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java集合--单链

java集合--单链

作者: 喵不吱 | 来源:发表于2017-05-27 15:06 被阅读0次
    数据结构 说明
    数组结构 在内存是连续的一片空间查询速度快,帯角标。长度不可变。
    栈结构 是线性结构,先进后出。First in Last Out(栈内存:当调用一个方法f1时,该方法进栈放在栈内存中,运行过程中又调用一个方法f2,f2进栈,运行完出栈,接着f1继续执行,执行完毕才出栈。)--->手枪弹夹
    队列结构 先进先出。First in First Out -->排队买票
    哈希结构 数组中存储的都是元素<-->哈希值的对应关系,该数组称为哈希表(底层也是数组,但是存取方式不一样,通过算法算出元素应在位置)查询速度要比数组快 (一般堆内存中是hash结构)
    二叉树结构 左子树,右子树,是有序的,顺序是根据对象的比较方法来排序

    List子集:
    Vector:可增长的数据结构,但是Vector是同步的。效率低,已被ArrayList替代。
    ArrayList:数组结构,长度可变(原理:创建新数组+复制数组),查询速度快。弊端:增删较慢。不同步。
    LinkedList:

    • 链表结构。(前一个元素记录后一个元素的地址)增删速度快,不同步。弊端:查询速度慢
    • 可用于实现堆栈,队列。

    ----对于已有的数据类型,可以通过另一容器来存储,遍历当前list与临时容器每个元素进行比较,没有就存入,有就进行下一个。
    ----对于自定义的数据类型,也是通过以上方法,但是需要重写自定义元素的equal()方法。
    ----太麻烦了 由此寻找集合中的其他框架
    set:不包含重复元素,顺序不保证一致,该接口中的方法与Collection中方法一致
    取元素的方式只有一种:迭代器。

    知识点1:根据元素自身的数据算出应该存在哪个位置上!查找的速度更快,不必挨个遍历,定位是通过算法完成。java这种算法依赖于系统。因为空间是由window开辟的。这种算法叫做hash算法。翻译过来就是-->散列
    知识点2:数组中存储的都是元素<-->哈希值的对应关系,该数组称为哈希表(底层也是数组,但是存取方式不一样,通过算法算,)查询速度要比数组快。
    知识点3:先比较各自的hash值,再比较equals 内容。因此重复元素存不进去,保证元素的唯一性。
    知识点4:哈希冲突怎么办?
    哈希值一致(hashcode),会再次判断元素的内容是否相同(equals),如果equals返回true,意味着两个元素相同,不存!
    如果equals返回false,意味着两个元素不相同,存储。存到哪个位置?如果继续通过算法算出位置。其中一个方法,拉链法。

    知识点5:为什么自定义对象没有保证唯一性呢?通过对哈希表的分析,存储元素是,先调用了元素对象的hashCode()方法,因为都是新建对象所以hashCode值都不相同,也就不需要判断equals。因此需要对hashcode重写

    /**
         * 重写hashCode方法,建立Student对象的hash值算法内容。 通过学生对象特有数据姓名和年龄值来算出hash值。
         */
        @Override
        public int hashCode() {
            final int NUMBER = 24;
            return name.hashCode() + age * NUMBER;// 乘以24(随意)为了尽量保证hash值不同
        }
    /**
         * 重写了equals方法,建立Student对象判断相同的依据。
         */
        @Override
        public boolean equals(Object obj) {
            System.out.println("equals");
            if (this == obj)
                return true;
            if (!(obj instanceof Student)) {
                throw new ClassCastException();
            }
                Student stu = (Student) obj;
            return this.name.equals(stu.name) && this.age == stu.age;
        }
    

    知识点6:为什么将字符串存入hashset中可以保证唯一性?
    因为字符串本生就建立自己的hashcode的算法和equals方法

    知识点7:通过Generater hashcode()和equals() 自动生成自己的方法。

    @Override
        public int hashCode() {
            final int prime = 31;
            int result = 1;
            result = prime * result + age;
            result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
            return result;
        }
        @Override
        public boolean equals(Object obj) {
            if (this == obj)
                return true;
            if (obj == null)
                return false;
            if (getClass() != obj.getClass())
                return false;
            final Student other = (Student) obj;
            if (age != other.age)
                return false;
            if (name == null) {
                if (other.name != null)
                    return false;
            } else if (!name.equals(other.name))
                return false;
            return true;
        }
    

