package com.atguigu.java; import org.junit.Test; import java.util.*; /** * 一、Map的实现类的结构： * |----Map:双列数据，存储key-value对的数据 ---类似于高中的函数：y = f(x) * |----HashMap:作为Map的主要实现类；线程不安全的，效率高；存储null的key和value * |----LinkedHashMap:保证在遍历map元素时，可以按照添加的顺序实现遍历。 * 原因：在原有的HashMap底层结构基础上，添加了一对指针，指向前一个和后一个元素。 * 对于频繁的遍历操作，此类执行效率高于HashMap。 * |----TreeMap:保证按照添加的key-value对进行排序，实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排序 * 底层使用红黑树 * |----Hashtable:作为古老的实现类；线程安全的，效率低；不能存储null的key和value * |----Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型 * * * HashMap的底层：数组+链表 （jdk7及之前） * 数组+链表+红黑树 （jdk 8） * * * 面试题： * 1. HashMap的底层实现原理？ * 2. HashMap 和 Hashtable的异同？ * 3. CurrentHashMap 与 Hashtable的异同？（暂时不讲） * * 二、Map结构的理解： * Map中的key:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的key ---> key所在的类要重写equals()和hashCode() （以HashMap为例） * Map中的value:无序的、可重复的，使用Collection存储所有的value --->value所在的类要重写equals() * 一个键值对：key-value构成了一个Entry对象。 * Map中的entry:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的entry * * 三、HashMap的底层实现原理？以jdk7为例说明： * HashMap map = new HashMap(): * 在实例化以后，底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。 * ...可能已经执行过多次put... * map.put(key1,value1): * 首先，调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值，此哈希值经过某种算法计算以后，得到在Entry数组中的存放位置。 * 如果此位置上的数据为空，此时的key1-value1添加成功。 ----情况1 * 如果此位置上的数据不为空，(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据 * 的哈希值： * 如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同，此时key1-value1添加成功。----情况2 * 如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同，继续比较：调用key1所在类的equals(key2)方法，比较： * 如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。----情况3 * 如果equals()返回true:使用value1替换value2。 * * 补充：关于情况2和情况3：此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。 * * 在不断的添加过程中，会涉及到扩容问题，当超出临界值(且要存放的位置非空)时，扩容。默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原有的数据复制过来。 * * jdk8 相较于jdk7在底层实现方面的不同： * 1. new HashMap():底层没有创建一个长度为16的数组 * 2. jdk 8底层的数组是：Node[],而非Entry[] * 3. 首次调用put()方法时，底层创建长度为16的数组 * 4. jdk7底层结构只有：数组+链表。jdk8中底层结构：数组+链表+红黑树。 * 4.1 形成链表时，七上八下（jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8：旧的元素指向新的元素） 4.2 当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 > 64时，此时此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。 * * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量，16 * DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默认加载因子：0.75 * threshold：扩容的临界值，=容量*填充因子：16 * 0.75 => 12 * TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树:8 * MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64 * * 四、LinkedHashMap的底层实现原理（了解） * 源码中： * static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> { Entry<K,V> before, after;//能够记录添加的元素的先后顺序 Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) { super(hash, key, value, next); } } * * * 五、Map中定义的方法： 添加、删除、修改操作： Object put(Object key,Object value)：将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中 void putAll(Map m):将m中的所有key-value对存放到当前map中 Object remove(Object key)：移除指定key的key-value对，并返回value void clear()：清空当前map中的所有数据 元素查询的操作： Object get(Object key)：获取指定key对应的value boolean containsKey(Object key)：是否包含指定的key boolean containsValue(Object value)：是否包含指定的value int size()：返回map中key-value对的个数 boolean isEmpty()：判断当前map是否为空 boolean equals(Object obj)：判断当前map和参数对象obj是否相等 元视图操作的方法： Set keySet()：返回所有key构成的Set集合 Collection values()：返回所有value构成的Collection集合 Set entrySet()：返回所有key-value对构成的Set集合 *总结：常用方法： * 添加：put(Object key,Object value) * 删除：remove(Object key) * 修改：put(Object key,Object value) * 查询：get(Object key) * 长度：size() * 遍历：keySet() / values() / entrySet() * * * @author shkstart * @create 2019 上午 11:15 */ public class MapTest { /* 元视图操作的方法： Set keySet()：返回所有key构成的Set集合 Collection values()：返回所有value构成的Collection集合 Set entrySet()：返回所有key-value对构成的Set集合 */ @Test public void test5(){ Map map = new HashMap(); map.put("AA",123); map.put(45,1234); map.put("BB",56); //遍历所有的key集：keySet() Set set = map.keySet(); Iterator iterator = set.iterator(); while(iterator.hasNext()){ System.out.println(iterator.next()); } System.out.println(); //遍历所有的value集：values() Collection values = map.values(); for(Object obj : values){ System.out.println(obj); } System.out.println(); //遍历所有的key-value //方式一：entrySet() Set entrySet = map.entrySet(); Iterator iterator1 = entrySet.iterator(); while (iterator1.hasNext()){ Object obj = iterator1.next(); //entrySet集合中的元素都是entry Map.Entry entry = (Map.Entry) obj; System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue()); } System.out.println(); //方式二： Set keySet = map.keySet(); Iterator iterator2 = keySet.iterator(); while(iterator2.hasNext()){ Object key = iterator2.next(); Object value = map.get(key); System.out.println(key + "=====" + value); } } /* 元素查询的操作： Object get(Object key)：获取指定key对应的value boolean containsKey(Object key)：是否包含指定的key boolean containsValue(Object value)：是否包含指定的value int size()：返回map中key-value对的个数 boolean isEmpty()：判断当前map是否为空 boolean equals(Object obj)：判断当前map和参数对象obj是否相等 */ @Test public void test4(){ Map map = new HashMap(); map.put("AA",123); map.put(45,123); map.put("BB",56); // Object get(Object key) System.out.println(map.get(45)); //containsKey(Object key) boolean isExist = map.containsKey("BB"); System.out.println(isExist); isExist = map.containsValue(123); System.out.println(isExist); map.clear(); System.out.println(map.isEmpty()); } /* 添加、删除、修改操作： Object put(Object key,Object value)：将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中 void putAll(Map m):将m中的所有key-value对存放到当前map中 Object remove(Object key)：移除指定key的key-value对，并返回value void clear()：清空当前map中的所有数据 */ @Test public void test3(){ Map map = new HashMap(); //添加 map.put("AA",123); map.put(45,123); map.put("BB",56); //修改 map.put("AA",87); System.out.println(map); Map map1 = new HashMap(); map1.put("CC",123); map1.put("DD",123); map.putAll(map1); System.out.println(map); //remove(Object key) Object value = map.remove("CC"); System.out.println(value); System.out.println(map); //clear() map.clear();//与map = null操作不同 System.out.println(map.size()); System.out.println(map); } @Test public void test2(){ Map map = new HashMap(); map = new LinkedHashMap(); map.put(123,"AA"); map.put(345,"BB"); map.put(12,"CC"); System.out.println(map); } @Test public void test1(){ Map map = new HashMap(); // map = new Hashtable(); map.put(null,123); } }
HashMap的存储结构：JDK 1.8之前,JDK 1.8（面试题高频，了解）（课件里有比ppt更详细的资料）
最好一边和源码比对，一边看下面的ppt，如果看不懂可以参考尚硅谷的教学视频。
package com.atguigu.java; import org.junit.Test; import java.util.*; /** * @author shkstart * @create 2019 下午 3:46 */ public class TreeMapTest { //向TreeMap中添加key-value，要求key必须是由同一个类创建的对象 //因为要按照key进行排序：自然排序 、定制排序 //自然排序 @Test public void test1(){ TreeMap map = new TreeMap(); User u1 = new User("Tom",23); User u2 = new User("Jerry",32); User u3 = new User("Jack",20); User u4 = new User("Rose",18); map.put(u1,98); map.put(u2,89); map.put(u3,76); map.put(u4,100); Set entrySet = map.entrySet(); Iterator iterator1 = entrySet.iterator(); while (iterator1.hasNext()){ Object obj = iterator1.next(); Map.Entry entry = (Map.Entry) obj; System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue()); } } //定制排序 @Test public void test2(){ TreeMap map = new TreeMap(new Comparator() { @Override public int compare(Object o1, Object o2) { if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){ User u1 = (User)o1; User u2 = (User)o2; return Integer.compare(u1.getAge(),u2.getAge()); } throw new RuntimeException("输入的类型不匹配！"); } }); User u1 = new User("Tom",23); User u2 = new User("Jerry",32); User u3 = new User("Jack",20); User u4 = new User("Rose",18); map.put(u1,98); map.put(u2,89); map.put(u3,76); map.put(u4,100); Set entrySet = map.entrySet(); Iterator iterator1 = entrySet.iterator(); while (iterator1.hasNext()){ Object obj = iterator1.next(); Map.Entry entry = (Map.Entry) obj; System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue()); } } }
hashtable不常用了。了解一下就行。
package com.atguigu.java; import java.io.FileInputStream; import java.io.IOException; import java.util.Properties; /** * @author shkstart * @create 2019 下午 4:07 */ public class PropertiesTest { //Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型 public static void main(String[] args) { FileInputStream fis = null; try { Properties pros = new Properties(); fis = new FileInputStream("jdbc.properties"); pros.load(fis);//加载流对应的文件 String name = pros.getProperty("name"); String password = pros.getProperty("password"); System.out.println("name = " + name + ", password = " + password); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { if(fis != null){ try { fis.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } }
11-7 Collections工具类
package com.atguigu.java; import org.junit.Test; import java.util.ArrayList; import java.util.Arrays; import java.util.Collections; import java.util.List; /** * Collections:操作Collection、Map的工具类 * * * 面试题：Collection 和 Collections的区别？ * * * @author shkstart * @create 2019 下午 4:19 */ public class CollectionsTest { /* reverse(List)：反转 List 中元素的顺序 shuffle(List)：对 List 集合元素进行随机排序 sort(List)：根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序 sort(List，Comparator)：根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序 swap(List，int， int)：将指定 list 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换 Object max(Collection)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素 Object max(Collection，Comparator)：根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最大元素 Object min(Collection) Object min(Collection，Comparator) int frequency(Collection，Object)：返回指定集合中指定元素的出现次数 void copy(List dest,List src)：将src中的内容复制到dest中 boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：使用新值替换 List 对象的所有旧值 */ @Test public void test2(){ List list = new ArrayList(); list.add(123); list.add(43); list.add(765); list.add(-97); list.add(0); //报异常：IndexOutOfBoundsException("Source does not fit in dest") // List dest = new ArrayList(); // Collections.copy(dest,list); //正确的： List dest = Arrays.asList(new Object[list.size()]); System.out.println(dest.size());//list.size(); Collections.copy(dest,list); System.out.println(dest); /* Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法， 该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合，从而可以解决 多线程并发访问集合时的线程安全问题 */ //返回的list1即为线程安全的List List list1 = Collections.synchronizedList(list); } @Test public void test1(){ List list = new ArrayList(); list.add(123); list.add(43); list.add(765); list.add(765); list.add(765); list.add(-97); list.add(0); System.out.println(list); // Collections.reverse(list); // Collections.shuffle(list); // Collections.sort(list); // Collections.swap(list,1,2); int frequency = Collections.frequency(list, 123); System.out.println(list); System.out.println(frequency); } }
--------------------------课后练习（答案没有但视频里有讲解，可以看尚硅谷视频）-----------------------------
package com.atguigu.exer; /* * 请把学生名与考试分数录入到Set中，并按分数显示前三名成绩学员的名字.怎么用Set实现? */ import java.util.TreeSet; import java.util.Scanner; import org.junit.Test; public class ScoreTest { private Scanner scanner; @Test public void test1() { scanner = new Scanner(System.in); TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<>(); System.out.println("请输入学生的姓名和成绩，当输入为负数时结束输入"); for (int i = 1;; i++) { int score = 0; System.out.println("请输入第" + i + "位学生的姓名："); String name = scanner.next(); System.out.println("请输入第" + i + "位学生的成绩：(输入负数，结束录入)"); try { score = scanner.nextInt(); } catch (ClassCastException e) { // TODO: handle exception System.out.println("您输入的分数有误"); } if (score < 0) { break; } else { treeSet.add(new Student(name, score)); } } System.out.println("您输入的成绩生成成绩单结果："); for (Student student : treeSet) { System.out.println(student.getName() + "--->" + student.getScore()); } // 前三名学生的姓名 System.out.println("前三名学生的姓名为："); int count = 0; for (Student student : treeSet) { if (count == 3) { break; } else { System.out.println(student.getName() + "--->" + student.getScore()); count++; } } } } class Student implements Comparable<Student> { private String name; private int score; public Student(String name, int score) { super(); this.name = name; this.score = score; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getScore() { return score; } public void setScore(int score) { this.score = score; } @Override public int hashCode() { final int prime = 31; int result = 1; result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode()); result = prime * result + score; return result; } @Override public boolean equals(Object obj) { if (this == obj) return true; if (obj == null) return false; if (getClass() != obj.getClass()) return false; Student other = (Student) obj; if (name == null) { if (other.name != null) return false; } else if (!name.equals(other.name)) return false; if (score != other.score) return false; return true; } @Override public int compareTo(Student o) { // TODO Auto-generated method stub int num = o.score - score; if (num != 0) { return num; } else { return this.name.compareTo(o.name); } } }
