Java——Link接口(ArrayList,LinkList)和Set接口(HashSet)

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Java——Link接口(ArrayList,LinkList)和Set接口(HashSet)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

List接口

List接口是Collection接口的子接口,List接口中的抽象方法,有一部分方法和他的父接口Collection是一样,List接口的自己特有的方法, 带有索引的功能。

  • 它是一个元素存取有序的集合。例如,存元素的顺序是112233。那么集合中,元素的存储就是按照112233的顺序完成的)。

  • 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(与数组的索引是一个道理)。

  • 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。

List接口的常用子类有:

  • 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。
  • 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。

List集合存储数据的结构

List接口下有很多个集合,它们存储元素所采用的结构方式是不同的,这样就导致了这些集合有它们各自的特点,供给我们在不同的环境下进行使用。数据存储的常用结构有:堆栈、队列、数组、链表。

堆栈,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:

  • 先进后出(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)。例如,子弹压进弹夹,先压进去的子弹在下面,后压进去的子弹在上面,当开枪时,先弹出上面的子弹,然后才能弹出下面的子弹。

  • 栈的入口、出口的都是栈的顶端位置

  • 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,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:

  • 先进先出(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)。例如,安检。排成一列,每个人依次检查,只有前面的人全部检查完毕后,才能排到当前的人进行检查。

  • 队列的入口、出口各占一侧。例如,下图中的左侧为入口,右侧为出口。

数组,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:

  • 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。如下图

    • 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。如下图

链表,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:

  • 多个节点之间,通过地址进行连接。例如,多个人手拉手,每个人使用自己的右手拉住下个人的左手,依次类推,这样多个人就连在一起了。

  • 查找元素慢: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:操作如左图,只需要修改连接下个元素的地址即可。

    • 删除元素:操作如右图,只需要修改连接下个元素的地址即可。

一、类ArrayList的集合

1、添加元素到指定索引上

/*
 *  add(int index, E)
 *  将元素插入到列表的指定索引上
 *  带有索引的操作,防止越界问题 java.lang.IndexOutOfBoundsException
 */
public static void function(){
	List<String> list = new ArrayList<String>();
	list.add("abc1");
	list.add("abc2");
	list.add("abc3");
	list.add("abc4");
	System.out.println(list);
	
	list.add(1, "x5456");
	System.out.println(list);
}

2、移除指定索引上的元素

/*
 *  E remove(int index)
 *  移除指定索引上的元素
 *  返回被删除之前的元素
 */
public static void function_1(){
	List<Double> list = new ArrayList<Double>();
	list.add(1.1);
	list.add(1.2);
	list.add(1.3);
	list.add(1.4);

	list.remove(1.1);   // 移除指定元素,没有返回值
	Double d = list.remove(0);  // 移除指定索引的值,有返回值(就是被移除的那个值)
	System.out.println(d);
	System.out.println(list);
}

3、替换指定索引上的值

public static void function_2(){
	List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
	list.add(1);
	list.add(2);
	list.add(3);
	list.add(4);
	
	Integer i = list.set(0, 5);	//将0索引的值替换成5,返回值为之前的值
	System.out.println(i);
	System.out.println(list);
}

4、在迭代过程中不能增加集合中的元素

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

/*
 *  迭代器的并发修改异常 java.util.ConcurrentModificationException
 *  就是在遍历的过程中,使用了集合方法修改了集合的长度,不允许的
 */
public class ListDemo1 {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> list = new ArrayList<String>();
		list.add("abc1");
		list.add("abc2");
		list.add("abc3");
		list.add("abc4");
		
		//对集合使用迭代器进行获取,获取时候判断集合中是否存在 "abc3"对象
		//如果有,添加一个元素 "ABC3"
		Iterator<String> it = list.iterator();
		while(it.hasNext()){
			String s = it.next();
			//对获取出的元素s,进行判断,是不是有"abc3"
			if(s.equals("abc3")){   // 字符串不是基本数据类型,所以不能用==来判断
				list.add("ABC3");
			}
			System.out.println(s);
		}
	}
}

二、类LinkedList的集合 

自身特点: 由链表底层实现,查询慢,增删快;因为是子类的特有功能,不能多态调用

1、添加元素到链表的开头和结尾

/*
 *  addFirst(E) 添加到链表的开头
 *  addLast(E) 添加到链表的结尾
 */
public static void function(){
	LinkedList<String> link = new LinkedList<String>();
	
	link.addLast("xinge");
	
	link.add("abc");
	link.add("bcd");
	
	link.addFirst("x5456");
	System.out.println(link);
}

2、获取开头和结尾的值

/*
 * E getFirst() 获取链表的开头
 * E getLast() 获取链表的结尾
 */
public static void function_2(){
	LinkedList<String> link = new LinkedList<String>();
	link.add("1");
	link.add("2");
	link.add("3");
	link.add("4");

	if(!link.isEmpty()){  // 判断链表集合是否为空,等同于link.size()!=0
		String first = link.getFirst();
		String last = link.getLast();
		System.out.println(first);
		System.out.println(last);
	}
}

3、移除开头和结尾的值

/*
 *  E removeFirst() 移除并返回链表的开头
 *  E removeLast() 移除并返回链表的结尾
 */
public static void function_3(){
	LinkedList<String> link = new LinkedList<String>();
	link.add("1");
	link.add("2");
	link.add("3");
	link.add("4");
	
	String first = link.removeFirst();
	String last = link.removeLast();
	System.out.println(first);
	System.out.println(last);

	System.out.println(link.pop());  // 弹出集合栈顶的元素
}

Set接口

Collection中可以存放重复元素,也可以不存放重复元素,那么我们知道List中是可以存放重复元素的。那么不重复元素给哪里存放呢?那就是Set接口,它里面的集合,所存储的元素就是不重复的。

一、HashSet

HashSet集合,采用哈希表结构存储数据,保证元素唯一性的方式依赖于:hashCode()equals()方法,存储和取出都比较快,线程不安全,运行速度快。

什么是哈希表?