    子集:
    Hashset:哈希表结构,不同步,可以保证元素唯一性。依赖于hashcodeI()、equals(),查询速度快。
    其子类LinkedHashSet:具有可预知迭代顺序的 Set 接口的哈希表和链接列表实现(hash表中存有链表,每个元素除了hash值还记录了下个元素的地址。简单来说:如何存入,就如何取出)
    TreeSet:可以对Set集合中的元素进行排序。使用的是二叉树结构,保证元素的唯一性通过对象的比较方法(comparTo)结构是否为0,是0,视为相同元素。
    - 元素自身具备自然排序,其实就是实现了Comparable接口重写了compareTo方法。如果元素自身不具备自然排序,或者具备的自然排序不是所需要的,这时只能用第二种方式。
    - 比较器排序,其实就是在创建TreeSet集合时,在构造函数中指定具体的比较方式。需要定义一个类实现Comparator接口,重写compare方法。
    到此为止:再往集合中存储对象时,通常该对象都需要覆盖hashCode,equals,同时实现Comparale接口,建立对象的自然排序。通常还有一个方法也会复写toString()。
    自定义对象,使用TreeSet添加元素会出现异常。
    Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: cn.domin.Student cannot be cast to java.lang.Comparable
    通过源码解读,底层实现基于TreeMap
    Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;
    TreeSet的add方法内部最终实现:
    * 需要将元素转成Comparable类型,为什么?因为这个类型具备排序的能力。
    * 这个类型中有一个专门为排序提供了一个compareTo方法。
    * 如果要让学生具备比较排序的功能,需要让学生扩展功能,实现Comparable接口

    该方法虽然没有主动去调用,但是在内部底层在调用,将数据放在TreeSet容器中,容器底层使用对象的方法。
    @Override
        public int compareTo(Object o) {
            if(! (o instanceof Student)){
                throw new ClassCastException("类型不一致");
            }
            Student stu = (Student)o;   
            return this.age - stu.age;
        }
    但是也要保证元素的唯一性,相同年龄的存不进去
    下一步改进:
    在比较时,必须明确主次。主要条件相同,继续比较次要条件。
            int temp = this.age - stu.age;
            return temp==0?this.name.compareTo(stu.name):temp;//字符串也有copmareTo方法。
    
    

    相关练习:

    • TreeSet集合中要对字符串进行长度(由短到长)排序。
    字符串之所以可以排序,因为是已经实现Comparable接口重写compareTo方法。建立了字符串的自然排序。但是自然排序不是需求中所需要的。咋办? 只能使用比较器。需要自定义一个比较器。
    构造集合时传入比较器对象。比较器中的方法如下:
    @Override
        public int compare(Object o1, Object o2) {
            String s1 = (String) o1;
            String s2 = (String) o2;    
            int temp =s1.length()-s2.length();
            return temp==0?s1.compareTo(s2):temp;
        }
    

    相关面试题:
    去除list集合中的重复元素:对于自定义对象需要覆盖equals方法。

            List temp = new ArrayList();        
            for (Iterator it = list.iterator(); it.hasNext();) {
                Object obj = it.next();
                //对遍历到的每一个元素都到临时容器中去判断是否包含。
                if(!temp.contains(obj)){//如果不存在,
                    temp.add(obj);//添加到临时容器。
                }
            }
            //唯一性的元素已经被记录到临时容器中。
            //清空原容器中的元素。
            list.clear();   
            //把临时容器中的元素添加到原容器中。
            list.addAll(temp);
    

    看集合对象的小技巧
    集合分体系。List Set
    子类对象的后缀名是所属体系,前缀名是数据结构名称。

        List:新出的子类都是以List结尾的,通常都是非同步的。
            |--ArrayList :看到array,就知道数组,查询速度快。
            |--LinkedList:看到link,就知道链表,增删速度快。   
        Set:
            |--HashSet:看到hash,就知道哈希表,查询速度更快,并想到元素唯一,通过hashCode(),equals方法保证唯一性。
            |--TreeSet:看到tree,就知道二叉树,可以排序,排序想到Comparable-compareTo Comparator--compare方法。
    

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