==学习目标==

1、能够了解红黑树

2、能够掌握HashSet集合的特点以及使用（特点以及使用，哈希表数据结构）

3、能够掌握Map集合的特点以及使用（特点，常见方法，Map集合的遍历）

4、能够掌握HashMap集合的特点以及使用

5、能够掌握TreeMap集合的特点以及使用

==知识点==

红黑树
HashSet
Map
HashMap
TreeMap

==知识点梳理==

==超详细讲义==

1.红黑树

1.1红黑树-概述【了解】

1.什么是红黑树

平衡二叉B树，每一个节点可以是红或者黑，红黑树不是高度平衡的,它的平衡是通过"自己的红黑规则"进行实现的。

红黑树TreeSet原理HashSet底层原理Map集合遍历

1.2 红黑树-红黑规则 (了解)

红黑树的红黑规则有哪些每一个节点或是红色的,或者是黑色的根节点必须是黑色所有叶子节点（空的节点被称作叶子节点）都是黑色的不能出现两个红色节点相连的情况对每一个节点,从该节点到其所有后代叶节点的简单路径上,均包含相同数目的黑色节点

1.3 红黑树-添加节点的默认颜色（了解)

添加节点时,默认为红色,效率高

1.4 红黑树-添加节点后，如何保证红黑规则1 【难点】

红黑树TreeSet原理HashSet底层原理Map集合遍历

1.5 红黑树-添加节点后，如何保证红黑规则2 【难点】

（旋转之后，根据规则验证是否是红黑树，总结红黑树添加节点的规则）

红黑树TreeSet原理HashSet底层原理Map集合遍历

1.6 红黑树练习-成绩排序案例【重点】

(共3点)

1.案例需求

用TreeSet集合存储多个学生信息(姓名,语文成绩,数学成绩,英语成绩),并遍历该集合
要求: 按照总分从低到高排序

代码实现

学生类

public class Student implements Comparable<Student> {
    private String name;
    private int chinese;
    private int math;
    private int english;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int chinese, int math, int english) {
        this.name = name;
        this.chinese = chinese;
        this.math = math;
        this.english = english;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getChinese() {
        return chinese;
    }

    public void setChinese(int chinese) {
        this.chinese = chinese;
    }

    public int getMath() {
        return math;
    }

    public void setMath(int math) {
        this.math = math;
    }

    public int getEnglish() {
        return english;
    }

    public void setEnglish(int english) {
        this.english = english;
    }

    public int getSum() {
        return this.chinese + this.math + this.english;
    }

    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        // 主要条件: 按照总分进行排序
        int result = o.getSum() - this.getSum();
        // 次要条件: 如果总分一样,就按照语文成绩排序
        result = result == 0 ? o.getChinese() - this.getChinese() : result;
        // 如果语文成绩也一样,就按照数学成绩排序
        result = result == 0 ? o.getMath() - this.getMath() : result;
        // 如果总分一样,各科成绩也都一样,就按照姓名排序
        result = result == 0 ? o.getName().compareTo(this.getName()) : result;
        return result;
    }
}

测试类

public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建TreeSet集合对象，通过比较器排序进行排序
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();
        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("jack", 98, 100, 95);
        Student s2 = new Student("rose", 95, 95, 95);
        Student s3 = new Student("sam", 100, 93, 98);
        //把学生对象添加到集合
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);

        //遍历集合
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getChinese() + "," + s.getMath() + "," + s.getEnglish() + "," + s.getSum());
        }
    }
}

2.TreeSet原理

红黑树TreeSet原理HashSet底层原理Map集合遍历

2.HashSet集合

2.1HashSet-基本使用【重点】

1.什么是HashSet(HashSet的特点)

底层数据结构是哈希表
存取无序
不可以存储重复元素
没有索引,不能使用普通for循环遍历（get方法）

2.HashSet使用-存储字符串并遍历

package com.itheima.myhashset;

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;

/**
 * 添加字符串并进行遍历
 */
public class HashSetDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> hs = new HashSet<>();

        hs.add("hello");
        hs.add("world");
        hs.add("java");
        hs.add("java");
        hs.add("java");
        hs.add("java");
        hs.add("java");
        hs.add("java");

