行为的“抽象”，代表着一个标准，每一个接口都有自己的标。像Iterable如果已经实现了这个接口，那么这个类就可以使用增强for循环也就是foreach()来遍历这个集合
abstract class：抽象类
class：具体的实现类

这张图列举了较为重要的接口、抽象类和实现类（当然不可能是所有的）

其中List、Queue、Set和Deque是最重要的四个功能

四个接口

List：实现这个接口的多半都是线性结构（线性表，比如顺序表、链表、栈和队列）

Queue：队列，本身其实也属于线性结构，但是为什么分开了？因为有一种队列不是线性的，优先级队列，下面是一颗二叉树

Deque：双端队列

Set：元素不能重复的集合，实现这个接口的类里面元素不能重复

队列、双端队列和优先级队列

队列就像是食堂打饭、买车票或者握手会等排队，队尾进队头出

双端队列嘛，那就是队头队尾都可以进出。（不过一般插队死的不太好看）

当然这里举栗牵扯到排队，那就还会出现一种队列，优先级队列

PriorityQueue：优先级队列，每个元素都具备优先级，底层是一个二叉树

医院车站有军人优先什么的，或者巴基斯坦车站有中国人优先。不过希望各位人类不要做非人类的事情，死的不会太好看。

说的有点多，还是举程序的栗子吧。在使用移动端进行游戏的过程中突然来了电话，那就会优先接听电话，或者用户可以自定义程序优先级，这就是优先级队列。

`Set`接口

不能重复元素的集合，这个很好理解

看向下面的SortedSet（sort分类排序），一组有序的不能重复的元素。是Set的扩展，extends set。说明SortedSet不但可以使用自己的功能，还能使用Set的功能

再向下TreeSet，是一个具体的类，extends上面的2个接口功能都可以用。底层是一个红黑树

但是HashSet就没有SortedSet的排序功能。底层是一个哈希表

具体的实现类

剩下的class，可以看到像Stack、Vector、ArrayList和LinkedList他们都属于线性结构继承于AbstractList，可以使用List接口和AbstractList抽象类

同时LinkedList又实现了Deque接口

Vector在Java当中用的非常少，在C++用的多

Stack就是栈

ArrayList就是顺序表，底下就是个数组嘛

LinkedList比较特殊，背后的数据结构是一个双向链表。同时可以代表双向链表、普通队列和双端队列

`map`接口

可以看到图中把map单独列了出来，和其他的互不相连，是一个单独的接口。底层是一个key value结构

虽然总览和Set一样，但是Set只能放key没有value

其中的TreeMap和HashMap底层也是红黑树和哈希表

`HashMap`和`TreeMap`

对于这两个东西，只讲HashMap就完事了

TreeMap使用较少
HashMap学会，TreeMap就很简单，就多一个排序功能。

TreeMap虽然不讲，但是，红黑树，B树，AVL树这些底层的数据结构一定会讲

只会多讲，不会少讲

三个工具

还有下面的迭代器，对象比较和工具类这三个，属于是工具

会用即可，用到就会说，也很简单

迭代器遍历集合，对象比较2个讲过，Arrays一直都在用，Collections操作集合，比如排序逆置什么的，可以查手册

这些就不多讲了，直接用，用到就查

2.集合及数据结构的意义

注意，非常重要

学习集合，就必须要学习背后的数据结构

优点和作用：

使用成熟的集合框架，有助于便捷、快速的写出高效、稳定的代码
学习背后的数据结构，有助于理解各个集合的优缺点以及使用场景

2.1 笔试和面试题

面试时，经常会甚至大多数，都会问关于集合和数据结构的问题

可以直接查大厂的面经

腾讯-Java后台开发面经
HashMap了解不，介绍一下，如果一个对象为key时，hashCode和equals方法的用法要注意什么？
HashSet和HashMap的区别是什么？
HashMap是线程安全的么？那需要线程安全需要用到什么？
阿里巴巴-Java后台开发面经
ArrayList和LinkedList的区别是什么？
有了解过HashMap的具体实现么？
HashMap和ConcurrentHashMap哪个效率更高？

编程题：判断一个链表是否是一个回文链表。

Redis的zset类型对应到java语言中大致是什么类型？

hashCode主要是用来做什么用的？

等等...

