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  • java集合类学习

    一、关系图

    二、几个比较重要的接口和类简介

    1、List(有序、索引、可重复)

         List里存放的对象是有序的,同时也是可以重复的,List关注的是索引,拥有一系列和索引相关的方法。

         ArrayList(数组、快速访问)

         ArrayList可以理解成一个可增长的数组,因此可以通过索引快速访问。

         LinkedList(链表、快速插入、删除)

         LinkedList是双向链接的,拥有链表的快速插入和删除的特性。

         Vector

         ArrayList的线程安全版,但是性能较低。

    2、Set(唯一、无序)

         HashSet

         HashSet是通过HashMap实现的,Set使用了Map中的key,因此Set具有唯一性。而HashMap中通过HashCode和 equals方法来确保唯一。 HashSet的contains和remove依据都是hashCode方法,如果该方法返回值相同,才判断 equals方法。

         TreeSet

         TreeSet是通过TreeMap实现的,能进行排序。

    3、Map(键值对、键唯一)

         Map主要用于存储健值对,根据键得到值,因此不允许键重复(重复了覆盖了),但允许值重复。

         HashMap

         Hashmap 是一个最常用的Map,它根据键的HashCode值存储数据,根据键可以直接获取它的值,具有很快的访问速度,遍历时,取得数据的顺序是完全随机的。HashMap最多只允许一条记录的键为Null;允许多条记录的值为Null

         Hashtable

         Hashtable与HashMap类似,是HashMap的线程安全版,它继承自Dictionary类,不同的是:它不允许记录的键或者值为空,同时效率较低。

         LinkedHashMap

         LinkedHashMap保存了记录的插入顺序,在用Iterator遍历LinkedHashMap时,先得到的记录肯定是先插入的.也可以在构造时 用带参数,按照应用次数排序。在遍历的时候会比HashMap慢,不过有种情况例外,当HashMap容量很大,实际数据

         较少时,遍历起来可能会比LinkedHashMap慢,因为LinkedHashMap的遍历速度只和实际数据有关,和容量无关,而HashMap的遍历速度和他的容量有关。

         TreeMap

         TreeMap实现SortMap接口,能够把它保存的记录根据键排序,默认是按键值的升序排序,也可以指定排序的比较器,当用Iterator遍历TreeMap时,得到的记录是排过序的。

         一般情况下,我们用的最多的是HashMap,HashMap里面存入的键值对在取出的时候是随机的,它根据键的HashCode值存储数据,根据键可以直接获取它的值,具有很快的访问速度。在Map中插入、删除和定位元素,HashMap 是最好的选择。
         TreeMap取出来的是排序后的键值对。但如果您要按自然顺序或自定义顺序遍历键,那么TreeMap会更好。
         LinkedHashMap是HashMap的一个子类,如果需要输出的顺序和输入的相同,那么用LinkedHashMap可以实现。

    三、面试过程中可能问到的问题

    几个面试常见问题:
    1.Q:ArrayList和Vector有什么区别?HashMap和HashTable有什么区别?
       A:Vector和HashTable是线程同步的(synchronized)。性能上,ArrayList和HashMap分别比Vector和Hashtable要好。

    2.Q:大致讲解java集合的体系结构
       A:List、Set、Map是这个集合体系中最主要的三个接口。
          其中List和Set继承自Collection接口。
          Set不允许元素重复。HashSet和TreeSet是两个主要的实现类。
          List有序且允许元素重复。ArrayList、LinkedList和Vector是三个主要的实现类。
          Map也属于集合系统,但和Collection接口不同。Map是key对value的映射集合,其中key列就是一个集合。key不能重复,但是value可以重复。HashMap、TreeMap和Hashtable是三个主要的实现类。
          SortedSet和SortedMap接口对元素按指定规则排序,SortedMap是对key列进行排序。

    3.Q:Comparable和Comparator区别
        A:调用java.util.Collections.sort(List list)方法来进行排序的时候,List内的Object都必须实现了Comparable接口。
            java.util.Collections.sort(List list,Comparator c),可以临时声明一个Comparator 来实现排序。
            Collections.sort(imageList, new Comparator() {
                public int compare(Object a, Object b) {
                    int orderA = Integer.parseInt( ( (Image) a).getSequence());
                    int orderB = Integer.parseInt( ( (Image) b).getSequence());
                    return orderA - orderB;
               }
            });
            如果需要改变排列顺序
            改成return orderb - orderA 即可。

