3、数组、集合、Lambda、Stream与Optional类
作者：互联网
一、数组：
数组保存在JVM堆内存中
1、数组的创建：
（1）、一维数组创建方式一：
//一维数组方式一
Integer[] array01 = {1,2,3};
System.out.println("一维数组创建方式一");
System.out.println("数组长度："+array01.length);
for (int i: array01) {
System.out.println("Array01["+(i-1)+"]="+array01[i-1]);
}
（2）、一维数组创建方式二：
//一维数组方式二 Integer[] array02 = new Integer[2]; array02[0] = 1; array02[1] = 2;
System.out.println("一维数组创建方式二"); System.out.println("数组长度："+array02.length); for (int i: array02) { System.out.println("Array02["+(i-1)+"]="+array02[i-1]); }
（3）、一维数组创建方式三：
//一维数组方式三
Integer[] array03 = new Integer[]{1,2,3};
System.out.println("一维数组创建方式三");
System.out.println("数组长度："+array03.length);
for (int i: array03) {
System.out.println("Array03["+(i-1)+"]="+array03[i-1]);
}
（4）、二维数组同理：
//二维数组同理
Integer[][] array04 = {{1,2},{3,4}};
System.out.println("二维数组创建方式同理");
System.out.println("二维数组长度："+array04.length);
for (int i = 0; i < array04.length; i++) {
for (int j = 0; j < array04[i].length; j++) {
System.out.println("Array04["+(i)+"]"+"["+(j)+"]="+array04[i][j]);
}
}
Integer[][] array05 = new Integer[][]{{1,2},{3,4}};
for (int i = 0; i < array05.length; i++) {
for (int j = 0; j < array05[i].length; j++) {
System.out.println("Array05["+(i)+"]"+"["+(j)+"]="+array05[i][j]);
}
}
Integer[][] array06 = new Integer[2][2];
array06[0][0] = 1;
array06[0][1] = 2;
array06[1][0] = 3;
array06[1][1] = 4;
for (int i = 0; i < array06.length; i++) {
for (int j = 0; j < array06[i].length; j++) {
System.out.println("Array06["+(i)+"]"+"["+(j)+"]="+array06[i][j]);
}
}
2、java.util.Arrays工具类详解：
（1）、Arrays.equals()：判断两个数组是否相等
/**
* 1、boolean equals(int[] a,int[] b):判断两个数组是否相等。
* @Return false
* */
int[] arr1 = new int[]{1,2,3,4};
int[] arr2 = new int[]{1,3,2,4};
boolean isEquals = Arrays.equals(arr1, arr2);
System.out.println(isEquals);
（2）、Arrays.toString()：输出数组信息
/**
* 2.String toString(int[] a):输出数组信息。
* @Return [1, 2, 3, 4]
* */
int[] arr1 = new int[]{1,2,3,4};
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
（3）、Arrays.fill()：将指定值填充到数组中
/**
* 3、
* void fill(int[] a,int val):将指定值填充到数组中的每一个元素。
* void fill(int[] a,fromIndex,toIndex,int val):将指定值填充的数组中从fromIndex（包含）到toIndex（不包含）范围内的每一个元素。
* */
int[] arr1 = new int[]{1,2,3,4};
Arrays.fill(arr1,10);
//toPrint->[10, 10, 10, 10]
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
Arrays.fill(arr1,1,3,0);
//toPrint->[10, 0, 0, 10]
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
（4）、Arrays.sort()：对数组进行升序排序
/**
* 4、
* void sort(int[] a):对数组进行升序排序。
* void sort(int[] a,fromIndex,toIndex):对数组从fromIndex（包含）到toIndex（不包含）范围内进行部分排序。
* 注：
* sort() 方法使用快速排序适用于少量数据的排序，parallelSort() 方法使用并行排序适用于大量数据的升序排序
* */
int[] arr1 = new int[]{1,3,2,4};
Arrays.sort(arr1);
//toPrint->[1, 2, 3, 4]
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
int[] arr2 = new int[]{1,3,2,7,4};
Arrays.sort(arr2,1,3);
//toPrint->[1, 2, 3, 7, 4]
System.out.println(Arrays.toString(arr2));
（5）、Arrays.binarySearch()：二分查找搜索数组中指定值的位置
/**
* 5.int binarySearch(int[] a,int key):使用二分查找搜索指定的值，找到了则返回该值在数组中的下标，没找到则返回一个负数
* @Return 8
* */
int[] arr3 = new int[]{-98,-34,2,34,54,66,79,105,210,333};
int index = Arrays.binarySearch(arr3, 210);
if(index >= 0){
System.out.println(index);
}else{
System.out.println("未找到");
}