3.接口`interfaces`

之前其实有讲过接口，这次开始就要讲集合和数据结构的接口了

往后的内容全部都是重点

3.1 `Collection`接口

这个接口相当于是上层的接口，可以引用任何一个实现类，为了理解举栗，可能会使用不太恰当且较少使用的方法

可以看到前面的大部分内容，都在这个接口之下，比如Set、List、Queue和Deque

Collection：用来存储管理一组对象objects ，这些对象一般被称为元素elements

Collection官方文档

还有很多的常用方法，这里就不多讲了，可以查，用到就查

3.2 `Collection`示栗

我们首先来实例化对象

public static void main(String[] args) {
    Collection collection = new ArrayList();
}

注意当然不能new Collection()

然后就给他赋值嘛。但是有个问题就出现了

collection.add("hello");
collection.add(10);

什么数据类型都能放，可以看到现在是没有报错的

这里就离谱了，这还能放不一样的

那怎么改成一种数据类型呢？

初识泛型

点开Collection，可以看到有个尖括号

泛型是一种较难的语法，这里就先不讲那么深，后续都会慢慢讲

这里先使用就ok

我们可以给Collection指定只能使用String一种类类型

Collection<String>

注意

尖括号中的类型，必须是类类型，也就是说简单的数据类型是不能放的。基本数据类型就需要使用包装类类型

Collection<Integer> collection1 = new ArrayList<>();
collection1.add(10);

方法使用

可以直接打印看看

打印

wtf？打印引用不是应该打印地址吗，怎么就直接打印出来数据了

这说明ArrayList使用了toString，来验证一下

点开ArrayList，alt+7或者搜索toString

纳尼，这不是没有吗？

可以看到ArrayList<E> extends AbstractList<E>，那就打开AbstractList看看

没有，接着点开AbstractCollection

这下有了

清空

还可以使用clear清空

collection.clear();

可以看到，给数组的每个元素都置空了

然后size = 0

3.3 `Collection`注意

既然讲到了泛型，那就要注意一个点

如果涉及到类型转换问题，比如

String[] objects = (String[])collection.toArray(;)

这样即使强转也是不行的，也不建议进行整体的强制类型转换

因为JVM对数组和泛型的处理，数组和泛型之间的一个重要区别是他们如何强制执行类型检查。数组在运行时存储和检查类型信息，泛型在编译时检查

意思就是说你可能只是把整体object强转了，但是其中的元素没有强转

可以暂且理解为：内部的元素并没有全部进行转换。（换汤不换药，换碗不换汤，鸡汤来喽~怎么都不吃？王大队长可别开玩笑）

再深的东西可能需要考古JVM...有兴趣再说吧

3.4 `Map`接口

可以先打开看看

public interface Map<K,V>

可以看到尖括号内K和V两个值，和前面的Collection一样，必须是引用类型

Map官方文档

方法和其他内容，还是查，用到就查

3.5 `Map`举栗

put：将指定的K和V放入Map

Map<String, String> map1 = new HashMap<>();
Map<String, String> map2 = new TreeMap<>();

这里就简单举栗了，也不难，但是其中的操作很重要

先存放数组数据

map1.put("黑色剑士", "kirito");
map1.put("闪光", "asuna");

根据K找V

get：根据指定的K查找对应的V

String ret = map1.get("黑色剑士");

getOrdefault：根据指定的K查找对应的V，没有找到就用默认值替代

String ret1 = map1.getOrDefault("封弊者", "桐姥爷");
System.out.println(ret1);

找到了就打印V嘛

查找是否包含

containKey和containValue：判断是否包含key和value

boolean flg1 = map1.containsKey("狂暴补师");
boolean flg2 = map1.containsValue("asuna");
System.out.println(flg1);
System.out.println(flg2);

打印

当然还要打印看看现在存放的数据

System.out.println(map1);

wtf？为什么先打印了第二个数据

首先说在前面，为了理解，下面会简单的举栗，并不是真正的哈希表结构

哈希在存放元素的时候，会使用哈希函数根据key来存放，相当于加工厂

所以存放的位置，最终的顺序可能就会超出想象

`entrySet`

entrySet：将所有键值对返回

可能有点超前，不太友好，不过这篇文章是初识，那就没关系了，先接触不深入

Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map1.entrySet();

