Java基础day17-LinkedHashMap类,TreeMap类和集合工具类-EW帮帮网

//LinkedHashMap中的node直接继承自HashMap中的Node。并且增加了双向的指针

static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
        //before表示上一个节点，after表示下一个节点
        //通过 before + after 属性，我们就可以形成一个以 Entry 为节点的链表。
        Entry<K,V> before, after;
        Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
            super(hash, key, value, next);
        }
    }

2.关键特点

1.LinkedHashMap是HashMap集合的子类
2.LinkedHashMap几乎和HashMap集合的用法一样。
3.只不过LinkedHashMap集合可以保证元素的插入顺序。（有序的）
4.LinkedHashMap集合是：有序不可重复。
5.LinkedHashMap集合的key也需要同时重写hashCode + equals。
6.LinkedHashMap集合底层的数据结构是：哈希表 + 双向链表。

3.代码演示

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

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;

        User user = (User) o;

        if (age != user.age) return false;
        return name != null ? name.equals(user.name) : user.name == null;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }

    public User(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

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

    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 class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<User,Integer> hashMap=new LinkedHashMap<>();
        hashMap.put(new User("l朗朗",30),6789);
        hashMap.put(new User("j吉娜",29),6767);
        hashMap.put(new User("s单依纯",25),9989);
        hashMap.put(new User("R朴彩英",28),9999);
        for (Map.Entry<User, Integer> entry:hashMap.entrySet()) {
            System.out.println(entry);
        }
    }
}
//运行结果
User{name='l朗朗', age=30}=6789
User{name='j吉娜', age=29}=6767
User{name='s单依纯', age=25}=9989
User{name='R朴彩英', age=28}=9999

二、TreeMap

1.TreeMap基本使用

HashMap是一种以空间换时间的映射表，它的实现原理决定了内部的Key是无序的，即遍历HashMap的Key时，其顺序是不可预测的（但每个Key都会遍历一次且仅遍历一次）。还有一种Map，它在内部会对Key进行排序，这种Map就是SortedMap。注意到SortedMap是接口，它的实现类是TreeMap。

       ┌───┐
       │Map│
       └───┘
         ▲
         │
    ┌────┴─────┐
    │          │
┌───────┐ ┌─────────┐
│HashMap│ │SortedMap│
└───────┘ └─────────┘
               ▲
               │
          ┌────┴────┐
          │ TreeMap │
          └─────────┘

SortedMap保证遍历时以Key的顺序来进行排序。例如，放入的Key是"apple"、"pear"、"orange"，遍历的顺序一定是"apple"、"orange"、"pear"，因为String默认按字母排序：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new TreeMap<>();
        map.put("orange", 1);
        map.put("apple", 2);
        map.put("pear", 3);
        for (String key : map.keySet()) {
            System.out.println(key);
        }
        // apple, orange, pear
    }
}

使用TreeMap时，放入的Key必须实现Comparable接口。String、Integer这些类已经实现了Comparable接口，因此可以直接作为Key使用。作为Value的对象则没有任何要求。

如果作为Key的class没有实现Comparable接口，那么，必须在创建TreeMap时同时指定一个自定义比较器：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Map<Person, Integer> map = new TreeMap<>(new Comparator<Person>() {
            public int compare(Person p1, Person p2) {
                return p1.name.compareTo(p2.name);
            }
        });
        map.put(new Person("Tom"), 1);
        map.put(new Person("Bob"), 2);
        map.put(new Person("Lily"), 3);
        for (Person key : map.keySet()) {
            System.out.println(key);
        }
        // {Person: Bob}, {Person: Lily}, {Person: Tom}
        System.out.println(map.get(new Person("Bob"))); // 2
    }
}

class Person {
    public String name;
    Person(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String toString() {
        return "{Person: " + name + "}";
    }
}

注意到Comparator接口要求实现一个比较方法，它负责比较传入的两个元素a和b，如果a<b，则返回负数，通常是-1，如果a==b，则返回0，如果a>b，则返回正数，通常是1。TreeMap内部根据比较结果对Key进行排序。

从上述代码执行结果可知，打印的Key确实是按照Comparator定义的顺序排序的。如果要根据Key查找Value，我们可以传入一个new Person("Bob")作为Key，它会返回对应的Integer值2。