（6）、Arrays.asList()：将数组转化成List集合的方法
注： 参考自
1）、该方法适用于对象型数据的数组（String、Integer...），不建议使用于基本数据类型的数组（byte,short,int,long,float,double,boolean）；
2）、该方法将数组与List列表链接起来：当更新其一个时，另一个自动更新；
3）、该方法得到的List的长度是不可改变的，添加或删除一个元素时（add()、remove()、clear()等方法）程序就会抛出异常；
总结：
如果你的List只是用来遍历，就用Arrays.asList()。如果你的List还要添加或删除元素，还是乖乖地new一个java.util.ArrayList，然后一个一个的添加元素。
/**
* 6.List<T> asList(T... a):将数组转化成List集合的方法，此方法得到的List的长度是不可改变的，添加或删除一个元素时程序就会抛出异常
* */
String[] arr4 = {"a","b","c","d","e","f","g"};
List<String> list = Arrays.asList(arr4);
//list.add("k"); //抛出异常：java.lang.UnsupportedOperationException
for (String i: list ) {
System.out.println(i);
}
3、八大排序算法之一：冒泡排序法
/**
* 冒泡排序:
* 八大排序算法之一
* 1、比较数组中两个相邻的元素，如果第一个数比第二个数大，就交换位置（从小到排）
* 2、每次比较，都会产生一个最大，或最小的数
* 3、下一轮则可以少一次排序
* 4、依次循环，直至结束
* */
public static void BubbleSort(int[] array){
for (int i = 0; i < array.length-1; i++){
//每个数字需要循环比较n-1次,随着数据被排序,未匹配数字越来越少,与外层循环形成反比 公式为:length-i-1,没匹配到一个数,减少一次循环
for (int j = 0; j < array.length-i-1; j++){
//每次将数据进行比较,将最大值或最小值放入到比较数中
//如果第一个数大于第二个数,将交换位置,比较数永远是最大数
if (array [j] > array [j+1]){
//将前一个元素,放入到临时位置
int temp = array [j];
//将后一个元素,赋值给前一个元素,进行替换
array [j] = array[j+1];
//在将前一个元素的值,替换到后一个元素中,形成交换
array [j+1] = temp;
}
}
}
System.out.println("排序后数组为:"+ Arrays.toString(array));
}
二、集合：
1、集合详解：
（1）、Collection父接口：
|----Collection接口：单列集合，以单个方式存储元素对象
增：add(Object obj)
删：remove(int index) / remove(Object obj)
改：set(int index, Object ele)
查：get(int index)
* |----List接口：存储有序可重复的数据。
* |----ArrayList类：底层数组，初始化容量10，默认扩容到原容量的1.5倍，线程不安全的，检索效率高、增删效率低；
* |----LinkedList类：底层是双向链表，检索效率低、增删效率高；
* |---- Vector类：底层数组，作为List接口的古老实现类；线程安全的，效率低；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。
*
* |----Set接口：存储无序不可重复的数据（主要参考map）
* |----HashSet类：线程不安全的；可以存储null值
* |----LinkedHashSet类：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，但是并不是说LinkedHashSet是有序的在添加数据的同时，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。对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet。
* |----TreeSet类：可以照添加对象的指定属性，进行排序。
（2）、Map父接口：
|----Map接口：双列数据，以键值对key-value方式存储元素对象（无序不可重复）
添加：put(Object key,Object value)
删除：remove(Object key)
修改：put(Object key,Object value)
查询：get(Object key)
* |----HashMap类：底层jdk7及之前是数组与单向链表的结合体，jdk8是数组、单向链表与红黑树的结合体，插入与删除的原理是底层调用hashcode（）得到哈希值，在经过哈希算法将其转换成数组下标；HashMap初始化容量16，默认加载因子是0.75，当达到75%开始扩容，扩容为原容量的2倍数。HashMap线程不安全的，效率高；允许存储null的key和value；
* |----LinkedHashMap类：保证在遍历map元素时，可以照添加的顺序实现遍历。原因：在原的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类：底层使用红黑树，保证照添加的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
* |----Hashtable：线程安全的，效率低；不能存储null的key和value
2、java.util.Collections工具类详解：
Collections类是Java中针对集合类的一个工具类，其中提供一系列静态方法。
常用静态方法：
（1）、sort()：对List集合中的元素默认进行升序排序
/**
* 1、sort():对List集合中的元素默认进行升序排序
* 注：
* 集合指定的泛型T必须实现Comparable<? super T>接口
* */
public static void sortDemo(){
List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(5);
list.add(2);
list.add(4);
list.add(3);
//默认升序排序
Collections.sort(list);
System.out.println(list); //toPrint->[1, 2, 3, 4, 5]
//降序排序，Collections.reverseOrder()：反向比较器
Collections.sort(list,Collections.reverseOrder());
System.out.println(list); //toPrint->[5, 4, 3, 2, 1]
}
（2）、reverse()：反转List集合中的元素
/**
* 2、reverse():反转List集合中的元素
* */
public static void reverseDemo(){
