Java 集合
Java集合概述
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Java数组的局限性
- 数组初始化后大小不可变；
- 数组只能按索引顺序存取。
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Java集合的设计特点
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Java集合的访问
Java访问集合总是通过统一的方式——迭代器（Iterator）来实现，它最明显的好处在于无需知道集合内部元素是按什么方式存储的。
List_24">使用List
ListIntro.java
ArrayList API
在Java中，List是一个接口，它继承自Collection接口，并表示一个有序的集合。List可以包含重复的元素，并且每个元素都有其索引。List接口的两个常用实现类是ArrayList和LinkedList。
- ArrayLisy的简易实现与存在的问题
java">public class ArrayList {private Object[] array;private int size;public void add(Object e) {...}public void remove(int index) {...}public Object get(int index) {...}
}
问题:没有使用泛型，所以使用这个ArrayList时，插入和检索元素都不会有编译时类型检查，可能需要强制类型转换，并且存在类型转换错误的风险。如果不使用泛型重新编写就必须这么写,泛型稍后再讲:
java">ArrayList list = new ArrayList();
list.add("Hello");
// 获取到Object，必须强制转型为String:
String first = (String) list.get(0);
基本使用
以下是如何声明和使用List的一些基本示例：
List_50">声明并初始化一个List
java">List<String> list = new ArrayList<String>(); // 使用泛型来指定List的元素类型为String
或者使用Java 7以后的菱形语法（diamond syntax）：
java">List<String> list = new ArrayList<>(); // Java 7+可以自动推断出泛型类型
添加元素
使用add方法可以向List中添加元素：
java">list.add("Apple");
list.add("Banana");
list.add("Cherry");
访问元素
可以使用get方法通过索引访问List中的元素：
java">String fruit = list.get(0); // 获取第一个元素，索引是0
修改元素
通过指定索引，我们可以替换List中的元素：
java">list.set(1, "Blueberry"); // 将索引位置1的元素（即"Banana"）替换为"Blueberry"
删除元素
从List中删除元素可以使用remove方法：
java">list.remove("Cherry"); // 删除指定的对象
list.remove(0); // 删除索引位置0的元素
List_97">遍历List
可以使用for-each循环来遍历List中的元素：
java">for (String fruit : list) {System.out.println(fruit);
}
或者使用传统的for循环来通过索引访问：
java">for (int i = 0; i < list.size(); i++) {System.out.println(list.get(i));
}
还可以使用Iterator或ListIterator来遍历：
java">Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {System.out.println(iterator.next());
}
列表大小
获取List的元素个数：
java">int size = list.size();
判断列表是否为空
判断List是否为空：
java">boolean isEmpty = list.isEmpty();
清空列表
删除List中的所有元素：
java">list.clear();
检查元素是否存在
检查某个元素是否在List中：
java">boolean contains = list.contains("Apple");
List_vs_LinkedList_156">ArrayList vs LinkedList
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ArrayList：基于动态数组实现，提供快速的随机访问和快速的遍历。但添加或删除元素（尤其是在列表的前面或中间）可能较慢，因为可能涉及到数组的复制和移动。
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LinkedList：基于双向链表实现，添加和删除元素通常更快，但随机访问较慢。
根据具体的使用场景选择合适的List实现是重要的，如果频繁进行随机访问，ArrayList通常是更好的选择；如果频繁插入和删除元素，LinkedList可能更有优势。
编写equals和hashCode
EqualsMethod.java
编写一个正确的 equals() 方法很重要，以确保对象在比较时表现出正确的行为。以下是编写 equals() 方法的标准准则和步骤：
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使用
==检查“引用相等”：先检查被比较的对象是否是对同一个对象的引用。如果是，直接返回true。这不仅是一个性能优化，也是逻辑正确性的保障。java">if (this == obj) return true; -
检查
null：检查传入的对象是否为null。如果是，返回false。因为按照约定，任何非空引用值与null比较时，都应该返回false。java">if (obj == null) return false; -
比较类类型是否相同：检查
this和obj是否属于同一个类。如果你希望具有相同类继承层次的对象在逻辑上视为相等，可以使用instanceof检查。否则，使用getClass()方法进行比较以确保类型完全相同。java">if (getClass() != obj.getClass()) return false; -
类型转换：将传入的对象转换（强制类型转换）为正确的类型，以便可以访问其属性或方法。
java">MyClass myClassObj = (MyClass) obj; -
比较关键字段：对类中每个“重要”属性进行比较。如果是基本数据类型，可以直接使用