    4.Q:简述equals()和hashCode()
        A:  1) 首先equals()和hashcode()这两个方法都是从object类中继承过来的。

             2) 其次是hashcode() 方法,在object类中定义如下: 
                public native int hashCode(); 
        说明是一个本地方法,它的实现是根据本地机器相关的。当然我们可以在自己写的类中覆盖hashcode()方法,比如String、Integer、Double。。。。等等这些类都是覆盖了hashcode()方法的。

            3) equals()相等的两个对象,hashcode()一定相等; 
            equals()不相等的两个对象,却并不能证明他们的hashcode()不相等。换句话说,equals()方法不相等的两个对象,hashcode()有可能相等。(我的理解是         由于哈希码在生成的时候产生冲突造成的)。 
            反过来:hashcode()不等,一定能推出equals()也不等;hashcode()相等,equals()可能相等,也可能不等。

           4) 谈到hashcode()和equals()就不能不说到hashset,hashmap,hashtable中的使用,具体是怎样呢,请看如下分析: 
    Hashset是继承Set接口,Set接口又实现Collection接口,这是层次关系。那么hashset是根据什么原理来存取对象的呢? 
    在hashset中不允许出现重复对象,元素的位置也是不确定的。在hashset中又是怎样判定元素是否重复的呢?这就是问题的关键所在,经过一下午的查询求证终于获得了一点启示,和大家分享一下,在java的集合中,判断两个对象是否相等的规则是: 
    1),判断两个对象的hashCode是否相等 
          如果不相等,认为两个对象也不相等,完毕 
          如果相等,转入2) 
    (这一点只是为了提高存储效率而要求的,其实理论上没有也可以,但如果没有,实际使用时效率会大大降低,所以我们这里将其做为必需的。后面会重点讲到这个问题。) 
    2),判断两个对象用equals运算是否相等 
          如果不相等,认为两个对象也不相等 
          如果相等,认为两个对象相等(equals()是判断两个对象是否相等的关键) 
    为什么是两条准则,难道用第一条不行吗?不行,因为前面已经说了,hashcode()相等时,equals()方法也可能不等,所以必须用第2条准则进行限制,才能保证加入的为非重复元素。 
    比如下面的代码: 

    public static void main(String args[]){ 
    String s1=new String("zhaoxudong"); 
    String s2=new String("zhaoxudong"); 
    System.out.println(s1==s2);//false 
    System.out.println(s1.equals(s2));//true 
    System.out.println(s1.hashCode());//s1.hashcode()等于s2.hashcode() 
    System.out.println(s2.hashCode()); 
    Set hashset=new HashSet(); 
    hashset.add(s1); 
    hashset.add(s2); 
    /*实质上在添加s1,s2时,运用上面说到的两点准则,可以知道hashset认为s1和s2是相等的,是在添加重复元素,所以让s2覆盖了s1;*/ 
    Iterator it=hashset.iterator(); 
                while(it.hasNext()) 
                { 
                 System.out.println(it.next()); 
                } 
    最后在while循环的时候只打印出了一个”zhaoxudong”。 
    输出结果为:false 
                true 
                -967303459 
                -967303459 
    这是因为String类已经重写了equals()方法和hashcode()方法,所以在根据上面的第1.2条原则判定时,hashset认为它们是相等的对象,进行了重复添加。 
    但是看下面的程序: 
    import java.util.*; 
    public class HashSetTest 

       public static void main(String[] args) 
        { 
                     HashSet hs=new HashSet(); 
                     hs.add(new Student(1,"zhangsan")); 
                     hs.add(new Student(2,"lisi")); 
                     hs.add(new Student(3,"wangwu")); 
                     hs.add(new Student(1,"zhangsan")); 
      