List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(5);
list.add(2);
list.add(4);
list.add(3);
//默认升序排序
Collections.sort(list);
System.out.println(list); //toPrint->[1, 2, 3, 4, 5]
//反转List集合元素
Collections.reverse(list);
System.out.println(list); //toPrint->[5, 4, 3, 2, 1]
}
（3）、shuffle()：随机打乱List集合中元素的位置
/**
* 3、shuffle():随机打乱List集合中元素的位置
* */
public static void shuffleDemo(){
List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(5);
list.add(2);
list.add(4);
list.add(3);
//默认升序排序
Collections.sort(list);
System.out.println(list); //toPrint->[1, 2, 3, 4, 5]
//随机打乱位置
Collections.shuffle(list);
System.out.println(list); //toPrint->[2, 4, 3, 1, 5](随机)
}
（4）、copy()：复制并覆盖相应List集合中索引的元素
/**
* 4、copy():复制并覆盖相应List集合中索引的元素
* 注：
* (1)、第一个参数是目的集合，第二个参数是源集合
* (2)、目的集合必须声明集合大小，即目的集合要等于或者大于源集合的元素的个数。否则报下标界的异常（java.lang.IndexOutOfBoundsException）。
* */
public static void copyDemo(){
List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(5);
list.add(2);
list.add(4);
list.add(3);
System.out.println(list); //toPrint->[1, 2, 3, 4, 5]
//copy():复制并覆盖相应List集合中索引的元素,必须指定目的集合大小
//方式一、初始化指定List的大小
List<Integer> list1 = new ArrayList<>(Arrays.asList(new Integer[list.size()]));
Collections.copy(list1 , list);
System.out.println(list1); //toPrint->[1, 2, 3, 4, 5]
//方式二、Collections.addAll()方法将所有指定的元素添加到指定的集合中，从而指定List的大小
List<Integer> list2 = new ArrayList<>();
Collections.addAll(list2,new Integer[list.size()]);
Collections.copy(list2 , list);
System.out.println(list2); //toPrint->[1, 2, 3, 4, 5]
}
（5）、max()/min()：返回集合中最大/小的元素
/**
* 5、max()/min():返回集合中最大/小的元素
* */
public static void sizeDemo(){
List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(5);
list.add(2);
list.add(4);
list.add(3);
System.out.println(list); //toPrint->[1, 2, 3, 4, 5]
System.out.println("集合中最大元素："+Collections.max(list)); //toPrint->集合中最大元素：5
System.out.println("集合中最小元素："+Collections.min(list)); //toPrint->集合中最小元素：1
}
三、Java函数式操作：
1、Lambda、方法引用、stream与Optional详解：
2、java.util.stream.Collectors相关详解：
3、匿名内部类与Lambda表达式的区别：
/**
* 比较匿名内部类与lambda表达式的区别：
* */
public static void compareToBoth(){
//匿名内部类形式创建线程
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}).start();
//lambda表达式创建线程
new Thread(
() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName())
).start();
}
4、接口与函数式接口：
（1）、接口详解：
1)、JDK8前--->接口中只有常量与抽象方法
2)、JDK8--->接口中除了常量与抽象方法外，还有默认方法(default)和静态方法(static)
3)、JDK9--->接口中除了常量、抽象方法、默认方法(default)和静态方法(static)外，还有私有方法(private)
（2）、函数式接口详解：
1)、定义：有且仅有一个抽象方法，但是可以有多个非抽象方法的接口
2)、函数式接口可以被隐式转换为 lambda 表达式
3)、函数式接口一般会加上@FunctionalInterface：主要用于编译级错误检查,当接口不符合函数式接口定义的时候,编译器会报错
/**
* 函数式接口(Functional Interface)就是一个有且仅有一个抽象方法，但是可以有多个非抽象方法的接口
* @FunctionalInterface：主要用于编译级错误检查,加上该注解,当接口不符合函数式接口定义的时候,编译器会报错
*/
@FunctionalInterface
interface LamTest {
void demo01(String t);
static void demo02() {
System.out.println("接口说明：\n" +
" 1、JDK8前--->接口中只有常量与抽象方法\n" +
" 2、JDK8--->接口中除了常量与抽象方法外，还有默认方法(default)和静态方法(static)\n" +
" 3、JDK9--->接口中除了常量、抽象方法、默认方法(default)和静态方法(static)外，还有私有方法(private)\n");
}
}
class LamTestImp implements LamTest {
@Override
public void demo01(String t){
System.out.println(t);
}
}
5、Consumer、Supplier、Predicate与Function函数式接口的区别：
Consumer（消费型），Supplier（供给型）、Predicate（判断型）与Function（转换型）几个函数式接口都处于java.util.function包下
