集合

一、集合框架的概述

1.集合、数组都是对多个数据进行存储操作的结构，简称Java容器。
    说明：此时的存储，主要指的是内存层面的存储，不涉及到持久化的存储（.txt,.jpg,.avi，数据库中）
2.1 数组在存储多个数据方面的特点：
    > 一旦初始化以后，其长度就确定了。
    > 数组一旦定义好，其元素的类型也就确定了。我们也就只能操作指定类型的数据了。
        比如：String[] arr; int[] arr1; Object[] arr2;
2.2 数组在存储多个数据方面的缺点：
    > 一旦初始化以后，其长度就不可修改。
    > 数组中提供的方法非常有限，对于添加、删除、插入数据等操作，非常不便，同时效率不高。
    > 获取数组中实际元素的个数的需求，数组没有现成的属性或方法可用
    > 数组存储数据的特点：有序、可重复。对于无序、不可重复的需求，不能满足。

二、集合框架

|----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
    |----List接口：存储有序的、可重复的数据  -->“动态”数组
        |----ArrayList、LinkedList、Vector
    |----Set接口：存储无序的、不可重复的数据   -->高中讲的“集合”
        |----HashSet、LinkedHashSet、TreeSet
|----Map接口：双列集合，用来存储一对(key - value)一对的数据   -->高中函数：y = f(x)
        |----HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties

三、Collection接口中的方法的使用

add(Object e):                  将元素e添加到集合coll中
size():                         获取添加的元素的个数
addAll(Collection coll1):       将coll1集合中的元素添加到当前的集合中
clear():                        清空集合元素
isEmpty():                      判断当前集合是否为空
contains(Object obj):           判断当前集合中是否包含obj
containsAll(Collection coll1):  判断形参coll1中的所有元素是否都存在于当前集合中。
remove(Object obj):             从当前集合中移除obj元素。
removeAll(Collection coll1):    差集：从当前集合中移除coll1中所有的元素。
retainAll(Collection coll1):    交集：获取当前集合和coll1集合的交集，并返回给当前集合。
equals(Object obj):             要想返回true，需要当前集合和形参集合的元素都相同。
hashCode():                     返回当前对象的哈希值。
集合 --->数组：toArray()。       拓展：数组 --->集合:调用Arrays类的静态方法asList()
iterator():                     返回Iterator接口的实例，用于遍历集合元素。

    向Collection接口的实现类的对象中添加数据obj时，要求obj所在类要重写equals()。

四、集合元素的遍历操作

方式一：使用迭代器Iterator接口

1.内部的方法：hasNext()和next()。
2.集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前。
3.内部定义了remove(),可以在遍历的时候，删除集合中的元素。此方法不同于集合直接调用remove()。
4.如果还未调用next()或在上一次调用 next 方法之后已经调用了 remove 方法，再调用remove都会报IllegalStateException。

Person.java

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

    public Person() {
    }

    public Person(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 "Person{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        System.out.println("Person equals()....");
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

@Test

    @Test
    public void test1(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add("abc");
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        Iterator iterator = coll.iterator();
        
        //hasNext():判断是否还有下一个元素
        while(iterator.hasNext()){
            //next():①指针下移 ②将下移以后集合位置上的元素返回
            System.out.println(iterator.next());
        }
        //123
        //abc
        //Person{name='Jerry', age=20}
        //Tom
        //false
    }

    @Test
    public void test2(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add("abc");
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //删除集合中"Tom"
        Iterator iterator = coll.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            Object obj = iterator.next();
            if("Tom".equals(obj)){
                iterator.remove();
            }
        }
        //遍历集合
        iterator = coll.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
        //123
        //abc
        //Person{name='Jerry', age=20}
        //false
    }

方式二：foreach循环

@Test

    @Test
    public void test3(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add("abc");
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //for(集合元素的类型 局部变量 : 集合对象)
        //内部仍然调用了迭代器。
        for(Object obj : coll){
            System.out.println(obj);
        }
        //123
        //abc
        //Person{name='Jerry', age=20}
        //Tom
        //false
    }

五、List接口

1. List接口框架
   |----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
         |----List接口：存储有序的、可重复的数据。  -->“动态”数组,替换原有的数组
             |----ArrayList：作为List接口的主要实现类；线程不安全的，效率高；底层使用Object[] elementData存储
             |----LinkedList：对于频繁的插入、删除操作，使用此类效率比ArrayList高；底层使用双向链表存储
             |----Vector：作为List接口的古老实现类；线程安全的，效率低；底层使用Object[] elementData存储
             
