java常用的集合,這幾個你都會麼?

2021-02-13 Java研究所


大家好，這裡是java研究所。

java中的集合比較多，今天我們來熟悉一下常用的幾個，了解其特點，用起來會更順手一些，下面先看下類圖

1、List接口

可以存放重複的元素，2個常用的實現類

1.1、ArrayList放入順序和迭代的順序是一樣的，也就是說元素是有序的數組的特點是，通過索引訪問的時候，時間複雜度是O(1)但是向某個位置插入數據，由於涉及元素的後移，所以時間複雜度是O(n)但是在末尾追加元素，沒有數據的移動操作，時間複雜度是O(1)刪除某個元素，需要先找到個元素，然後還需要將後面的元素前移，時間複雜度是O(n)刪除某個位置的元素，需要將後面的元素前移，時間複雜度是O(n)
@org.junit.Test
public void arrayList() {
    ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
    for (Integer i = 10; i < 20; i++) {
        arrayList.add(i);
    }
    //放入的順序和迭代的順序一樣
    arrayList.forEach(System.out::println);
}
輸出
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
1.2、LinkedList由於採用鍊表存放數據，所以查找某個位置的數據，涉及到鍊表的遍歷，所以時間複雜度是O(n)在某個位置插入元素，也需要先定位到那個位置，定位位置，只能通過遍歷的方式，所以時間複雜度是O(n)刪除某個元素，需要先找到個元素，然後改變一下鍊表的指針就可以了，時間複雜度是O(n)刪除某個位置的元素，需要先找到這個位置，然後改變一下鍊表的指針就可以了，時間複雜度是O(n)
@org.junit.Test
public void linkedList() {
    LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();
    for (Integer i = 10; i < 20; i++) {
        linkedList.add(i);
    }
    //放入的順序和迭代的順序一樣
    linkedList.forEach(System.out::println);
}
1.3、小結若應用程式對數據有較多的隨機訪問，ArrayList對象要優於LinkedList對象若應用程式有更多的插入或者刪除操作，較少的數據讀取，LinkedList對象要優於ArrayList對象不過ArrayList的插入，刪除操作也不一定比LinkedList慢，若在List靠近末尾的地方插入，那麼ArrayList只需要移動較少的數據，而LinkedList則需要一直查找到列表尾部，反而耗費較多時間，這時ArrayList就比LinkedList要快2、Set接口
存入的元素會自動去重，3個常用的實現類
2.1、HashSet放入的元素是無序的，比如放入的是a、b、c，但是迭代出來的順序可能就亂掉了
下面放入a/b/c/1/2/3，然後迭代輸出順序亂了，和放入的順序不一樣了
@org.junit.Test
public void hashSet() {
    HashSet<String> hashSet = new HashSet<>();
    hashSet.add("a");
    hashSet.add("b");
    hashSet.add("c");
    hashSet.add("1");
    hashSet.add("2");
    hashSet.add("3");
    hashSet.forEach(System.out::println);
}
輸出
a
1
b
2
c
3
2.2、LinkedHashSet元素是有序的，即放進去的順序和迭代出來的順序是一致的
看下面案例，放入順序和迭代輸出的順序一致
@org.junit.Test
public void linkedHashSet() {
    LinkedHashSet<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>();
    linkedHashSet.add("a");
    linkedHashSet.add("b");
    linkedHashSet.add("c");
    linkedHashSet.add("1");
    linkedHashSet.add("2");
    linkedHashSet.add("3");
    linkedHashSet.forEach(System.out::println);
}
輸出
a
b
c
1
2
3
2.3、TreeSet
會對放入的元素進行排序，排序規則如下：
創建TreeMap的時候，可以指定排序器，若不指定排序，那麼放入的元素必須實現java.lang.Comparable接口，否則add元素會報異常，若通過構造器指定了排序器，並且元素也實現了java.lang.Comparable接口，那麼會按照構造函數指定的排序器進行排序。
案例1：自然順序
下面放入Integer類型的元素，Integer類型默認實現了java.lang.Comparable接口，會按照升序排序。
@org.junit.Test
public void treeSetTest1() {
    TreeSet<Integer> treeSet = new TreeSet<>();
    treeSet.add(10);
    treeSet.add(5);
    treeSet.add(4);
    treeSet.add(20);
    treeSet.forEach(System.out::println);
}
結果按升序輸出
4
5
10
20
案例2：放入自定義的元素
SchoolReport：表示成績單信息，實現了Comparable接口，這個接口有個compareTo方法，這個方法中我們按照score升序排序
public static class SchoolReport implements Comparable<SchoolReport> {
    //分數
    private int score;
    //姓名
    private String name;

    public SchoolReport(int score, String name) {
        this.score = score;
        this.name = name;
    }

