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© 老鸟 初级黑马   /  2018-11-20 16:05  /  709 人查看  /  1 人回复  /   0 人收藏 转载请遵从CC协议 禁止商业使用本文

本帖最后由 老鸟 于 2018-11-20 16:07 编辑

JavaEE就业班第三天 【List、Set、数据结构、Collections】
第一章 数据结构2.1 常见的数据结构
数据存储的常用结构有:栈、队列、数组、链表和红黑树。
  • 特点:

  • 先进后出(FILO)(即,存进去的元素,要在后它后面的元素依次取出后,才能取出该元素)。
  • 栈的入口、出口的都是栈的顶端位置。
  • 这里两个名词需要注意:

  • 压栈:就是存元素。即,把元素存储到栈的顶端位置,栈中已有元素依次向栈底方向移动一个位置。
  • 弹栈:就是取元素。即,把栈的顶端位置元素取出,栈中已有元素依次向栈顶方向移动一个位置。

队列
  • 特点:
  • 先进先出(FIFO)(即,存进去的元素,要在后它前面的元素依次取出后,才能取出该元素)。

  • 队列的入口、出口各占一侧。
  • 适用场景: 秒杀,抢购;在线销售;处理高并发场景
数组
  • 数组:Array,是有序的元素序列,数组是在内存中开辟一段连续的空间,并在此空间存放元素。
  • 特点:
  • 查找元素快:通过索引,可以快速访问指定位置的元素
  • 增删元素慢

    • 指定索引位置增加元素:需要创建一个新数组,将指定新元素存储在指定索引位置,再把原数组元素根据索引,复制到新数组对应索引的位置。
    • 指定索引位置删除元素:需要创建一个新数组,把原数组元素根据索引,复制到新数组对应索引的位置,原数组中指定索引位置元素不复制到新数组中。
    • 适用场景:查询多,增删少的数据存储场景;  例如:国内城市, 班级学生

  • 链表:linked list,由一系列结点node(链表中每一个元素称为结点)组成,结点可以在运行时i动态生成。每个结点包括两个部分:一个是存储数据元素的数据域,另一个是存储下一个结点地址的指针域。我们常说的链表结构有单向链表与双向链表,那么这里给大家介绍的是单向链表
  • 单向链表:链表中只有一条链子,不能保证元素的顺序(存储元素的取出的顺序有可能不一样)
  • 双向链表:链表中有两条两字,有一条是专门记录元素的顺序,是一个有序集合
  • 特点:

  • 多个结点之间,通过地址进行连接。
  • 查找元素慢:地址不是连续的;想查找某个元素,需要通过连接的节点,依次向后查找指定元素
  • 增删元素快:

    • 增加元素:只需要修改连接下个元素的地址即可。
    • 删除元素:只需要修改连接下个元素的地址即可。
    • 适用场景:查询少,增删多的场景;可以实现栈和队列的结构(栈队列增删繁琐)

红黑树
  • 二叉树binary tree ,是每个结点不超过2的有序树(tree)

简单的理解,就是一种类似于我们生活中树的结构,只不过每个结点上都最多只能有两个子结点。
二叉树是每个节点最多有两个子树的树结构。顶上的叫根结点,两边被称作“左子树”和“右子树”。
我们要说的是二叉树的一种比较有意思的叫做红黑树,红黑树本身就是一颗二叉查找树,将节点插入后,该树仍然是一颗二叉查找树。也就意味着,树的键值仍然是有序的。
平衡树:左子节点(左子树)和右子节点(右子树)相等
二叉树:分支不能超过两个
查找树:节点存储的元素是有大小顺序的,左边小,右边大
红黑树的特点:
速度特别快,趋近平衡树,查找叶子元素最少和最多次数不多于二倍
红黑树约束条件:(了解)
1.节点可以使红色或者黑色的
2.根节点是黑色的
3.叶子点(空节点)是黑色的
4.每个红色的节点的子节点都是黑色的
5.任何一个节点到其每一个叶子节点的所有路径上的黑色节点数相同
第二章 List集合1.1 List接口介绍
java.util.List接口继承自Collection接口,是单列集合的一个重要分支,习惯性地会将实现了List接口的对象称为List集合。在List集合中允许出现重复的元素,所有的元素是以一种线性方式进行存储的,在程序中可以通过索引来访问集合中的指定元素。另外,List集合还有一个特点就是元素有序,即元素的存入顺序和取出顺序一致。
看完API,我们总结一下:
List接口特点:
  • 它是一个元素存取有序的集合。存储元素和取出元素的顺序是一致的
  • 它是一个带有索引的集合,通过索引就可以精确的操作集合中的元素
  • 集合中可以有重复的元素,通过元素的equals方法,来比较是否为重复的元素。