2. ArrayList的源码分析：
    2.1 jdk 7情况下
        ArrayList list = new ArrayList();//底层创建了长度是10的Object[]数组elementData
        list.add(123);//elementData[0] = new Integer(123);
        ...
        list.add(11);//如果此次的添加导致底层elementData数组容量不够，则扩容。
        默认情况下，扩容为原来的容量的1.5倍，同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中。
        结论：建议开发中使用带参的构造器：ArrayList list = new ArrayList(int capacity)
    2.2 jdk 8中ArrayList的变化：
        ArrayList list = new ArrayList();//底层Object[] elementData初始化为{}.并没有创建长度为10的数
        list.add(123);//第一次调用add()时，底层才创建了长度10的数组，并将数据123添加到elementData[0]
        ...
        后续的添加和扩容操作与jdk 7无异。
    2.3 小结：jdk7中的ArrayList的对象的创建类似于单例的饿汉式，
             而jdk8中的ArrayList的对象的创建类似于单例的懒汉式，延迟了数组的创建，节省内存。
        
3. LinkedList的源码分析：
    LinkedList list = new LinkedList(); 内部声明了Node类型的first和last属性，默认值为null
    list.add(123);//将123封装到Node中，创建了Node对象。
    其中，Node定义为：体现了LinkedList的双向链表的说法
    private static class Node<E> {
        E item;
        Node<E> next;
        Node<E> pre
        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
        this.item = element;
        this.next = next;
        this.prev = prev;
        }
    }

4. Vector的源码分析：jdk7和jdk8中通过Vector()构造器创建对象时，底层都创建了长度为10的数组。
    在扩容方面，默认扩容为原来的数组长度的2倍。

    面试题：ArrayList、LinkedList、Vector三者的异同？
        同：三个类都是实现了List接口，存储数据的特点相同：存储有序的、可重复的数据
        不同：见上

5. List接口中的常用方法
    void add(int index, Object ele):            在index位置插入ele元素
    boolean addAll(int index, Collection eles): 从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
    Object get(int index):                      获取指定index位置的元素
    int indexOf(Object obj):                    返回obj在集合中首次出现的位置
    int lastIndexOf(Object obj):                返回obj在当前集合中末次出现的位置
    Object remove(int index):                   移除指定index位置的元素，并返回此元素
    Object set(int index, Object ele):          设置指定index位置的元素为ele
    List subList(int fromIndex, int toIndex):   返回从fromIndex到toIndex位置的子集合

六、Set接口

1. Set接口的框架：
    |----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
             |----Set接口：存储无序的、不可重复的数据   -->高中讲的“集合”
                 |----HashSet：作为Set接口的主要实现类；线程不安全的；可以存储null值
                     |----LinkedHashSet：作为HashSet的子类；遍历其内部数据时，可以按照添加的顺序遍历
                                         对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet.
                 |----TreeSet：可以按照添加对象的指定属性，进行排序。
             
2. Set接口中没有额外定义新的方法，使用的都是Collection中声明过的方法。

3. 
   3.1 要求：向Set(主要指：HashSet、LinkedHashSet)中添加的数据，其所在的类一定要重写hashCode()和equals()
   3.2 要求：重写的hashCode()和equals()尽可能保持一致性：相等的对象必须具有相等的散列码
        重写两个方法的小技巧：对象中用作 equals() 方法比较的 Field，都应该用来计算 hashCode 值。
        
4. 
   4.1、Set：存储无序的、不可重复的数据
       以HashSet为例说明：
           1. 无序性：不等于随机性。存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序添加，而是根据数据的哈希值决定的。
           2. 不可重复性：保证添加的元素按照equals()判断时，不能返回true.即：相同的元素只能添加一个。

   4.2、添加元素的过程：以HashSet为例：
       我们向HashSet中添加元素a,首先调用元素a所在类的hashCode()方法，计算元素a的哈希值，
       此哈希值接着通过某种算法计算出在HashSet底层数组中的存放位置（即为：索引位置），判断
       数组此位置上是否已经有元素：
           如果此位置上没有其他元素，则元素a添加成功。 --->情况1
           如果此位置上有其他元素b(或以链表形式存在的多个元素），则比较元素a与元素b的hash值：
               如果hash值不相同，则元素a添加成功。--->情况2
               如果hash值相同，进而需要调用元素a所在类的equals()方法：
                      equals()返回true,元素a添加失败
                      equals()返回false,则元素a添加成功。--->情况2