        Iterator<String> it = hs.iterator();
        while(it.hasNext()){
            String s = it.next();
            System.out.println(s);
        }
        System.out.println("=============================");

        for (String s : hs) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

2.2哈希值【了解】

1.什么是哈希值

2.如何获取对象中的Hash值

3.哈希值的特点

没有重写HashCode的情况：

1.同种一对象多次调用hashCode方法返回值是一样的

2.不同对象hashCode方法返回值不一样

Object子类重写hashCode方法的情况：

重写的目的是计算对象哈希值时，按属性值来计算，因此只要属性值相同，不同对象的hashCode方法返回值是一样的

package com.itheima.myhashset;

/**
 * 计算哈希值
 */
public class HashSetDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("xiaozhi",23);
        Student s2 = new Student("xiaomei",22);

        //因为在Object类中，是根据对象的地址值计算出来的哈希值。
        System.out.println(s1.hashCode());//1060830840
        System.out.println(s1.hashCode());//1060830840


        System.out.println(s2.hashCode());//2137211482
    }
}

Student类

package com.itheima.myhashset;

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;
    }

    //我们可以对Object类中的hashCode方法进行重写
    //在重写之后，就一般是根据对象的属性值来计算哈希值的。
    //此时跟对象的地址值就没有任何关系了。
    @Override
    public int hashCode() {
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }

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

2.4HashSet-JDK7底层原理【难点】

哈希表=数组 + 链表

红黑树TreeSet原理HashSet底层原理Map集合遍历

2.5HashSet-JDK8底层优化【难点】

（共两点）

1.HashSet 在JDK1.8之后的原理

节点个数少于等于8个数组 + 链表
节点个数多于8个数组 + 红黑树

红黑树TreeSet原理HashSet底层原理Map集合遍历

2.HashSet 在JDK1.8版本的存储流程

红黑树TreeSet原理HashSet底层原理Map集合遍历

2.6HashSet集合存储学生对象并遍历【重点】

案例需求创建一个存储学生对象的集合，存储多个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合
要求：学生对象的成员变量值相同，我们就认为是同一个对象

代码实现

测试类

public class HashSetDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //HashSet集合存储自定义类型元素,要想实现元素的唯一,要求必须重写hashCode方法和equals方法
        HashSet<Student> hashSet = new HashSet<>();
        Student s1 = new Student("xiaohei",23);
        Student s2 = new Student("xiaohei",23);
        Student s3 = new Student("xiaomei",22);
        hashSet.add(s1);
        hashSet.add(s2);
        hashSet.add(s3);
        for (Student student : hashSet) {
            System.out.println(student);
        }
    }
}

学生类

package com.itheima.myhashset;

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

        Student student = (Student) o;

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


    //我们可以对Object类中的hashCode方法进行重写
    //在重写之后，就一般是根据对象的属性值来计算哈希值的。
    //此时跟对象的地址值就没有任何关系了。
    @Override
    public int hashCode() {
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }

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

3.Map集合

3.1Map-基本使用【重点、难点】

(共3点)

1.什么是Map集合【记忆】

Map集合又称为双列集合，双列集合中元素的内容是成对的

2.Map集合的特点【记忆】

键不能重复，值可以重复

键与值之间是一一对应的关系

(键+值)这个整体我们称之为"键值对"或"键值对对象",在Java中又叫"Entry对象"

红黑树TreeSet原理HashSet底层原理Map集合遍历

3.如何使用Map集合

1.Map集合格式

interface Map<K,V>  K：键的类型；V：值的类型

2.如何创建Map集合对象

Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();//使用具体实现类，采用多态形式创建

4.使用Map集合存储学生学号和姓名

package com.itheima.mapdemo1;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * Map的基本使用
 */
public class MyMap1 {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,String> map = new HashMap<>();

        //map.add();
        map.put("itheima001","小智");
        map.put("itheima002","小美");
        map.put("itheima003","大胖");

        System.out.println(map);
    }
}

3.2Map常用方法【重点】

方法介绍

红黑树TreeSet原理HashSet底层原理Map集合遍历

示例代码

package com.itheima.mapdemo1;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
 * Map的基本方法
 */
public class MyMap2 {
    public static void main(String[] args) {
      Map<String,String> map = new HashMap<>();
        map.put("itheima001","小智");
        map.put("itheima002","小美");
        map.put("itheima003","大胖");
      map.put("itheima004","小黑");
        map.put("itheima005","大师");