1.2 List接口中常用方法
List作为Collection集合的子接口,不但继承了Collection接口中的全部方法,而且还增加了一些根据元素索引来操作集合的特有方法,如下:
  • public void add(int index, E element): 将指定的元素,添加到该集合中的指定位置上。
  • public E get(int index):返回集合中指定位置的元素。
  • public E remove(int index): 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。
  • public E set(int index, E element):用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。

第三章 List的子类3.1 ArrayList集合
java.util.ArrayList集合数据存储的结构是数组结构。元素增删慢,查找快,由于日常开发中使用最多的功能为查询数据、遍历数据,所以ArrayList是最常用的集合。
3.2 LinkedList集合
java.util.LinkedList集合数据存储的结构是链表结构。方便元素添加、删除的集合。
实际开发中对一个集合元素的添加与删除经常涉及到首尾操作,而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。这些方法我们作为了解即可:
  • public void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
  • public void addLast(E e):将指定元素添加到此列表的结尾。
  • public E getFirst():返回此列表的第一个元素。
  • public E getLast():返回此列表的最后一个元素。
  • public E removeFirst():移除并返回此列表的第一个元素。
  • public E removeLast():移除并返回此列表的最后一个元素。
  • public E pop():从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。
  • public void push(E e):将元素推入此列表所表示的堆栈。
  • public boolean isEmpty():如果列表不包含元素,则返回true。

LinkedList是List的子类,List中的方法LinkedList都是可以使用,这里就不做详细介绍,我们只需要了解LinkedList的特有方法即可。在开发时,LinkedList集合也可以作为堆栈,队列的结构使用。(了解即可)
第四章 Set接口
java.util.Set接口和java.util.List接口一样,同样继承自Collection接口,它与Collection接口中的方法基本一致,并没有对Collection接口进行功能上的扩充,只是比Collection接口更加严格了。与List接口不同的是,Set接口中元素无序,并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。
Set集合有多个子类,这里我们介绍其中的java.util.HashSet、java.util.LinkedHashSet这两个集合。
tips:Set集合取出元素的方式可以采用:迭代器、增强for。
3.1 HashSet集合介绍
java.util.HashSet是Set接口的一个实现类,它所存储的元素是不可重复的,并且元素都是无序的(即存取顺序不一致)。
特点:
1.不允许存储重复的元素
2.没有索引,不能使用普通for循环遍历
3.是一个无序的集合,存储元素和取出元素的顺序可能不一样
4.底层是一个哈希表结构(查询的速度非常快)
2.2  HashSet集合存储数据的结构(哈希表)
什么是哈希表呢?
JDK1.8之前,哈希表底层采用数组+链表实现,即使用链表处理冲突,同一hash值的链表都存储在一个链表里。但是当位于一个桶中的元素较多,即hash值相等的元素较多时,通过key值依次查找的效率较低。而JDK1.8中,哈希表存储采用数组+链表+红黑树实现,当链表长度超过阈值(8)时,将链表转换为红黑树,这样大大减少了查找时间。
简单的来说,哈希表是由数组+链表+红黑树(JDK1.8增加了红黑树部分)实现的,如下图所示。
看到这张图就有人要问了,这个是怎么存储的呢?
为了方便大家的理解我们结合一个存储流程图来说明一下:
总而言之,JDK1.8引入红黑树大程度优化了HashMap的性能,那么对于我们来讲保证HashSet集合元素的唯一,其实就是根据对象的hashCode和equals方法来决定的。如果我们往集合中存放自定义的对象,那么保证其唯一,就必须复写hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式。
2.3  HashSet存储自定义类型元素
给HashSet中存放自定义类型元素时,需要重写对象中的hashCode和equals方法,建立自己的比较方式,才能保证HashSet集合中的对象唯一
2.3 LinkedHashSet
我们知道HashSet保证元素唯一,可是元素存放进去是没有顺序的,那么我们要保证有序,怎么办呢?
在HashSet下面有一个子类java.util.LinkedHashSet,它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。
1.9  可变参数
JDK1.5之后,如果我们定义一个方法需要接受多个参数,并且多个参数类型一致,我们可以对其简化成如下格式:

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型... 形参名){  }
其实这个书写完全等价与

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型[] 形参名){  }
只是后面这种定义,在调用时必须传递数组,而前者可以直接传递数据即可。
JDK1.5以后。出现了简化操作。... 用在参数上,称之为可变参数。
同样是代表数组,但是在调用这个带有可变参数的方法时,不用创建数组(这就是简单之处),直接将数组中的元素作为实际参数进行传递,其实编译成的class文件,将这些元素先封装到一个数组中,在进行传递。这些动作都在编译.class文件时,自动完成了。
tips: 上述add方法在同一个类中,只能存在一个。因为会发生调用的不确定性
注意:如果在方法书写时,这个方法拥有多参数,参数中包含可变参数,可变参数一定要写在参数列表的末尾位置。
第五章  Collections2.1 常用功能
  • java.utils.Collections是集合工具类,用来对集合进行操作。部分方法如下:

  • public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements):往集合中添加一些元素。
  • public static void shuffle(List<?> list) 打乱顺序:打乱集合顺序。
  • public static <T> void sort(List<T> list):将集合中元素按照默认规则排序。
  • public static <T> void sort(List<T> list,Comparator<? super T> ):将集合中元素按照指定规则排序。

这样的顺序是采用默认的顺序,如果想要指定顺序那该怎么办呢?
我们发现还有个方法没有讲,public static <T> void sort(List<T> list,Comparator<? super T> ):将集合中元素按照指定规则排序。接下来讲解一下指定规则的排列。
2.2 Comparator比较器
我们还是先研究这个方法
public static <T> void sort(List<T> list):将集合中元素按照默认规则排序。
不过这次存储的是字符串类型。我们使用的是默认的规则完成字符串的排序,那么默认规则是怎么定义出来的呢?
说到排序了,简单的说就是两个对象之间比较大小,那么在JAVA中提供了两种比较实现的方式,一种是比较死板的采用java.lang.Comparable接口去实现,一种是灵活的当我需要做排序的时候在去选择的java.util.Comparator接口完成。
那么我们采用的public static <T> void sort(List<T> list)这个方法完成的排序,实际上要求了被排序的类型需要实现Comparable接口完成比较的功能,在String类型上如下:

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
String类实现了这个接口,并完成了比较规则的定义,但是这样就把这种规则写死了,那比如我想要字符串按照第一个字符降序排列,那么这样就要修改String的源代码,这是不可能的了,那么这个时候我们可以使用
public static <T> void sort(List<T> list,Comparator<? super T> )方法灵活的完成,这个里面就涉及到了Comparator这个接口,位于位于java.util包下,排序是comparator能实现的功能之一,该接口代表一个比较器,比较器具有可比性!顾名思义就是做排序的,通俗地讲需要比较两个对象谁排在前谁排在后,那么比较的方法就是:
  • public int compare(String o1, String o2):比较其两个参数的顺序。
    两个对象比较的结果有三种:大于,等于,小于。
    如果要按照升序排序,则o1 小于o2,返回(负数),相等返回0,01大于02返回(正数)如果要按照降序排序则o1 小于o2,返回(正数),相等返回0,01大于02返回(负数)

操作如下:

public class CollectionsDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("cba");
        list.add("aba");
        list.add("sba");
        list.add("nba");
        //排序方法  按照第一个单词的降序
        Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                return o2.charAt(0) - o1.charAt(0);
            }
        });
        System.out.println(list);
    }
}
2.3 简述Comparable和Comparator两个接口的区别。
Comparable:强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。这种排序被称为类的自然排序,类的compareTo方法被称为它的自然比较方法。只能在类中实现compareTo()一次,不能经常修改类的代码实现自己想要的排序。实现此接口的对象列表(和数组)可以通过Collections.sort(和Arrays.sort)进行自动排序,对象可以用作有序映射中的键或有序集合中的元素,无需指定比较器。
Comparator强行对某个对象进行整体排序。可以将Comparator 传递给sort方法(如Collections.sort或 Arrays.sort),从而允许在排序顺序上实现精确控制。还可以使用Comparator来控制某些数据结构(如有序set或有序映射)的顺序,或者为那些没有自然顺序的对象collection提供排序。
2.5 扩展
如果在使用的时候,想要独立的定义规则去使用 可以采用Collections.sort(List list,Comparetor<T> c)方式,自己定义规则:

Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        return o2.getAge()-o1.getAge();//以学生的年龄降序
    }
});
JavaEE就业班第四天 【Map】
第一章 Map集合1.1 概述
  • Collection中的集合,元素是孤立存在的(理解为单身),向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。
  • Map中的集合,元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成,通过键可以找对所对应的值。
  • Collection中的集合称为单列集合,Map中的集合称为双列集合。
  • 需要注意的是
  • 1.Map中的集合不能包含重复的键,
  • 2.值可以重复;
  • 3.每个键只能对应一个值。

1.2  Map常用子类
通过查看Map接口描述,看到Map有多个子类,这里我们主要讲解常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。
  • HashMap<K,V>
  • 1.存储数据采用的哈希表结构,
  • 2.元素的存取顺序不能保证一致。由于要保证键的唯一、不重复,需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。
  • LinkedHashMap<K,V>
  • 1.存储数据采用的哈希表结构+链表结构。
  • 2.通过链表结构可以保证元素的存取顺序一致;通过哈希表结构可以保证的键的唯一、不重复,需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。

tips:Map接口中的集合都有两个泛型变量<K,V>,在使用时,要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量<K,V>的数据类型可以相同,也可以不同。
1.3  Map接口中的常用方法
Map接口中定义了很多方法,常用的如下:
  • public V put(K key, V value):  把指定的键与指定的值添加到Map集合中。
  • public V remove(Object key): 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除,返回被删除元素的值。
  • public V get(Object key) 根据指定的键,在Map集合中获取对应的值。
  • boolean containsKey(Object key) 判断集合中是否包含指定的键。
  • public Set<K> keySet(): 获取Map集合中所有的键,存储到Set集合中。
  • public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

tips:
使用put方法时,若指定的键(key)在集合中没有,则没有这个键对应的值,返回null,并把指定的键值添加到集合中;
若指定的键(key)在集合中存在,则返回值为集合中键对应的值(该值为替换前的值),并把指定键所对应的值,替换成指定的新值。
1.4   Map集合遍历键找值方式
键找值方式:即通过元素中的键,获取键所对应的值
分析步骤:
  • 获取Map中所有的键,由于键是唯一的,所以返回一个Set集合存储所有的键。方法提示:keyset()
  • 遍历键的Set集合,得到每一个键。
  • 根据键,获取键所对应的值。方法:get(K key)

1.5  Entry键值对对象
我们已经知道,Map中存放的是两种对象,一种称为key(键),一种称为value(值),它们在在Map中是一一对应关系,这一对对象又称做Map中的一个Entry(项)。Entry将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象,这样我们在遍历Map集合时,就可以从每一个键值对(Entry)对象中获取对应的键与对应的值。
既然Entry表示了一对键和值,那么也同样提供了获取对应键和对应值得方法:
  • public K getKey():获取Entry对象中的键。
  • public V getValue():获取Entry对象中的值。

在Map集合中也提供了获取所有Entry对象的方法:
  • public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

1.6 Map集合遍历键值对方式
键值对方式:即通过集合中每个键值对(Entry)对象,获取键值对(Entry)对象中的键与值。
操作步骤与图解:
  • 获取Map集合中,所有的键值对(Entry)对象,以Set集合形式返回。方法提示:entrySet()。
  • 遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合,得到每一个键值对(Entry)对象。
  • 通过键值对(Entry)对象,获取Entry对象中的键与值。  方法提示:getkey() getValue()     

tips:Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了。
1.7  HashMap存储自定义类型键值
练习:每位学生(姓名,年龄)都有自己的家庭住址。那么,既然有对应关系,则将学生对象和家庭住址存储到map集合中。学生作为键, 家庭住址作为值。
注意,学生姓名相同并且年龄相同视为同一名学生。
  • 当给HashMap中存放自定义对象时,如果自定义对象作为key存在,这时要保证对象唯一,必须复写对象的hashCode和equals方法(如果忘记,请回顾HashSet存放自定义对象)。
  • 如果要保证map中存放的key和取出的顺序一致,可以使用java.util.LinkedHashMap集合来存放。