       对于添加成功的情况2和情况3而言：元素a与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储。
       jdk 7 :元素a放到数组中，指向原来的元素。
       jdk 8 :原来的元素在数组中，指向元素a
       总结：七上八下

       HashSet底层：数组+链表的结构。(JDK7)
    
5. LinkedHashSet的使用
   LinkedHashSet作为HashSet的子类，在添加数据的同时，每个数据还维护了两个引用，记录此数据前一个
   数据和后一个数据。
   优点：对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet
   
6.
   6.1.向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象。
   6.2.两种排序方式：自然排序（实现Comparable接口）和定制排序（Comparator）

自然排序

   6.3.自然排序中，比较两个对象是否相同的标准为：compareTo()返回0.不再是equals().

User.java

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

    public User() {
    }

    public User(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 "User{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        System.out.println("User equals()....");
        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() { //return name.hashCode() + age;
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }

    //按照姓名从大到小排列,年龄从小到大排列
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if(o instanceof User){
            User user = (User)o;
            int compare = -this.name.compareTo(user.name);
            if(compare != 0){
                return compare;
            }else{
                return Integer.compare(this.age,user.age);
            }
        }else{
            throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
        }

    }
}

@Test

    @Test
    public void test1(){
        TreeSet set = new TreeSet();

//        失败：不能添加不同类的对象
//        set.add(123);
//        set.add(456);
//        set.add("AA");
//        set.add(new User("Tom",12));

        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(new User("Jerry",32));
        set.add(new User("Jim",2));
        set.add(new User("Mike",65));
        set.add(new User("Jack",33));
        set.add(new User("Jack",56));
        
        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
        //User{name='Tom', age=12}
        //User{name='Mike', age=65}
        //User{name='Jim', age=2}
        //User{name='Jerry', age=32}
        //User{name='Jack', age=33}
        //User{name='Jack', age=56}
    }

定制排序

   6.4.定制排序中，比较两个对象是否相同的标准为：compare()返回0.不再是equals().

@Test

    @Test
    public void test2(){
        Comparator com = new Comparator() {
            //按照年龄从小到大排列
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){
                    User u1 = (User)o1;
                    User u2 = (User)o2;
                    return Integer.compare(u1.getAge(),u2.getAge());
                }else{
                    throw new RuntimeException("输入的数据类型不匹配");
                }
            }
        };

        TreeSet set = new TreeSet(com);
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(new User("Jerry",32));
        set.add(new User("Jim",2));
        set.add(new User("Mike",65));
        set.add(new User("Mary",33));
        set.add(new User("Jack",33));
        set.add(new User("Jack",56));

        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
        //User{name='Jim', age=2}
        //User{name='Tom', age=12}
        //User{name='Jerry', age=32}
        //User{name='Mary', age=33}
        //User{name='Jack', age=56}
        //User{name='Mike', age=65}
    }

实验：TreeSet的自然排序与定制排序

定义一个 Employee 类。
    该类包含：
    private 成员变量 name,age,birthday ，其中 birthday 为 MyDate 类的对象；并为每一个属性定义 getter, setter 方法；
    并重写 toString 方法输出 name, age, birthday 
    MyDate 类包含 private 成员变量 year,month,day；并为每一个属性定义 getter, setter 方法；
    创建该类的5个对象，并把这些对象放入 TreeSet 集合中
    （ 下一章：TreeSet 需使用泛型来定义）
    分别按以下两种方式对集合中的元素进行排序，并遍历输出：
    1).使 Employee 实现 Comparable 接口，并按 name 排序
    2).创建 TreeSet 时传入 Comparator 对象，按生日日期的先后排序。

Employee.java

public class Employee implements Comparable{
    private String name;
    private int age;
    private MyDate birthday;

    public Employee(String name, int age, MyDate birthday) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.birthday = birthday;
    }

    public Employee() {
    }

    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 MyDate getBirthday() {
        return birthday;
    }

    public void setBirthday(MyDate birthday) {
        this.birthday = birthday;
    }

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

    //按 name 排序
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if(o instanceof Employee){
            Employee e = (Employee)o;
            return this.name.compareTo(e.name);
        }
        throw new RuntimeException("传入的数据类型不一致！");
    }
}