这个方法会把HashMap里面的数据组装起来，存放到他的空间entrySet中，会比较奇怪，后面再深入讲

这与就可以foreach循环打印了

有序打印

回到打印这一块，可以看到除了无序的HashMap，不是还有TreeMap吗

TreeMap具有有序性，就可以有序打印。

HashMap的规则等等，到后面再深入，这里只要知道了解即可

可以再看一下TreeMap和HashMap的put就能直接证明

TreeMap有Comparator比较，HashMap没有

总结

这篇文章只是初识，简单先把其中的内容都罗列出来

后面要学习的东西，可是相当的爽，爽爆！

小头图版权：《⸜♥⸝》by 桜ひより◆2日目西ひ44b 2021年12月7日晚上11点30分 pid：94635920

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最后修改：2021 年 12 月 09 日 08 : 15 PM

如果觉得我的文章对你有用，请喂饱我！（理直气壮）

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MyWifeAsuna • 2021 年 12 月 09 日

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这是一个完善了但又不完善的笔记，或许以后会更新

可以参考但请务必超越

源文件

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Java集合

集合呢，严格来讲这篇文章只是初始，接下来处处都会涉及相关，一篇一篇的讲述其中的表表树树

但后面也不再会讲这篇文章的内容，所以还是要认真学习

集合框架及背后的数据结构

接下来就先来大致了解

1.简介

Java Collection Framework直译Java集合框架，又被称为容器container，是定义在java.util包下的一组接口interfaces和实现类classes

说白了，就是官方整合提供给开发者使用的一套工具

既然定义在java.util包，那就是说后面都需要导入这个包来用

其主要表现为将多个元素element置于一个单元中，用于对这些元素进行快速、便捷的存储 tore、检索retrieve 、管理 manipulate，即平时我们俗称的增删查改CRUD。

官方教程，可以存着

较为重要的总览表，后面会围绕这张图分篇讲其中的内容

类和接口总览

interface：接口，对一个行为的“抽象”，代表着一个标准，每一个接口都有自己的标。像Iterable如果已经实现了这个接口，那么这个类就可以使用增强for循环也就是foreach()来遍历这个集合
abstract class：抽象类
class：具体的实现类

这张图列举了较为重要的接口、抽象类和实现类（当然不可能是所有的）

其中List、Queue、Set和Deque是最重要的四个功能

四个接口

List：实现这个接口的多半都是线性结构（线性表，比如顺序表、链表、栈和队列）

Queue：队列，本身其实也属于线性结构，但是为什么分开了？因为有一种队列不是线性的，优先级队列，下面是一颗二叉树

Deque：双端队列

Set：元素不能重复的集合，实现这个接口的类里面元素不能重复

队列、双端队列和优先级队列

队列就像是食堂打饭、买车票或者握手会等排队，队尾进队头出

双端队列嘛，那就是队头队尾都可以进出。（不过一般插队死的不太好看）

当然这里举栗牵扯到排队，那就还会出现一种队列，优先级队列

PriorityQueue：优先级队列，每个元素都具备优先级，底层是一个二叉树

医院车站有军人优先什么的，或者巴基斯坦车站有中国人优先。不过希望各位人类不要做非人类的事情，死的不会太好看。

`Set`接口

不能重复元素的集合，这个很好理解

再向下TreeSet，是一个具体的类，extends上面的2个接口功能都可以用。底层是一个红黑树

但是HashSet就没有SortedSet的排序功能。底层是一个哈希表

具体的实现类

剩下的class，可以看到像Stack、Vector、ArrayList和LinkedList他们都属于线性结构继承于AbstractList，可以使用List接口和AbstractList抽象类