                     Iterator it=hs.iterator(); 
                     while(it.hasNext()) 
                     { 
                            System.out.println(it.next()); 
                     } 
         } 

    class Student 
       { 
         int num; 
         String name; 
         Student(int num,String name) 
                    { 
                    this.num=num; 
                     this.name=name; 
                     } 
                  public String toString() 
                    { 
                        return num+":"+name; 
                     } 
               }      
    输出结果为: 
                          1:zhangsan 
                       1:zhangsan 
                       3:wangwu 
                       2:lisi 
    问题出现了,为什么hashset添加了相等的元素呢,这是不是和hashset的原则违背了呢?回答是:没有 
    因为在根据hashcode()对两次建立的new Student(1,"zhangsan")对象进行比较时,生成的是不同的哈希码值,所以hashset把他当作不同的对象对待了,当然此时的equals()方法返回的值也不等(这个不用解释了吧)。那么为什么会生成不同的哈希码值呢?上面我们在比较s1和s2的时候不是生成了同样的哈希码吗?原因就在于我们自己写的Student类并没有重新自己的hashcode()和equals()方法,所以在比较时,是继承的object类中的hashcode()方法,呵呵,各位还记得object类中的hashcode()方法比较的是什么吧!! 
    它是一个本地方法,比较的是对象的地址(引用地址),使用new方法创建对象,两次生成的当然是不同的对象了(这个大家都能理解吧。。。),造成的结果就是两个对象的hashcode()返回的值不一样。所以根据第一个准则,hashset会把它们当作不同的对象对待,自然也用不着第二个准则进行判定了。那么怎么解决这个问题呢?? 
    答案是:在Student类中重新hashcode()和equals()方法。 
    例如: 
      class Student 

    int num; 
    String name; 
    Student(int num,String name) 

                this.num=num; 
                this.name=name; 

    public int hashCode() 

                return num*name.hashCode(); 

    public boolean equals(Object o) 

                Student s=(Student)o; 
                return num==s.num && name.equals(s.name); 

    public String toString() 

                return num+":"+name; 


    根据重写的方法,即便两次调用了new Student(1,"zhangsan"),我们在获得对象的哈希码时,根据重写的方法hashcode(),获得的哈希码肯定是一样的(这一点应该没有疑问吧)。 
    当然根据equals()方法我们也可判断是相同的。所以在向hashset集合中添加时把它们当作重复元素看待了。所以运行修改后的程序时,我们会发现运行结果是: 
                          1:zhangsan 
                       3:wangwu 
                       2:lisi 
    可以看到重复元素的问题已经消除。 
    关于在hibernate的pojo类中,重新equals()和hashcode()的问题: 
    1),重点是equals,重写hashCode只是技术要求(为了提高效率) 
    2),为什么要重写equals呢,因为在java的集合框架中,是通过equals来判断两个对象是否相等的 
    3),在hibernate中,经常使用set集合来保存相关对象,而set集合是不允许重复的。我们再来谈谈前面提到在向hashset集合中添加元素时,怎样判断对象是否相同的准则,前面说了两条,其实只要重写equals()这一条也可以。 
    但当hashset中元素比较多时,或者是重写的equals()方法比较复杂时,我们只用equals()方法进行比较判断,效率也会非常低,所以引入了hashcode()这个方法,只是为了提高效率,但是我觉得这是非常有必要的(所以我们在前面以两条准则来进行hashset的元素是否重复的判断)。 
    比如可以这样写: 
    public int hashCode(){ 
       return  1;}//等价于hashcode无效 
    这样做的效果就是在比较哈希码的时候不能进行判断,因为每个对象返回的哈希码都是1,每次都必须要经过比较equals()方法后才能进行判断是否重复,这当然会引起效率的大大降低。 
    我有一个问题,如果像前面提到的在hashset中判断元素是否重复的必要方法是equals()方法(根据网上找到的观点),但是这里并没有涉及到关于哈希表的问题,可是这个集合却叫hashset,这是为什么?? 
    我想,在hashmap,hashtable中的存储操作,依然遵守上面的准则。所以这里不再多说。这些是今天看书,网上查询资料,自己总结出来的,部分代码和语言是引述,但是千真万确是自己总结出来的。有错误之处和不详细不清楚的地方还请大家指出,我也是初学者,所以难免会有错误的地方,希望大家共同讨论。

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