MyDate.java

public class MyDate implements Comparable{
    private int year;
    private int month;
    private int day;

    public MyDate(int year, int month, int day) {
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
    }

    public MyDate() {
    }

    public int getYear() {
        return year;
    }

    public void setYear(int year) {
        this.year = year;
    }

    public int getMonth() {
        return month;
    }

    public void setMonth(int month) {
        this.month = month;
    }

    public int getDay() {
        return day;
    }

    public void setDay(int day) {
        this.day = day;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "MyDate{" + "year=" + year + ", month=" + month + ", day=" + day + '}';
    }

    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if(o instanceof MyDate){
            MyDate m = (MyDate)o;
            //比较年
            int minusYear = this.getYear() - m.getYear();
            if(minusYear != 0){
                return minusYear;
            }
            //比较月
            int minusMonth = this.getMonth() - m.getMonth();
            if(minusMonth != 0){
                return minusMonth;
            }
            //比较日
            return this.getDay() - m.getDay();
        }
        throw new RuntimeException("传入的数据类型不一致！");
    }
}

@Test

    //问题一：使用自然排序
    @Test
    public void test1(){
        TreeSet set = new TreeSet();

        Employee e1 = new Employee("liudehua",55,new MyDate(1965,5,4));
        Employee e2 = new Employee("zhangxueyou",43,new MyDate(1987,5,4));
        Employee e3 = new Employee("guofucheng",44,new MyDate(1987,5,9));
        Employee e4 = new Employee("liming",51,new MyDate(1954,8,12));
        Employee e5 = new Employee("liangzhaowei",21,new MyDate(1978,12,4));

        set.add(e1);
        set.add(e2);
        set.add(e3);
        set.add(e4);
        set.add(e5);

        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
        //Employee{name='guofucheng', age=44, birthday=MyDate{year=1987, month=5, day=9}}
        //Employee{name='liangzhaowei', age=21, birthday=MyDate{year=1978, month=12, day=4}}
        //Employee{name='liming', age=51, birthday=MyDate{year=1954, month=8, day=12}}
        //Employee{name='liudehua', age=55, birthday=MyDate{year=1965, month=5, day=4}}
        //Employee{name='zhangxueyou', age=43, birthday=MyDate{year=1987, month=5, day=4}}
    }

@Test

    //问题二：按生日日期的先后排序。
    @Test
    public void test2(){
        TreeSet set = new TreeSet(new Comparator() {
            
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if(o1 instanceof Employee && o2 instanceof Employee){
                    Employee e1 = (Employee)o1;
                    Employee e2 = (Employee)o2;

                    MyDate b1 = e1.getBirthday();
                    MyDate b2 = e2.getBirthday();
                    //方式一：
//                    //比较年
//                    int minusYear = b1.getYear() - b2.getYear();
//                    if(minusYear != 0){
//                        return minusYear;
//                    }
//                    //比较月
//                    int minusMonth = b1.getMonth() - b2.getMonth();
//                    if(minusMonth != 0){
//                        return minusMonth;
//                    }
//                    //比较日
//                    return b1.getDay() - b2.getDay();

                    //方式二：
                    return b1.compareTo(b2);
                }
                throw new RuntimeException("传入的数据类型不一致！");
            }
        });

        Employee e1 = new Employee("liudehua",55,new MyDate(1965,5,4));
        Employee e2 = new Employee("zhangxueyou",43,new MyDate(1987,5,4));
        Employee e3 = new Employee("guofucheng",44,new MyDate(1987,5,9));
        Employee e4 = new Employee("liming",51,new MyDate(1954,8,12));
        Employee e5 = new Employee("liangzhaowei",21,new MyDate(1978,12,4));

        set.add(e1);
        set.add(e2);
        set.add(e3);
        set.add(e4);
        set.add(e5);

        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
        //Employee{name='liming', age=51, birthday=MyDate{year=1954, month=8, day=12}}
        //Employee{name='liudehua', age=55, birthday=MyDate{year=1965, month=5, day=4}}
        //Employee{name='liangzhaowei', age=21, birthday=MyDate{year=1978, month=12, day=4}}
        //Employee{name='zhangxueyou', age=43, birthday=MyDate{year=1987, month=5, day=4}}
        //Employee{name='guofucheng', age=44, birthday=MyDate{year=1987, month=5, day=9}}
    }

面试题

Person.java

public class Person {
     int id;
     String name;

    public Person(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    public Person() {
    }

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

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        if (id != person.id) return false;
        return name != null ? name.equals(person.name) : person.name == null;
    }