哈希表底层使用的也是数组机制,数组中也存放对象,而这些对象往数组中存放时的位置比较特殊,当需要把这些对象给数组中存放时,那么会根据这些对象的特有数据结合相应的算法,计算出这个对象在数组中的位置,然后把这个对象存放在数组中。而这样的数组就称为哈希数组,即就是哈希表。

当向哈希表中存放元素时,需要根据元素的特有数据结合相应的算法,这个算法其实就是Object类中的hashCode方法。由于任何对象都是Object类的子类,所以任何对象有拥有这个方法。即就是在给哈希表中存放对象时,会调用对象的hashCode方法,算出对象在表中的存放位置,这里需要注意,如果两个对象hashCode方法算出结果一样,这样现象称为哈希冲突,这时会调用对象的equals方法,比较这两个对象是不是同一个对象,如果equals方法返回的是true,那么就不会把第二个对象存放在哈希表中,如果返回的是false,就会把这个值存放在哈希表中。

总结:保证HashSet集合元素的唯一,其实就是根据对象的hashCodeequals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hashCodeequals方法建立属于当前对象的比较方式。

示例:将Person对象中的姓名,年龄,相同数据,看作同一个对象

import java.util.HashSet;

import cn.itcast.demo3.Person;

/*
 *  HashSet集合的自身特点:
 *    底层数据结构,哈希表
 *    存储,取出都比较快
 *    线程不安全,运行速度快
 */
public class HashSetDemo1 {
	public static void main(String[] args) {
		//判断对象是否重复,依赖对象自己的方法 hashCode,equals
		HashSet<Person> setPerson = new HashSet<Person>();
		setPerson.add(new Person("a",11));
		setPerson.add(new Person("b",10));
		setPerson.add(new Person("b",10));
		setPerson.add(new Person("c",25));
		setPerson.add(new Person("d",19));
		setPerson.add(new Person("e",17));
		System.out.println(setPerson);
	}
}

Person.java

需要达到要求,就需要重写Person类的HashCode和equals方法

public class Person {
	private String name;
	private int age;

	/*
	 *  没有做重写父类,每次运行结果都是不同整数
	 *  如果子类重写父类的方法,哈希值,自定义的
	 *  存储到HashSet集合的依据
	 */
	public int hashCode(){
		return name.hashCode()+age*55;
	}
	//方法equals重写父类,保证和父类相同
	//public boolean equals(Object obj){}
	public boolean equals(Object obj){
		if(this == obj)
			return true;
		if(obj == null)
			return false;
		if(obj instanceof Person){
			Person p = (Person)obj;
			return name.equals(p.name) && age==p.age;
		}
		return false;
	}
	
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public int getAge() {
		return age;
	}
	public void setAge(int age) {
		this.age = age;
	}
	public Person(String name, int age) {
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	public Person(){}
	
	public String toString(){
		return name+".."+age;
	}
}

二、LinkedHashSet

HashSet存储的是无序的,LinkedHashSet其中存储的是有序的

public class LinkedHashSetDemo {
	public static void main(String[] args) {
		Set<String> set = new LinkedHashSet<String>();
		set.add("bbb");
		set.add("aaa");
		set.add("abc");
		set.add("bbc");
                Iterator it = set.iterator();
		while (it.hasNext()) {
			System.out.println(it.next());
		}
	}
}        

判断集合中元素唯一

ArrayList

ArrayListcontains方法会使用调用方法时,传入的元素的equals方法依次与集合中的旧元素所比较,从而根据返回的布尔值判断是否有重复元素。此时,当ArrayList存放自定义类型时,由于自定义类型在未重写equals方法前,判断是否重复的依据是地址值,所以如果想根据内容判断是否为重复元素,需要重写元素的equals方法。

HashSet

Set集合不能存放重复元素,其添加方法在添加时会判断是否有重复元素,有重复不添加,没重复则添加。

HashSet集合由于是无序的,其判断唯一的依据是元素类型的hashCodeequals方法的返回结果。规则如下:

先判断新元素与集合内已经有的旧元素的HashCode

  • 如果不同,说明是不同元素,添加到集合。

  • 如果相同,再判断equals比较结果。返回true则相同元素;返回false则不同元素,添加到集合。

所以,使用HashSet存储自定义类型,如果没有重写该类的hashCodeequals方法,则判断重复时,使用的是地址值,如果想通过内容比较元素是否相同,需要重写该元素类的hashcodeequals方法。

 

以上是关于Java——Link接口(ArrayList,LinkList)和Set接口(HashSet)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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2020-01-21 JAVA集合(容器)与遍历

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