（1）、Consumer（消费型）：
1)、源码：
@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
void accept(T t);
default Consumer<T> andThen(Consumer<? super T> after) {
Objects.requireNonNull(after);
return (T t) -> { accept(t); after.accept(t); };
}
}
2）、使用：
Consumer对应抽象方法：accpet
Consumer<Integer> consumer=new Consumer<Integer>() {
@Override
public void accept(Integer integer) {
System.out.println(integer);
}
};
consumer.accept(1);
}
3）、Consumer总结：
Consumer接口是一个消费型的接口，只要实现它的accept方法，就能作为消费者来输出信息。
lambda、方法引用都可以是一个Consumer类型，因此他们可以作为forEach的参数，用来协助Stream输出信息。
Consumer还有很多变种，例如IntConsumer、DoubleConsumer与LongConsumer等，归根结底，这些变种其实只是指定了Consumer中的泛型而已，方法上并无变化。
（2）、Supplier（供给型）：
1）、源码：
@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {
T get();
}
2）、使用：
Supplier对应抽象方法：get
Supplier<Double> supplier=()->new Random().nextDouble();
//当然也可以使用方法引用
Supplier<Double> supplier1= Math::random;
System.out.println(supplier.get());
3）、Supplier总结：
Supplier是一个供给型的接口，其中的get方法用于返回一个值。
Supplier也有很多的变种，例如IntSupplier、LongSupplier与BooleanSupplier等
（3）、Predicate（判断型）：
1）、源码：
@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {
boolean test(T t);
default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {
Objects.requireNonNull(other);
return (t) -> test(t) && other.test(t);
}
default Predicate<T> negate() {
return (t) -> !test(t);
}
default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) {
Objects.requireNonNull(other);
return (t) -> test(t) || other.test(t);
}
static <T> Predicate<T> isEqual(Object targetRef) {
return (null == targetRef)
? Objects::isNull
: object -> targetRef.equals(object);
}
}
2）、使用：
Predicate对应抽象方法：test
Predicate<Integer> predicate=i->i>5; System.out.println(predicate.test(1));
3）、Predicate总结：
Predicate是一个判断型的接口，用一个test方法去测试传入的参数。
当然，Predicate也有对应的变种。
（4）、Function（转换型）：
1）、源码：
@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {
R apply(T t);
default <V> Function<V, R> compose(Function<? super V, ? extends T> before) {
Objects.requireNonNull(before);
return (V v) -> apply(before.apply(v));
}
default <V> Function<T, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) {
Objects.requireNonNull(after);
return (T t) -> after.apply(apply(t));
}
static <T> Function<T, T> identity() {
return t -> t;
}
}
2）、使用：
Function对应抽象方法：apply
List<Student> list= Arrays.asList(new Student("jack",1),new Student("tom",2));
Function<Student,Integer> function= Student::getId;
list.stream().map(function).forEach(System.out::print);
3）、Function总结：
Function是一个转换型的接口，其中的apply可以将一种类型的数据转化成另外一种类型的数据。
Function的变种就更多了。
四、List集合操作：
1、遍历List集合：
/**
* 1、遍历List集合
* 注：避免空指针异常
* */
public static void demo01(){
UserVO vo = new UserVO(1,"a",null);
List<UserVO> list = new ArrayList<>();
list.add(vo);
//一、过滤集合为空情况，二、过滤group为空的情况
Optional.ofNullable(list).ifPresent(p -> {
p.stream().filter(pi -> !ObjectUtils.isEmpty(pi.getGroup())).forEach(po -> {
System.out.println("a".equals(po.getGroup()));
});
});
}
2、List集合转Map<k，T>集合：
/**
* 2、List集合转Map<k,T>集合
* */
public static void demo02(){
UserVO vo = new UserVO(1,"a",null);
UserVO vo1 = new UserVO(1,"b",null);
UserVO vo2 = new UserVO(1,"c",null);
UserVO vo3 = new UserVO(2,"a",null);
UserVO vo4 = new UserVO(3,"b",null);
List<UserVO> list = new ArrayList<>();