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

@Test

    @Test
    public void test(){
        HashSet set = new HashSet();
        
        Person p1 = new Person(1001,"AA");
        Person p2 = new Person(1002,"BB");

        set.add(p1);
        set.add(p2);
        System.out.println(set); //[Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='AA'}]
        
        p1.name = "CC";
        set.remove(p1);
        System.out.println(set); //[Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='CC'}]
        
        set.add(new Person(1001,"CC"));
        System.out.println(set); //[Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='CC'}, Person{id=1001, name='CC'}]
        
        set.add(new Person(1001,"AA"));
        System.out.println(set); //[Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='CC'}, Person{id=1001, name='CC'}, Person{id=1001, name='AA'}]
    }

七、Map接口

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一、Map的实现类的结构：
 |----Map:双列数据，存储key-value对的数据   ---类似于高中的函数：y = f(x)
        |----HashMap:作为Map的主要实现类；线程不安全的，效率高；存储null的key和value
             |----LinkedHashMap:保证在遍历map元素时，可以按照添加的顺序实现遍历。
                     原因：在原有的HashMap底层结构基础上，添加了一对指针，指向前一个和后一个元素。
                     对于频繁的遍历操作，此类执行效率高于HashMap。
        |----TreeMap:保证按照添加的key-value对进行排序，实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排序
                     底层使用红黑树
        |----Hashtable:作为古老的实现类；线程安全的，效率低；不能存储null的key和value
             |----Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型
             
     HashMap的底层：数组+链表  （jdk7及之前）
                   数组+链表+红黑树 （jdk 8）

[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-uPs7u7q0-1598609374628)(https://thumbnail0.baidupcs.com/thumbnail/720a9442280760c99aee38da58633511?fid=1387903338-250528-905849254706408&rt=pr&sign=FDTAER-DCb740ccc5511e5e8fedcff06b081203-K49xkQFpPlvoAi%2fSd2MfX5gl9gE%3d&expires=8h&chkbd=0&chkv=0&dp-logid=4859308252529873071&dp-callid=0&time=1564372800&size=c10000_u10000&quality=90&vuk=1387903338&ft=image)]

面试题：
    1. HashMap的底层实现原理？
    2. HashMap 和 Hashtable的异同？
    3. CurrentHashMap 与 Hashtable的异同？（暂时不讲）
    
二、Map结构的理解：
    Map中的key:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的key  ---> key所在的类要重写equals()和hashCode() （以HashMap为例）
    Map中的value:无序的、可重复的，使用Collection存储所有的value --->value所在的类要重写equals()
    一个键值对：key-value构成了一个Entry对象。
    Map中的entry:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的entry
    
三、HashMap的底层实现原理？以jdk7为例说明：
    HashMap map = new HashMap():
    在实例化以后，底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。
    ...可能已经执行过多次put...
    map.put(key1,value1):
    首先，调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值，此哈希值经过某种算法计算以后，得到在Entry数组中的存放位置。
    如果此位置上的数据为空，此时的key1-value1添加成功。 ----情况1
    如果此位置上的数据不为空，(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据
    的哈希值：
            如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同，此时key1-value1添加成功。----情况2
            如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同，继续比较：调用key1所在类的equals(key2)方法，比较：
                    如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。----情况3
                    如果equals()返回true:使用value1替换value2。
                    
     补充：关于情况2和情况3：此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。
     
    在不断的添加过程中，会涉及到扩容问题，当超出临界值(且要存放的位置非空)时，扩容。默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原有的数据复制过来。
    
    jdk8 相较于jdk7在底层实现方面的不同：
    1. new HashMap():底层没有创建一个长度为16的数组
    2. jdk 8底层的数组是：Node[],而非Entry[]
    3. 首次调用put()方法时，底层创建长度为16的数组
    4. jdk7底层结构只有：数组+链表。jdk8中底层结构：数组+链表+红黑树。
       4.1 形成链表时，七上八下（jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8：旧的元素指向新的元素）
       4.2 当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 > 64时，此时此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。
    DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量，16
    DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默认加载因子：0.75
    threshold：扩容的临界值，=容量*填充因子：16 * 0.75 => 12
    TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树:8
    MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64
    
四、LinkedHashMap的底层实现原理（了解）
    源码中：
    static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
         Entry<K,V> before, after;//能够记录添加的元素的先后顺序
         Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
            super(hash, key, value, next);
         }
     }