==；对于对象类型，则应使用equals()进行比较。对于数组类型的字段，可以使用Arrays.equals()检查每个元素。java">return (this.field1 == myClassObj.field1) &&(this.field2.equals(myClassObj.field2)); -
编写
hashCode()方法：当重写equals()方法时，也必须重写hashCode()方法，以保持hashCode的一致性。即，如果两个对象通过equals()方法判断相等，它们的hashCode值也必须相同。java">@Override public int hashCode() {// 使用Objects.hash或者自定义逻辑来生成hashCodereturn Objects.hash(field1, field2); }
遵循以上准则，可以确保您的 equals() 方法是正确、高效且符合Java相等性约定的。如果不调用List的contains()、indexOf()这些方法，那么放入的元素就不需要实现equals()方法。
使用Map
MapIntro.java
以下是一些常用的 Map 接口操作：
put(K key, V value): 将指定的值与此映射中的指定键关联（可选操作）。get(Object key): 返回指定键所映射的值；如果此映射不含该键的映射关系，则返回null。remove(Object key): 如果存在一个键的映射关系，则将其从此映射中移除（可选操作）。containsKey(Object key): 如果此映射包含指定键的映射关系，则返回true。containsValue(Object value): 如果此映射将一个或多个键映射到指定值，则返回true。size(): 返回此映射中的键值映射关系数。isEmpty(): 如果此映射不包含键值映射关系，则返回true。clear(): 从此映射中移除所有的映射关系（可选操作）。keySet(): 返回此映射中包含的键的Set视图。values(): 返回此映射中包含的值的Collection视图。entrySet(): 返回此映射中包含的映射关系的Set视图。
使用Set
SetIntro.java
Map用于存储key-value的映射，对于充当key的对象，是不能重复的，并且，不但需要正确覆写equals()方法，还要正确覆写hashCode()方法。
如果我们只需要存储不重复的key，并不需要存储映射的value，那么就可以使用Set。无序，不重复。
以下是 Set 接口中的一些基本操作：
add(E e): 如果指定元素尚未存在于集合中，则添加该元素（可选操作）。remove(Object o): 如果指定元素存在于集合中，则移除它（可选操作）。contains(Object o): 如果集合包含指定元素，则返回true。size(): 返回集合中元素的数量。isEmpty(): 如果集合不包含元素，则返回true。clear(): 移除集合中所有元素（可选操作）。iterator(): 返回在此集合中元素上进行迭代的迭代器。
使用Collections
CollectionsIntro.java
Java 的 Collections 类（注意是复数形式）是一个包含静态方法的工具类，这些方法可以用于对集合（如列表、集合和映射）进行操作和转换。Collections 类位于 java.util 包中，提供了一系列的静态方法，用于实现集合的搜索、排序、线程安全化、只读化等操作。
这里是 Collections 类的一些常用方法：
排序和混排
- sort(List list): 对指定列表按照自然顺序进行排序。
- sort(List list, Comparator<? super T> c): 根据提供的比较器对列表进行排序。
- shuffle(List<?> list): 使用默认随机源对列表进行置换，打乱列表中元素的顺序。
查找和替换
- binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key): 使用二分搜索法搜索指定列表，以获得指定对象，前提是列表已经排序。
- binarySearch(List<? extends T> list, T key, Comparator<? super T> c): 根据指定比较器使用二分搜索法搜索指定列表。
- replace(List list, T oldVal, T newVal): 替换列表中所有出现的旧元素。
反转和旋转
最大值和最小值
- max(Collection<? extends T> coll): 根据元素的自然顺序，返回给定集合的最大元素。
- max(Collection<? extends T> coll, Comparator<? super T> comp): 根据指定比较器，返回给定集合的最大元素。
- min(Collection<? extends T> coll): 根据元素的自然顺序，返回给定集合的最小元素。
- min(Collection<? extends T> coll, Comparator<? super T> comp): 根据指定比较器，返回给定集合的最小元素。
同步控制
- synchronizedCollection(Collection c): 返回由指定集合支持的同步（线程安全的）集合。
- synchronizedList(List list): 返回由指定列表支持的同步（线程安全的）列表。
- 等等，类似的还有
synchronizedMap,synchronizedSet,synchronizedSortedMap,synchronizedSortedSet。
不可修改的集合
- unmodifiableCollection(Collection<? extends T> c): 返回指定集合的不可修改视图。
- unmodifiableList(List<? extends T> list): 返回指定列表的不可修改视图。
- 等等，类似的还有
unmodifiableMap,unmodifiableSet,unmodifiableSortedMap,unmodifiableSortedSet。
示例：使用 Collections.sort()
java">import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;public class CollectionsExample {public static void main(String[] args) {List<String> list = new ArrayList<>();list.add("banana");list.add("apple");list.add("cherry");// 排序前System.out.println("Before sorting: " + list);// 排序Collections.sort(list);// 排序后System.out.println("After sorting: " + list);}
}
在这个示例中，创建了一个字符串列表，并使用 Collections.sort() 方法对其进行了排序。这是 Collections 类中许多有用方法之一，可以大大简化常见的集合操作。