      //method1(map);
        //method2(map);
        //method3(map);
        //method4(map);
      //method5(map);
        //method6(map);
        //method7(map);

    }

  private static void method7(Map<String, String> map) {
        // int size() 集合的长度，也就是集合中键值对的个数
        int size = map.size();
        System.out.println(size);
    }

    private static void method6(Map<String, String> map) {
        // boolean isEmpty() 判断集合是否为空
        boolean empty1 = map.isEmpty();
        System.out.println(empty1);//false

        map.clear();
        boolean empty2 = map.isEmpty();
        System.out.println(empty2);//true
    }

    private static void method5(Map<String, String> map) {
        // boolean containsValue(Object value) 判断集合是否包含指定的值
        boolean result1 = map.containsValue("aaa");
        boolean result2 = map.containsValue("小智");
        System.out.println(result1);
        System.out.println(result2);
    }

    private static void method4(Map<String, String> map) {
        // boolean containsKey(Object key) 判断集合是否包含指定的键
        boolean result1 = map.containsKey("itheima001");
        boolean result2 = map.containsKey("itheima006");
        System.out.println(result1);
        System.out.println(result2);
    }

    private static void method3(Map<String, String> map) {
        // void clear() 移除所有的键值对元素
        map.clear();
        System.out.println(map);
    }

    private static void method2(Map<String, String> map) {
        // V remove(Object key) 根据键删除键值对元素
        String s = map.remove("itheima001");
        System.out.println(s);
        System.out.println(map);
    }

    private static void method1(Map<String, String> map) {
        // V put(K key,V value) 添加元素
        //如果要添加的键不存在，那么会把键值对都添加到集合中
        //如果要添加的键是存在的，那么会覆盖原先的值，把原先值当做返回值进行返回。
        String s = map.put("itheima001", "aaa");
        System.out.println(s);
        System.out.println(map);
    }
}

3.3Map-第一种遍历方式【重点】

方法介绍

红黑树TreeSet原理HashSet底层原理Map集合遍历

示例代码

package com.itheima.mapdemo1;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
/**
 * Map的第一种遍历方式
 */
public class MyMap3 {
  public static void main(String[] args) {
        //创建集合并添加元素
        Map<String,String> map = new HashMap<>();
        map.put("1号丈夫","1号妻子");
      map.put("2号丈夫","2号妻子");
        map.put("3号丈夫","3号妻子");
        map.put("4号丈夫","4号妻子");
        map.put("5号丈夫","5号妻子");

        //获取到所有的键
      Set<String> keys = map.keySet();
        //遍历Set集合得到每一个键
        for (String key : keys) {
            //通过每一个键key，来获取到对应的值
            String value = map.get(key);
            System.out.println(key + "---" + value);
        }
    }
}

3.4Map-第二种遍历方式【重点】

方法介绍

红黑树TreeSet原理HashSet底层原理Map集合遍历

示例代码

package com.itheima.mapdemo1;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/**
 * Map的第二种遍历方式
 */
public class MyMap4 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合并添加元素
        Map<String,String> map = new HashMap<>();
        map.put("1号丈夫","1号妻子");
        map.put("2号丈夫","2号妻子");
        map.put("3号丈夫","3号妻子");
        map.put("4号丈夫","4号妻子");
        map.put("5号丈夫","5号妻子");

        //首先要获取到所有的键值对对象。
        //Set集合中装的是键值对对象（Entry对象）
        //而Entry里面装的是键和值
        Set<Map.Entry<String, String>> entries = map.entrySet();
        for (Map.Entry<String, String> entry : entries) {
            //得到每一个键值对对象
            String key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();
            System.out.println(key + "---" + value);
        }
    }
}

4.HashMap集合

4.1HashMap-原理解析【难点】

1.HashMap小结

HashMap底层是哈希表结构
依赖hashCode方法和equals方法保证键的唯一
如果键要存储自定义对象,需要重写hashCode和equals方法

4.2 HashMap集合-练习【重点】

（共4点，第4点是对forEache的解析）

1.案例需求

创建一个HashMap集合，键是学生对象(Student)，值是籍贯 (String)。存储三个元素，并遍历。
要求保证键的唯一性：如果学生对象的成员变量值相同，我们就认为是同一个对象

2.实现思路

定义学生类
创建HashMap集合对象
添加学生对象
为了保证key的一致性，重写学生类的hashCode和equals方法

3.代码实现

学生类

package com.itheima.mapdemo1;