五、Map中定义的方法：
    添加、删除、修改操作：
    Object put(Object key,Object value): 将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中
    void putAll(Map m):                  将m中的所有key-value对存放到当前map中
    Object remove(Object key):           移除指定key的key-value对，并返回value
    void clear():                        清空当前map中的所有数据
    
    元素查询的操作：
    Object get(Object key):              获取指定key对应的value
    boolean containsKey(Object key):     是否包含指定的key
    boolean containsValue(Object value): 是否包含指定的value
    int size():                          返回map中key-value对的个数
    boolean isEmpty():                   判断当前map是否为空
    boolean equals(Object obj):          判断当前map和参数对象obj是否相等
    
    元视图操作的方法：
    Set keySet():                        返回所有key构成的Set集合
    Collection values():                 返回所有value构成的Collection集合
    Set entrySet():                      返回所有key-value对构成的Set集合

TreeMap两种添加方式

向TreeMap中添加key-value，要求key必须是由同一个类创建的对象
因为要按照key进行排序：自然排序 、定制排序

自然排序

User.java

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

    public User() {
    }

    public User(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 "User{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        System.out.println("User equals()....");
        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() { //return name.hashCode() + age;
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }

    //按照姓名从大到小排列,年龄从小到大排列
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if(o instanceof User){
            User user = (User)o;
            int compare = -this.name.compareTo(user.name);
            if(compare != 0){
                return compare;
            }else{
                return Integer.compare(this.age,user.age);
            }
        }else{
            throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
        }
    }
}

@Test

    @Test
    public void test1(){
        TreeMap map = new TreeMap();
        User u1 = new User("Tom",23);
        User u2 = new User("Jerry",32);
        User u3 = new User("Jack",20);
        User u4 = new User("Rose",18);

        map.put(u1,98);
        map.put(u2,89);
        map.put(u3,76);
        map.put(u4,100);

        Set entrySet = map.entrySet();
        Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
        while (iterator1.hasNext()){
            Object obj = iterator1.next();
            Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
            System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
        }
        //User{name='Tom', age=23}---->98
        //User{name='Rose', age=18}---->100
        //User{name='Jerry', age=32}---->89
        //User{name='Jack', age=20}---->76
    }

定制排序

@Test

    @Test
    public void test2(){
        TreeMap map = new TreeMap(new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){
                    User u1 = (User)o1;
                    User u2 = (User)o2;
                    return Integer.compare(u1.getAge(),u2.getAge());
                }
                throw new RuntimeException("输入的类型不匹配！");
            }
        });
        User u1 = new User("Tom",23);
        User u2 = new User("Jerry",32);
        User u3 = new User("Jack",20);
        User u4 = new User("Rose",18);

        map.put(u1,98);
        map.put(u2,89);
        map.put(u3,76);
        map.put(u4,100);

        Set entrySet = map.entrySet();
        Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
        while (iterator1.hasNext()){
            Object obj = iterator1.next();
            Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
            System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
        }
        //User{name='Rose', age=18}---->100
        //User{name='Jack', age=20}---->76
        //User{name='Tom', age=23}---->98
        //User{name='Jerry', age=32}---->89
    }

八、Collections:操作Collection、Map的工具类

reverse(List): 反转 List 中元素的顺序
shuffle(List): 对 List 集合元素进行随机排序
sort(List): 根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序
sort(List, Comparator): 根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序
swap(List, int, int): 将指定 list 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换

Object max(Collection): 根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素
Object max(Collection, Comparator): 根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最大元素
Object min(Collection)
Object min(Collection, Comparator)
int frequency(Collection，Object): 返回指定集合中指定元素的出现次数
void copy(List dest,List src): 将src中的内容复制到dest中
boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal): 使用新值替换 List 对象的所有旧值

Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法，
该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合，从而可以解决
多线程并发访问集合时的线程安全问题

    @Test
    public void test2(){
        List list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(43);
        list.add(765);
        list.add(-97);
        list.add(0);

        //报异常：IndexOutOfBoundsException("Source does not fit in dest")
//        List dest = new ArrayList();
//        Collections.copy(dest,list);
        //正确的：
        List dest = Arrays.asList(new Object[list.size()]);
        System.out.println(dest.size()); //5
        Collections.copy(dest,list);
        System.out.println(dest); //[123, 43, 765, -97, 0]
        
        //返回的list1即为线程安全的List
        List list1 = Collections.synchronizedList(list);
    }