另外，注意到Person类并未覆写equals()和hashCode()，因为TreeMap不使用equals()和hashCode()。

再来看一个稍微复杂的例子：这次我们定义了Student类，并用分数score进行排序，高分在前：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Map<Student, Integer> map = new TreeMap<>(new Comparator<Student>() {
            public int compare(Student p1, Student p2) {
                return p1.score > p2.score ? -1 : 1;
            }
        });
        map.put(new Student("Tom", 77), 1);
        map.put(new Student("Bob", 66), 2);
        map.put(new Student("Lily", 99), 3);
        for (Student key : map.keySet()) {
            System.out.println(key);
        }
        System.out.println(map.get(new Student("Bob", 66))); // null?
    }
}

class Student {
    public String name;
    public int score;
    Student(String name, int score) {
        this.name = name;
        this.score = score;
    }
    public String toString() {
        return String.format("{%s: score=%d}", name, score);
    }
}

在for循环中，我们确实得到了正确的顺序。但是，且慢！根据相同的Key：new Student("Bob", 66)进行查找时，结果为null！

在这个例子中，TreeMap出现问题，原因其实出在这个Comparator上：

public int compare(Student p1, Student p2) {
    return p1.score > p2.score ? -1 : 1;
}

在p1.score和p2.score不相等的时候，它的返回值是正确的，但是，在p1.score和p2.score相等的时候，它并没有返回0！这就是为什么TreeMap工作不正常的原因：TreeMap在比较两个Key是否相等时，依赖Key的compareTo()方法或者Comparator.compare()方法。在两个Key相等时，必须返回0。或者直接借助Integer.compare(int, int)也可以返回正确的比较结果。

public int compare(Student p1, Student p2) {
    if (p1.score == p2.score) {
        return 0;
    }
    return p1.score > p2.score ? -1 : 1;
}

2.小结

（1）SortedMap在遍历时严格按照Key的顺序遍历，最常用的实现类是TreeMap；

（2）作为SortedMap的Key必须实现Comparable接口，或者传入Comparator；

（3）要严格按照compare()规范实现比较逻辑，否则，TreeMap将不能正常工作；

三、Hashtable

1.关键特点

无序、key唯一、key和value不允许为null,线程安全。

2.数据结构

哈希表=数组+单向链表。

四、集合工具类--Collections类

概述：

Collections是JDK提供的工具类，同样位于java.util包中。它提供了一系列静态方法，能更方便地操作各种集合。例如addAll()方法可以给一个Collection类型的集合添加若干元素。因为方法参数是Collection，所以我们可以传入List，Set等各种集合类型。

1.public static boolean disjoint(Collection<?> c1, Collection<?> c2)

判断两个集合中是否存在相同元素，如果存在，返回false，不存在，返回true；

List<String> list1= Arrays.asList("a阿里","b北京");
List<String> list2= Arrays.asList("a阿里","c北京");
boolean b1=Collections.disjoint(list1,list2);
System.out.println("是否完全不一样："+b1);

2.public static <T> void fill(List<? super T> list, T obj)：填充（覆盖）集合。

如果arrayList里面无内容，则填充不进去。为一个空数组。

ArrayList<String> arrayList=new ArrayList<>(10);
arrayList.addAll(list1);
arrayList.addAll(list2);
Collections.fill(arrayList,"hello");
System.out.println(arrayList);

3.public static int frequency(Collection<?> c, Object o)：获取集合中，指定元素出现的频率（次数）。

int number=Collections.frequency(arrayList,"hello");
System.out.println("此元素出现的次数为:"+number);

4.public static T max(Collection<? extends T> coll)：获取集合中的最大值。

List<String> list= Arrays.asList("ab","ac","dc","cd","fr","yjh");
String max= Collections.max(list, new Comparator<String>() {
    @Override
    public int compare(String o1, String o2) {
        return o1.length()-o2.length();
    }
});
System.out.println("最大值为:"+max);

5.public static T min(Collection<? extends T> coll)：获取集合中的最小值。

String min=Collections.min(list);
System.out.println("最小值为:"+min);

6.public static void sort(List<T> list)：将集合中的所有元素排序。

Collections.sort(list);
Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
   @Override
   public int compare(String o1, String o2) {
       return o1.length()-o2.length();
   }
});
System.out.println("排序后的集合为:"+list);

7.public static void reverse(List<?> list)：将集合中的所有元素逆序。

Collections.reverse(list);
System.out.println("反转后的集合为:"+list);

8.public static void shuffle(List<?> list)：将集合中的所有元素随机乱序。

Collections.shuffle(list);
System.out.println("乱序后的集合为:"+list);

9.public static void swap(List<?> list, int i, int j)：交换集合中指定下标位置的两个元素。

List<String> list= Arrays.asList("ab","a","dc","cd","fr","yjh");
Collections.swap(list,0,1);
System.out.println("交换后的集合为:"+list);

10.public static int binarySearch(List<?> list, T key)：集合有序才能找。

int index=Collections.binarySearch(list,"ab");
System.out.println(index);

Java基础day17-LinkedHashMap类,TreeMap类和集合工具类

一、LinkedHashMap

1.LinkedHashMap类图