同时LinkedList又实现了Deque接口

Vector在Java当中用的非常少，在C++用的多

Stack就是栈

ArrayList就是顺序表，底下就是个数组嘛

LinkedList比较特殊，背后的数据结构是一个双向链表。同时可以代表双向链表、普通队列和双端队列

`map`接口

可以看到图中把map单独列了出来，和其他的互不相连，是一个单独的接口。底层是一个key value结构

虽然总览和Set一样，但是Set只能放key没有value

其中的TreeMap和HashMap底层也是红黑树和哈希表

`HashMap`和`TreeMap`

对于这两个东西，只讲HashMap就完事了

TreeMap使用较少
HashMap学会，TreeMap就很简单，就多一个排序功能。

TreeMap虽然不讲，但是，红黑树，B树，AVL树这些底层的数据结构一定会讲

只会多讲，不会少讲

三个工具

还有下面的迭代器，对象比较和工具类这三个，属于是工具

会用即可，用到就会说，也很简单

迭代器遍历集合，对象比较2个讲过，Arrays一直都在用，Collections操作集合，比如排序逆置什么的，可以查手册

这些就不多讲了，直接用，用到就查

2.集合及数据结构的意义

注意，非常重要

学习集合，就必须要学习背后的数据结构

优点和作用：

使用成熟的集合框架，有助于便捷、快速的写出高效、稳定的代码
学习背后的数据结构，有助于理解各个集合的优缺点以及使用场景

2.1 笔试和面试题

面试时，经常会甚至大多数，都会问关于集合和数据结构的问题

可以直接查大厂的面经

腾讯-Java后台开发面经
HashMap了解不，介绍一下，如果一个对象为key时，hashCode和equals方法的用法要注意什么？
HashSet和HashMap的区别是什么？
HashMap是线程安全的么？那需要线程安全需要用到什么？
阿里巴巴-Java后台开发面经
ArrayList和LinkedList的区别是什么？
有了解过HashMap的具体实现么？
HashMap和ConcurrentHashMap哪个效率更高？

编程题：判断一个链表是否是一个回文链表。

Redis的zset类型对应到java语言中大致是什么类型？

hashCode主要是用来做什么用的？

等等...

3.接口`interfaces`

之前其实有讲过接口，这次开始就要讲集合和数据结构的接口了

往后的内容全部都是重点

3.1 `Collection`接口

这个接口相当于是上层的接口，可以引用任何一个实现类，为了理解举栗，可能会使用不太恰当且较少使用的方法

可以看到前面的大部分内容，都在这个接口之下，比如Set、List、Queue和Deque

Collection：用来存储管理一组对象objects ，这些对象一般被称为元素elements

Collection官方文档

还有很多的常用方法，这里就不多讲了，可以查，用到就查

3.2 `Collection`示栗

我们首先来实例化对象

public static void main(String[] args) {
    Collection collection = new ArrayList();
}

注意当然不能new Collection()

然后就给他赋值嘛。但是有个问题就出现了

collection.add("hello");
collection.add(10);

什么数据类型都能放，可以看到现在是没有报错的

这里就离谱了，这还能放不一样的

那怎么改成一种数据类型呢？

初识泛型

点开Collection，可以看到有个尖括号

泛型是一种较难的语法，这里就先不讲那么深，后续都会慢慢讲

这里先使用就ok

我们可以给Collection指定只能使用String一种类类型

Collection<String>

注意

尖括号中的类型，必须是类类型，也就是说简单的数据类型是不能放的。基本数据类型就需要使用包装类类型

Collection<Integer> collection1 = new ArrayList<>();
collection1.add(10);

方法使用

可以直接打印看看

打印

wtf？打印引用不是应该打印地址吗，怎么就直接打印出来数据了

这说明ArrayList使用了toString，来验证一下

点开ArrayList，alt+7或者搜索toString

纳尼，这不是没有吗？

可以看到ArrayList<E> extends AbstractList<E>，那就打开AbstractList看看

没有，接着点开AbstractCollection

这下有了

清空

还可以使用clear清空

collection.clear();

可以看到，给数组的每个元素都置空了

然后size = 0

3.3 `Collection`注意

既然讲到了泛型，那就要注意一个点

如果涉及到类型转换问题，比如

String[] objects = (String[])collection.toArray(;)

