JAVA零基础小白学习免费教程day14-Set&HashMap(一)

简介: JAVA零基础小白学习免费教程day14-Set&HashMap

day14_JAVAOOP

课程目标

1. 【理解】Set集合的特点
2. 【理解】Set集合不重复的原理
3. 【掌握】HaseSet集合的基本使用
4. 【理解】LinkedHashSet的特点
5. 【理解】Map集合的特点
6. 【掌握】HashMap的使用
7. 【理解】LinkedHashMap的特点
8. 【掌握】Map集合的案例
9. 【掌握】模拟斗地主案例

Set集合

Set集合概述

java.util.Set接口和java.util.List接口一样,同样继承自Collection接口,它与Collection接口中的方法基本一致,并没有对Collection接口进行功能上的扩充,只是比Collection接口更加严格了。与List接口不同的是,Set接口中元素无序,并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。

Set集合有多个子类,这里我们介绍其中的java.util.HashSetjava.util.LinkedHashSet这两个集合。

Set集合的特点

  • Set集合中的元素不可重复
  • Set集合没有索引

总结: 无序,唯一

HashSet集合

什么是HashSet集合

java.util.HashSetSet接口的一个实现类,它所存储的元素是不可重复的,并且元素都是无序的(即存取顺序不一致)。java.util.HashSet底层的实现其实是一个java.util.HashMap支持,由于我们暂时还未学习,先做了解。

HashSet是根据对象的哈希值来确定元素在集合中的存储位置,因此具有良好的存取和查找性能。保证元素唯一性的方式依赖于:hashCodeequals方法。

HashSet集合的特点

  • HashSet集合中的元素不可重复
  • HashSet集合没有索引
  • HashSet集合是无序的(存储元素的顺序与取出元素顺序可能不一致)
    总结:无序,唯一

HashSet代码演示

/** 
   Collection
      |--List
        有序(存储顺序和取出顺序一致),可重复
      |--Set
        无序(存储顺序和取出顺序不一致),唯一
   HashSet:它不保证 set 的迭代顺序;特别是它不保证该顺序恒久不变。
   注意:
    虽然Set集合的元素无序,但是,作为集合来说,它肯定有它自己的存储顺序,
         而你的顺序恰好和它的存储顺序一致,这代表不了有序,你可以多存储一些数据,就能看到效果。
  */
public class HashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建 Set集合
        HashSet<String>  set = new HashSet<String>();
        //添加元素
        set.add(new String("cba"));
        set.add("abc");
        set.add("bac"); 
        set.add("cba");  
        //遍历
        for (String name : set) {
            System.out.println(name);
        }
    }
}
如何保证Hashset集合唯一?
底层依赖 两个方法:hashCode()和equals()。
   步骤:
      首先比较哈希值
      如果相同,继续走,比较地址值或者走equals()
      如果不同,就直接添加到集合中  
   按照方法的步骤来说: 
      先看hashCode()值是否相同
        相同:继续走equals()方法
          返回true: 说明元素重复,就不添加
          返回false:说明元素不重复,就添加到集合
        不同:就直接把元素添加到集合
   如果类没有重写这两个方法,默认使用的Object()。一般来说一样。
   而String类重写了hashCode()和equals()方法,所以,它就可以把内容相同的字符串去掉。只留下一个。

HashSet存储自定义类型元素

  • 定义Student类
public class Student {
    private String name;
    private int age;
    public Student() {
    }
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.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;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
     //不需要你手动重写Object  hashCode和equals ,再去测试
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age &&
                Objects.equals(name, student.name);
    }
    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}
  • 定义测试类
public class HashSetDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象   该集合中存储 Student类型对象
        HashSet<Student> stuSet = new HashSet<Student>();
        //存储 
        stuSet.add(new Student("于谦", 43));
        stuSet.add(new Student("于谦", 43));
        stuSet.add(new Student("郭麒麟", 23));
        stuSet.add(new Student("郭麒麟", 23));
        for (Student stu2 : stuSet) {
            System.out.println(stu2);
        }
    }
}
  • 结果分析
    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-RTN5ZlPY-1672475567262)(assets/image-20201119201258204.png)]
    我们发现有重复的元素,不是Set集合中的元素是不能重复的吗,为什么存储了重复的元素的呢? 下面我们就来分析分析Set集合存储不重复的原理!!!
/*
 * 需求:存储自定义对象,并保证元素的唯一性
 * 要求:如果两个对象的成员变量值都相同,则为同一个元素。
 * 
 * 目前是不符合我的要求的:因为我们知道HashSet底层依赖的是hashCode()和equals()方法。
 * 而这hashCode()和equals()两个方法我们在学生类中没有重写,所以,默认使用的是Object类。
 * 这个时候,他们的哈希值是不会一样的,根本就不会继续判断,执行了添加操作。
 */
你使用的是HashSet集合,这个集合的底层是哈希表结构。
      而哈希表结构底层依赖:hashCode()和equals()方法。
      如果你认为对象的成员变量值相同即为同一个对象的话,你就应该重写这两个方法。
      如何重写呢?   不同担心,自动生成即可。