1.8   LinkedHashMap
我们知道HashMap保证成对元素唯一,并且查询速度很快,可是成对元素存放进去是没有顺序的,那么我们要保证有序,还要速度快怎么办呢?
在HashMap下面有一个子类LinkedHashMap,它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。
1.9 Map集合练习
需求:
计算一个字符串中每个字符出现次数。
分析:
  • 获取一个字符串对象
  • 创建一个Map集合,键代表字符,值代表次数。
  • 遍历字符串得到每个字符。
  • 判断Map中是否有该键。
  • 如果没有,第一次出现,存储次数为1;如果有,则说明已经出现过,获取到对应的值进行++,再次存储。     
  • 打印最终结果

代码:
public class MapTest {
public static void main(String[] args) {
        //友情提示
        System.out.println("请录入一个字符串:");
        String line = new Scanner(System.in).nextLine();
        // 定义 每个字符出现次数的方法
        findChar(line);
    }
    private static void findChar(String line) {
        //1:创建一个集合 存储  字符 以及其出现的次数
        HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();
        //2:遍历字符串
        for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
            char c = line.charAt(i);
            //判断 该字符 是否在键集中
            if (!map.containsKey(c)) {//说明这个字符没有出现过
                //那就是第一次
                map.put(c, 1);
            } else {
                //先获取之前的次数
                Integer count = map.get(c);
                //count++;
                //再次存入  更新
                map.put(c, ++count);
            }
        }
        System.out.println(map);
    }
}第二章 补充知识点2.1  JDK9对集合添加的优化
通常,我们在代码中创建一个集合(例如,List 或 Set ),并直接用一些元素填充它。 实例化集合,几个 add方法 调用,使得代码重复。

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("abc");
        list.add("def");
        list.add("ghi");
        System.out.println(list);
    }
}
Java 9,添加了几种集合工厂方法,更方便创建少量元素的集合、map实例。新的List、Set、Map的静态工厂方法可以更方便地创建集合的不可变实例。
例子:

public class HelloJDK9 {  
    public static void main(String[] args) {  
        Set<String> str1=Set.of("a","b","c");  
        //str1.add("c");这里编译的时候不会错,但是执行的时候会报错,因为是不可变的集合  
        System.out.println(str1);  
        Map<String,Integer> str2=Map.of("a",1,"b",2);  
        System.out.println(str2);  
        List<String> str3=List.of("a","b");  
        System.out.println(str3);  
    }  
}
需要注意以下两点:
1:of()方法只是Map,List,Set这三个接口的静态方法,其父类接口和子类实现并没有这类方法,比如    HashSet,ArrayList等待;
2:返回的集合是不可变的;
2.2 Debug追踪
使用IDEA的断点调试功能,查看程序的运行过程
  • 在有效代码行,点击行号右边的空白区域,设置断点,程序执行到断点将停止,我们可以手动来运行程序         
  • 点击Debug运行模式                                                                                                                                                                             
  • 程序停止在断点上不再执行,而IDEA最下方打开了Debug调试窗口  
  • Debug调试窗口介绍
  • 快捷键F8,代码向下执行一行,第九行执行完毕,执行到第10行(第10行还未执行)
  • 切换到控制台面板,控制台显示 请录入一个字符串: 并且等待键盘录入
  • 快捷键F8,程序继续向后执行,执行键盘录入操作,在控制台录入数据 ababcea
  • 此时到达findChar方法,快捷键F7,进入方法findChar
  • 快捷键F8 接续执行,创建了map对象,变量区域显示
  • 快捷键F8 接续执行,进入到循环中,循环变量i为 0,F8再继续执行,就获取到变量c赋值为字符‘a’ 字节值97
  • 快捷键F8 接续执行,进入到判断语句中,因为该字符 不在Map集合键集中,再按F8执行,进入该判断中
  • 快捷键F8 接续执行,循环结束,进入下次循环,此时map中已经添加一对儿元素
  • 快捷键F8 接续执行,进入下次循环,再继续上面的操作,我们就可以看到代码每次是如何执行的了
  • 如果不想继续debug,那么可以使用快捷键F9,程序正常执行到结束,程序结果在控制台显示






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