Java_集合框架(二)

2023-11-05

Java

4.5k 词

Map集合

概述

Map集合称为双列集合，格式：{key1=value1, key2=value2, key3=value3,…… }，一次需要存一对数据作为一个元素
Map集合的每个元素“key = value”称为一个键值对/键值对对象/一个Entry对象，Map集合也被叫做“键值对集合”
Map集合的所有键是不允许重复的，但值可以重复，键和值是一一对应的，每个键只能找到自己对应的值
应用场景：需要存储一一对应的数据时，就可以考虑使用Map集合来做

Map集合体系

graph TB;
    Map-->HashMap
    Map-->......
    Map-->TreeMap
    HashMap-->LinkedHashMap

Map集合体系特点：
- 注意：Map系列集合的特点都是由键决定的，值只是一个附属品，值是不做要求的
- HashMap（由键决定特点）：无序、不重复、无索引（用的最多）
- LinkedHashMap（由键决定特点）：由键决定的特点：有序、不重复、无索引。
- TreeMap（由键决定特点）：按照大小默认升序排序、不重复、无索引。

常用方法

为什么要先学习Map的常用方法？
- 由于Map是双列集合的祖宗，它的功能是全部双列集合都可以继承过来使用的

Map的常用方法：

方法名	说明
`public V put(K key, V value)`	添加元素
`public int size()`	获取集合的大小
`public void clear()`	清空集合
`public boolean isEmpty()`	判断集合是否为空，为空返回true，反之
`public V get(Object key)`	根据键获取对应值
`public V remove()`	根据键删除整个元素
`public boolean containsKey(Object key)`	判断是否包含某个键
`public boolean containsValue(Object value)`	判断是否包含某个值
`public Set<K> keySet()`	获取全部键的集合
`public Collection<V> values()`	获取Map集合的全部值

遍历方式

Map集合的遍历方式：
- 键找值：先获取Map集合全部的键，再通过遍历键来找值
- 键值对：把“键值对”看成一个整体进行遍历（难度较大）
- Lambda：JDK1.8 开始之后的新技术（非常的简单）
键找值：
- 使用该方法遍历map集合，需要用到以下方法：
  
  方法名称说明
  
  public Set<K> keySet() 获取所有键的集合
  
  public V get(Object key) 根据键获取其对应的值
- 代码实现：
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  Map<String, Double> map = new HashMap<>();
  Set<String> keys = map.keySet();
  
  for (String key : keys){
  double value = map.get(key);
  System.out.println(key + "-->" + value);
  }

方法名称	说明
`public Set<K> keySet()`	获取所有键的集合
`public V get(Object key)`	根据键获取其对应的值

键值对：

使用该方法遍历map集合，需用到以下方法：

Map提供的方法说明

Set<Map.Entey<K, V>> entrySet() 获取所有“键值对”的集合

Map.Entry提供的方法说明

K getKey() 获取键

V getValue() 获取值

Map提供的方法	说明
`Set<Map.Entey<K, V>> entrySet()`	获取所有“键值对”的集合

Map.Entry提供的方法	说明
`K getKey()`	获取键
`V getValue()`	获取值

代码实现：

Map<String, Double> map = new HashMap<>()

Set<Map.Entry<String, Double>> entries = map.entrySet();
for (Map.Entry<String, Double> entry : entries) {
	String key = entry.getKey();
	double value = entry.getValue();
	System.out.println(key + "-->" + value);
}

Lambda：

使用该方法遍历map集合，需用到以下方法：

方法名称说明

default void forEach(BiConsumer<? K, ? super V> action) 结合lambda遍历Map集合

方法名称	说明
`default void forEach(BiConsumer<? K, ? super V> action)`	结合lambda遍历Map集合

代码实现：

// 使用Lambda表达式前代码
map.forEach(new BiConsumer<String, Double>() {
    @Override
    public void accept(String key, Double value) {
    	System.out.println(key + "-->" + value);
    }
});

// 使用Lambda表达式简化
map.forEach((key, value )->{
	System.out.println(key + "-->" + value);
});

HashMap

  1. HashMap特点：无序、不重复、无索引（用的最多）
 2. HashMap和跟HashSet的底层原理是一模一样的，都是基于哈希表实现的
 3. 实际上：原来学的Set系列集合的底层就是基于Map实现的，只是Set集合中的元素只要键数据，不要值数据而已。
 4. 哈希表：
    - JDK8之前，哈希表 = 数组 + 链表
    - JDK8之后，哈希表 = 数组 + 链表 + 红黑树
    - 哈希表是一种增删改查数据，性能都较好的数据结构