HashSet集合存储数据的结构

  • JDK的版本不同,HashSet集合的数据结构有所不同:
  • JDK8之前:数组+链表
  • JDK8之后:数组+链表+红黑树

以上数据结构我们称之为是哈希表

什么是哈希表

JDK1.8之前,哈希表底层采用数组+链表实现,即使用链表处理冲突,同一hash值的链表都存储在一个链表里。但是当位于一个桶中的元素较多,即hash值相等的元素较多时,通过key值依次查找的效率较低。而JDK1.8中,哈希表存储采用数组+链表+红黑树实现,当链表长度超过阈值(8)时,将链表转换为红黑树,这样大大减少了查找时间。

简单的来说,哈希表是由数组+链表+红黑树(JDK1.8增加了红黑树部分)实现的,如下图所示。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BrUtgqNR-1672475567266)(assets/哈希表.png)]

  • 存储流程分析:
    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-XWVL17u8-1672475567267)(assets/哈希流程图.png)]
  • 总结
    总而言之,JDK1.8引入红黑树大程度优化了HashMap的性能,那么对于我们来讲保证HashSet集合元素的唯一,其实就是根据对象的hashCode和equals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hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式】。

LinkedHashSet

什么是LinkedHashSet

我们知道HashSet保证元素唯一,可是元素存放进去是没有顺序的,那么我们要保证有序,怎么办呢?

在HashSet下面有一个子类java.util.LinkedHashSet,它是 链表 和 哈希表 组合的一个数据存储结构。

LinkedHashSet集合的特点

  • LinkedHashSet集合中的元素不可重复
  • LinkedHashSet集合没有索引
  • LinkedHashSet集合是有序的(存储元素的顺序与取出元素顺序一致)
    总结: 有序,唯一

代码演示

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<String> it = set.iterator();
    while (it.hasNext()) {
      System.out.println(it.next());
    }
  }
}

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-L1M6xkGO-1672475567268)(assets/image-20201119202807088.png)]

TreeSet

使用元素的自然排序对元素进行排序
或者根据创建set时提供的Comparable排序
具体取决于你用的构造方法

TreeSet自然排序

代码实现
public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //使用元素的自然顺序对元素进行排序,唯一
        TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<>();
        ts.add(20);
        ts.add(18);
        ts.add(23);
        ts.add(22);
        ts.add(17);
        ts.add(24);
        ts.add(19);
        ts.add(18);
        ts.add(24);
        for(Integer i : ts){
            System.out.println(i);
        }
        System.out.println("=================");
        TreeSet<String> ts2 = new TreeSet<>();
        ts2.add("ab");
        ts2.add("e");
        ts2.add("r");
        ts2.add("y");
        ts2.add("c");
        ts2.add("ac");
        for(String s : ts2){
            System.out.println(s);
        }
    }
}
TreeSet存储自定义对象
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
     // 创建集合对象
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();
        Student s1 = new Student("b",23);
        Student s2 = new Student("a",23);
        Student s3 = new Student("jack",27);
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        for(Student s : ts){
            System.out.println(s.getName()+"--"+s.getAge());
        }
    }
}
/**
 * @Auther: yanqi
 * @Date: 14:40
 * @Desc  如果一个类的元素要想进行自然排序,就必须实现自然排序的接口
      Comparable 可以看成是内部比较器,需要修改原有代码,不符合OCP原则
 */
public class Student implements  Comparable<Student>{
    private String name;
    private int age;
    public Student() {
    }
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.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;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
    @Override
    public int compareTo(Student s) {
        //按照年龄排序 ,主要条件
        int num = this.age - s.age;//年龄相同就不存储
        int num2 = num == 0 ? this.name.compareTo(s.name) : num ;//年龄相同的的时同,比较一下名是否相同
        return num2;
    }
}


JAVA零基础小白学习免费教程day14-Set&HashMap(二)https://developer.aliyun.com/article/1433779

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