这样即使强转也是不行的，也不建议进行整体的强制类型转换

因为JVM对数组和泛型的处理，数组和泛型之间的一个重要区别是他们如何强制执行类型检查。数组在运行时存储和检查类型信息，泛型在编译时检查

意思就是说你可能只是把整体object强转了，但是其中的元素没有强转

可以暂且理解为：内部的元素并没有全部进行转换。（换汤不换药，换碗不换汤，鸡汤来喽~怎么都不吃？王大队长可别开玩笑）

再深的东西可能需要考古JVM...有兴趣再说吧

3.4 `Map`接口

可以先打开看看

public interface Map<K,V>

可以看到尖括号内K和V两个值，和前面的Collection一样，必须是引用类型

Map官方文档

方法和其他内容，还是查，用到就查

3.5 `Map`举栗

put：将指定的K和V放入Map

Map<String, String> map1 = new HashMap<>();
Map<String, String> map2 = new TreeMap<>();

这里就简单举栗了，也不难，但是其中的操作很重要

先存放数组数据

map1.put("黑色剑士", "kirito");
map1.put("闪光", "asuna");

根据K找V

get：根据指定的K查找对应的V

String ret = map1.get("黑色剑士");

getOrdefault：根据指定的K查找对应的V，没有找到就用默认值替代

String ret1 = map1.getOrDefault("封弊者", "桐姥爷");
System.out.println(ret1);

找到了就打印V嘛

查找是否包含

containKey和containValue：判断是否包含key和value

boolean flg1 = map1.containsKey("狂暴补师");
boolean flg2 = map1.containsValue("asuna");
System.out.println(flg1);
System.out.println(flg2);

打印

当然还要打印看看现在存放的数据

System.out.println(map1);

wtf？为什么先打印了第二个数据

首先说在前面，为了理解，下面会简单的举栗，并不是真正的哈希表结构

哈希在存放元素的时候，会使用哈希函数根据key来存放，相当于加工厂

所以存放的位置，最终的顺序可能就会超出想象

`entrySet`

entrySet：将所有键值对返回

可能有点超前，不太友好，不过这篇文章是初识，那就没关系了，先接触不深入

Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map1.entrySet();

这个方法会把HashMap里面的数据组装起来，存放到他的空间entrySet中，会比较奇怪，后面再深入讲

这与就可以foreach循环打印了

有序打印

回到打印这一块，可以看到除了无序的HashMap，不是还有TreeMap吗

TreeMap具有有序性，就可以有序打印。

HashMap的规则等等，到后面再深入，这里只要知道了解即可

可以再看一下TreeMap和HashMap的put就能直接证明

TreeMap有Comparator比较，HashMap没有

总结

这篇文章只是初识，简单先把其中的内容都罗列出来

后面要学习的东西，可是相当的爽，爽爆！

小头图版权：《⸜♥⸝》by 桜ひより◆2日目西ひ44b 2021年12月7日晚上11点30分 pid：94635920

说明

源文件

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Java集合

1.简介

四个接口

队列、双端队列和优先级队列

Set接口

具体的实现类

map接口

HashMap和TreeMap

三个工具

2.集合及数据结构的意义

2.1 笔试和面试题

3.接口interfaces

3.1 Collection接口

3.2 Collection示栗

初识泛型

注意

方法使用

打印

清空

3.3 Collection注意

3.4 Map接口

3.5 Map举栗

根据K找V

查找是否包含

打印

entrySet

有序打印

总结

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数据结构 Java集合

说明

源文件

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Java集合

1.简介

四个接口

队列、双端队列和优先级队列

Set接口

具体的实现类

map接口

HashMap和TreeMap

三个工具

2.集合及数据结构的意义

2.1 笔试和面试题

3.接口interfaces

3.1 Collection接口

3.2 Collection示栗

初识泛型

注意

方法使用

打印

清空

3.3 Collection注意

3.4 Map接口

3.5 Map举栗

根据K找V

查找是否包含

打印

entrySet

有序打印

总结

`Set`接口

`map`接口

`HashMap`和`TreeMap`

3.接口`interfaces`

3.1 `Collection`接口

3.2 `Collection`示栗

3.3 `Collection`注意

3.4 `Map`接口

3.5 `Map`举栗

`entrySet`

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`Set`接口

`map`接口

`HashMap`和`TreeMap`

3.接口`interfaces`

3.1 `Collection`接口

3.2 `Collection`示栗

3.3 `Collection`注意

3.4 `Map`接口

3.5 `Map`举栗

`entrySet`