5. HashMap底层原理是基于哈希表实现的
   - HashMap集合是一种增删改查数据，性能都较好的集合
   - 但是它是无序，不能重复，没有索引支持的（由键值决定特点）
   - HashMap的键依赖`hashCode`和`equals`方法保证键的唯一
   - 如果键存储的是自定义类型的对象，可以通过重写`hashCode`和`equals`方法，这样可以保证多个对象内容一样时，HashMap集合就能认为是重复的。

LinkedHashMap

LinkedHashMap特点：由键决定的特点：有序、不重复、无索引。
LinkedHashMap集合的底层数据结构依然是基于哈希表实现的，只是每个键值对元素又额外多了一个双链表机制记录元素顺序（保证有序）。
实际上：原来学的LinkedHashSet集合的底层原理就是LinkedHashMap。

TreeMap

TreeMap特点：不重复、无索引、可排序（按照键的大小默认升序排序，只能对键排序）
原理：TreeMap和TreeSet集合的底层原理是一样的，都是基于红黑树实现的排序。
TreeMap集合同样也支持两种方式来指定排序规则
- 让类实现Comparable接口，重写比较规则。
- TreeMap集合有一个有参构造器，支持创建Comparator比较器对象，以便来指定比较规则。

补充知识：集合的嵌套

集合嵌套：指的是集合中的元素又是一个集合

JDK8新特性：Stream

认识Stream流

什么是Stream？
- 也叫Stream流，是JDK8开始新增的一套API（java.util.stream.*），可以用于操作集合或者数组的数据。
- 优势：Stream流大量结合了Lambda的语法风格来编程，提供了一种更加强大，更加简单的方式操作集合或者数组的数据，代码更简洁，可读性更好
Stream流的使用步骤：

Stream流的常用方法

获取Stream流
- 获取集合的Stream流
  
  Collection提供的如下方法说明
  
  default Stream<E> stream() 获取当前集合对象的Stream流
- 获取数组的Stream流
  
  Arrays类提供的如下方法说明
  
  public static <T> Stream<T> stream(T[] array) 获取当前数组的Stream流
  
  Stream类提供的如下方法说明
  
  public static <T> Stream<T> of(T... values) 获取当前接收数据的Stream

Collection提供的如下方法	说明
`default Stream<E> stream()`	获取当前集合对象的Stream流

Arrays类提供的如下方法	说明
`public static <T> Stream<T> stream(T[] array)`	获取当前数组的Stream流

Stream类提供的如下方法	说明
`public static <T> Stream<T> of(T... values)`	获取当前接收数据的Stream

Stream流常见的中间方法

中间方法指的是调用完会返回新的Stream流，可以继续使用（支持链式编程）

Stream提供的常用中间方法	说明
`Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate)`	用于对流中的数据进行过滤
`Stream<T> sorted()`	对元素进行升序排序
`Stream<T> sorted(Comparator<? super T> comparator)`	按照指定规则排序
`Stream<T> limit(long maxSize)`	获取前几个对象
`Stream<T> skip(long n)`	跳过前几个对象
`Stream<T> distinct()`	去除流中重复的元素
`<R> Stream<R> map(Function<? super T, extends R> mapper)`	对元素进行加工，并返回对应的新流
`static <T> Stream<T> concat(Stream a, Stream b)`	合并a和b两个流为一个流

Stream流常见的终结方法

终结方法指的是调用完成后，不会返回新的Stream了，没法继续使用流了。

Stream提供的常用终结方法	说明
`void forEach(Consumer action)`	对此流运算后的元素执行遍历
`long count()`	统计此流运算后的元素个数
`Optional<T> max(Comparator<? super T> comparator)`	获取此流运算后的最大值元素
`Optional<T> min(Comparator<? super T> comparator)`	获取此流运算后的最小值元素

收集Stream流：就是把Stream流操作后的结果传回到集合或者数组中去返回。

Sream流：方便操作集合/数组的手段；集合/数组：才是开发中的目的。

Stream提供的常见终结方法	说明
`R collect(Collector collector)`	把流处理后的结果收集到一个指定的集合中去
`Object[] toArray()`	把流处理后的结果收集到一个数组中去

Collectors工具类提供了具体的收集方法	说明
`public static <T> Collector toList()`	把元素收集到List集合中
`public static <T> Collector toSet()`	把元素收集到Set集合中
`public static Collector toMap(Function keyMapper, Function valueMapper)`	把元素收集到Map集合中

注意：流只能收集一次

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