    public int getScore() {
        return score;
    }

    public void setScore(int score) {
        this.score = score;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Score{" +
                "score=" + score +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    @Override
    public int compareTo(SchoolReport o) {
        return Integer.compare(this.score, o.score);
    }
}
測試代碼如下，然後迭代輸出
@org.junit.Test
public void treeSetTest2() {
    TreeSet<SchoolReport> treeSet = new TreeSet<>();
    treeSet.add(new SchoolReport(10, "張三"));
    treeSet.add(new SchoolReport(5, "李四"));
    treeSet.add(new SchoolReport(15, "王五"));
    treeSet.forEach(System.out::println);
}
結果如下，按照score升序排序了
Score{score=5, name='李四'}
Score{score=10, name='張三'}
Score{score=15, name='王五'}
案例3：通過構造器指定比較器
先看一下構造器如下，需要傳入java.util.Comparator類型的比較器，用來對放入的元素進行排序
public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
    this(new TreeMap<>(comparator));
}
下面案例，比較器為按照score的降序排序
@org.junit.Test
public void treeSetTest3() {
    Comparator<SchoolReport> scoreDescComparator = Comparator.comparingInt(SchoolReport::getScore).reversed();
    TreeSet<SchoolReport> treeSet = new TreeSet<>(scoreDescComparator);
    treeSet.add(new SchoolReport(10, "張三"));
    treeSet.add(new SchoolReport(5, "李四"));
    treeSet.add(new SchoolReport(15, "王五"));
    treeSet.forEach(System.out::println);
}
下面看結果，按照score的降序輸出了
Score{score=15, name='王五'}
Score{score=10, name='張三'}
Score{score=5, name='李四'}
2.4、小結HashSet內部使用HashMap實現的，所以添加、修改、刪除，都是上面3個集合中最快的，如果你元素的順序和排序沒有要求，那麼要用set的時候，這個就是首選若要求放入的順序和迭代出來的順序一致，那麼使用LinkedHashSet若需要對放入的元素進行排序，那麼使用TreeSet3、Map接口
key->value的方式存放數據，key不能重複。
常用的3個實現
3.1、HashMap放入的元素是無序的，比如放入的key是a、b、c，但是迭代出來的順序可能就亂掉了
下面代碼放入了3個元素，key分別是10/5/15，然後迭代輸出，順序亂掉了
@org.junit.Test
public void hashMap() {
    HashMap<Integer, String> hashMap = new HashMap<>();
    hashMap.put(10, "張三");
    hashMap.put(5, "李四");
    hashMap.put(15, "王五");
    hashMap.forEach((k, v) -> {
        System.out.println(k + ":" + v);
    });
}
結果
5:李四
10:張三
15:王五
3.2、LinkedHashMap元素是有序的，即放進去的順序和迭代出來的順序是一致的
看下面案例，放入順序和迭代輸出的順序一致
@org.junit.Test
public void linkedHashMap() {
    LinkedHashMap<Integer, String> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
    linkedHashMap.put(10, "張三");
    linkedHashMap.put(5, "李四");
    linkedHashMap.put(15, "王五");
    linkedHashMap.forEach((k, v) -> {
        System.out.println(k + ":" + v);
    });
}
輸出
10:張三
5:李四
15:王五
3.3、TreeMap
會對放入的元素按照key進行排序，排序規則如下：
創建TreeMap的時候，可以指定排序器，若不指定排序，那麼key必須實現java.lang.Comparable接口，否則add元素會報異常，若通過構造器指定了排序器，並且key也實現了java.lang.Comparable接口，那麼會按照構造函數指定的排序器進行排序。
案例1：自然順序
下面key為Integer類型的元素，Integer類型默認實現了java.lang.Comparable接口，會按照升序排序。
@org.junit.Test
public void treeMap1() {
    TreeMap<Integer, String> treeMap = new TreeMap<>();
    treeMap.put(10, "張三");
    treeMap.put(5, "李四");
    treeMap.put(15, "王五");
    treeMap.forEach((k, v) -> {
        System.out.println(k + ":" + v);
    });
}
結果按升序輸出
5:李四
10:張三
15:王五
案例2：放入自定義的元素
SchoolReport：表示成績單信息，實現了Comparable接口，這個接口有個compareTo方法，這個方法中我們按照score升序排序
public static class SchoolReport implements Comparable<SchoolReport> {
    //分數
    private int score;
    //姓名
    private String name;

    public SchoolReport(int score, String name) {
        this.score = score;
        this.name = name;
    }

    public int getScore() {
        return score;
    }

    public void setScore(int score) {
        this.score = score;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Score{" +
                "score=" + score +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    @Override
    public int compareTo(SchoolReport o) {
        return Integer.compare(this.score, o.score);
    }
}
測試代碼如下，然後迭代輸出
@org.junit.Test
public void treeMap2() {
    TreeMap<SchoolReport, String> treeMap = new TreeMap<>();
    treeMap.put(new SchoolReport(10, "張三"), "哈哈哈");
    treeMap.put(new SchoolReport(5, "李四"), "哈哈哈");
    treeMap.put(new SchoolReport(15, "王五"), "哈哈哈");
    treeMap.forEach((k, v) -> {
        System.out.println(k + ":" + v);
    });
}
結果如下，按照score升序排序了
Score{score=5, name='李四'}:哈哈哈
Score{score=10, name='張三'}:哈哈哈
Score{score=15, name='王五'}:哈哈哈
案例3：通過構造器指定比較器
先看一下構造器如下，需要傳入java.util.Comparator類型的比較器，用來對放入的元素進行排序
public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {
    this.comparator = comparator;
}
下面案例，比較器為按照score的降序排序
@org.junit.Test
public void treeMap3() {
    Comparator<SchoolReport> scoreDescComparator = Comparator.comparingInt(SchoolReport::getScore).reversed();
    TreeMap<SchoolReport, String> treeMap = new TreeMap<>(scoreDescComparator);
    treeMap.put(new SchoolReport(10, "張三"), "哈哈哈");
    treeMap.put(new SchoolReport(5, "李四"), "哈哈哈");
    treeMap.put(new SchoolReport(15, "王五"), "哈哈哈");
    treeMap.forEach((k, v) -> {
        System.out.println(k + ":" + v);
    });
}
下面看結果，按照score的降序輸出了
Score{score=15, name='王五'}:哈哈哈
Score{score=10, name='張三'}:哈哈哈
Score{score=5, name='李四'}:哈哈哈
3.4、小結HashMap添加、修改、刪除，都是上面3個集合中最快的，如果你元素的順序和排序沒有要求，那麼要用Map的時候，HashMap就是首選若要求放入的順序和迭代出來的順序一致，那麼使用LinkedHashMap若需要對放入的元素進行排序，那麼使用TreeMap4、送書福利
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