list.add(vo);
list.add(vo1);
list.add(vo2);
list.add(vo3);
list.add(vo4);
//uuid为key，UserVO为value
//(k1,k2)->k1 如果有重复的key,则保留第一个
//(k1,k2)->k2 如果有重复的key,则保留最后一个
Map<Integer , UserVO> map1 = list.stream().collect(Collectors.toMap(UserVO::getUuid, p -> p, (k1,k2) -> k1));
Optional.ofNullable(map1.get(1)).ifPresent(p -> {
System.out.println(p.getName());
});
}
3、List集合转Map<k，List<T>>集合：
/**
* 3、List集合转Map<k,List<T>>集合
* */
public static void demo03(){
UserVO vo = new UserVO(1,"a",null);
UserVO vo1 = new UserVO(1,"b",null);
UserVO vo2 = new UserVO(1,"c",null);
UserVO vo3 = new UserVO(2,"a",null);
UserVO vo4 = new UserVO(3,"b",null);
List<UserVO> list = new ArrayList<>();
list.add(vo);
list.add(vo1);
list.add(vo2);
list.add(vo3);
list.add(vo4);
//groupingBy：分组
Map<Integer , List<UserVO>> map = list.stream().collect(Collectors.groupingBy(UserVO::getUuid));
Optional.ofNullable(map.get(1)).ifPresent(p -> {
p.stream().forEach(po -> {
System.out.println(po.getName());
});
});
}
4、List集合全部/部分复制到另一个List集合：
/**
* 4、List集合全部/部分复制到另一个List集合
* 注：
* (1)、list集合的全部内容复制到list1集合中
* (2)、list集合中部分（uuid与name）字段的全部内容复制到list2集合中
* (3)、list集合的截取部分内容复制到list3集合中
* */
public static void demo04(){
List<UserVO> list = new ArrayList<>();
List<UserVO> list1 = new ArrayList<>();
List<UserVO> list2 = new ArrayList<>();
List<UserVO> list3 = new ArrayList<>();
UserVO vo = new UserVO(1,"a",null);
UserVO vo1 = new UserVO(1,"b",null);
UserVO vo2 = new UserVO(1,"c",null);
UserVO vo3 = new UserVO(2,"a",null);
UserVO vo4 = new UserVO(3,"b",null);
list.add(vo);
list.add(vo1);
list.add(vo2);
list.add(vo3);
list.add(vo4);
//一、list集合的全部内容复制到list1集合中
list1.addAll(list);
//二、list集合中部分（uuid与name）字段的全部内容复制到list2集合中
list2 = list.stream().map(p -> new UserVO(p.getUuid(),p.getName())).collect(Collectors.toList());
System.out.println(list2);
//三、list集合的截取部分内容复制到list3集合中
list3.addAll(list.subList(0 , 2));
System.out.println(list3);
}
5、List集合中根据对象某属性进行计算（求和、最大值与最小值）：
/**
* 5、List集合中根据对象某属性进行计算（求和、最大值与最小值）
* 注：
* (1)、对list集合UserVO对象中uuid字段求和
* (2)、对list集合UserVO对象中uuid字段求最大值
* (3)、对list集合UserVO对象中uuid字段求最小值
* (4)、整合操作
* Comparator：比较器
* */
public static void demo05(){
List<UserVO> list = new ArrayList<>();
UserVO vo = new UserVO(1,"a",null);
UserVO vo1 = new UserVO(1,"b",null);
UserVO vo2 = new UserVO(1,"c",null);
UserVO vo3 = new UserVO(2,"a",null);
UserVO vo4 = new UserVO(3,"b",null);
list.add(vo);
list.add(vo1);
list.add(vo2);
list.add(vo3);
list.add(vo4);
//一、对list集合UserVO对象中uuid字段求和
Integer sumVO = list.stream().mapToInt(UserVO::getUuid).sum();
System.out.println(sumVO);
//二、对list集合UserVO对象中uuid字段求最大值
Integer maxVO = list.stream().max(Comparator.comparing(UserVO::getUuid)).get().getUuid();
System.out.println(maxVO);
//三、对list集合UserVO对象中uuid字段求最小值
Integer minVO = list.stream().min(Comparator.comparing(UserVO::getUuid)).get().getUuid();
System.out.println(minVO);
//四、List集合中根据对象某属性进行计算
IntSummaryStatistics cal = list.stream().collect(Collectors.summarizingInt(UserVO::getUuid));
System.out.println("总和"+cal.getSum());
System.out.println("最大"+cal.getMax());
System.out.println("最小"+cal.getMin());
System.out.println("平均"+cal.getAverage());
System.out.println("计数"+cal.getCount());
}
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