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

        Student student = (Student) o;

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

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

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

测试类

package com.itheima.mapdemo1;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/**
 * Map的练习
 */
public class MyMap5 {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Student,String> hm = new HashMap<>();

        Student s1 = new Student("xiaohei",23);
        Student s2 = new Student("dapang",22);
        Student s3 = new Student("xiaomei",22);

        hm.put(s1,"江苏");
        hm.put(s2,"北京");
        hm.put(s3,"天津");

        //第一种：先获取到所有的键，再通过每一个键来找对应的值
        Set<Student> keys = hm.keySet();
        for (Student key : keys) {
            String value = hm.get(key);
            System.out.println(key + "----" + value);
        }

        System.out.println("===================================");

        //第二种：先获取到所有的键值对对象。再获取到里面的每一个键和每一个值
        Set<Map.Entry<Student, String>> entries = hm.entrySet();
        for (Map.Entry<Student, String> entry : entries) {
            Student key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();
            System.out.println(key + "----" + value);
        }
        System.out.println("===================================");
        //第三种：
        hm.forEach(
                (Student key, String value)->{
                    System.out.println(key + "----" + value);
                }
        );

    }
}

4.forEach方法解析

5.TreeMap集合

5.1TreeMap-原理解析【了解】

1.TreeMap-小结

TreeMap底层是红黑树结构
依赖自然排序或者比较器排序,对键进行排序
如果键存储的是自定义对象,需要实现Comparable接口或者在创建TreeMap对象时候给出比较器排序规则

5.2TreeMap集合应用案例【重点】

案例需求创建一个TreeMap集合,键是学生对象(Student),值是籍贯(String),学生属性姓名和年龄,按照年龄进行排序并遍历
要求按照学生的年龄进行排序,如果年龄相同则按照姓名进行排序
实现思路

1.创建学生类

2.创建TreeMap集合对象

3.创建学生对象

4.添加学生对象

5.遍历输出

代码实现

学生类

package com.itheima.maptest;

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 o) {
 //按照年龄进行排序
 int result = o.getAge() - this.getAge();
 //次要条件，按照姓名排序。
 result = result == 0 ? o.getName().compareTo(this.getName()) : result;
 return result;
 }*/
}

测试类

package com.itheima.maptest;

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeMap;

/**
 * 需求：创建一个TreeMap集合，键是学生对象(Student)，值是籍贯(String)。
 * 学生属性姓名和年龄，按照年龄进行排序并遍历。
 */
public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeMap<Student,String> tm = new TreeMap<>(new Comparator<Student>() {
            @Override
 public int compare(Student o1, Student o2) {
                int result = o1.getAge() - o2.getAge();
                result = result== 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : result;
                return result;
            }
        });

        Student s1 = new Student("xiaohei",23);
        Student s2 = new Student("dapang",22);
        Student s3 = new Student("xiaomei",22);

        tm.put(s1,"江苏");
        tm.put(s2,"北京");
        tm.put(s3,"天津");

        tm.forEach(
                (Student key, String value)->{
                    System.out.println(key + "---" + value);
                }
        );
    }
}

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红黑树TreeSet原理HashSet底层原理Map集合遍历

==学习目标==

==知识点==

==知识点梳理==

==超详细讲义==

1.红黑树

1.1红黑树-概述【了解】

1.2 红黑树-红黑规则 (了解)

1.3 红黑树-添加节点的默认颜色（了解)

1.4 红黑树-添加节点后，如何保证红黑规则1 【难点】

1.5 红黑树-添加节点后，如何保证红黑规则2 【难点】

1.6 红黑树练习-成绩排序案例【重点】

2.HashSet集合

2.1HashSet-基本使用【重点】

2.2哈希值【了解】

2.4HashSet-JDK7底层原理【难点】

2.5HashSet-JDK8底层优化【难点】

2.6HashSet集合存储学生对象并遍历【重点】

3.Map集合

3.1Map-基本使用【重点、难点】

3.2Map常用方法【重点】

3.3Map-第一种遍历方式【重点】

3.4Map-第二种遍历方式【重点】

4.HashMap集合

4.1HashMap-原理解析【难点】

4.2 HashMap集合-练习【重点】

5.TreeMap集合

5.1TreeMap-原理解析【了解】

5.2TreeMap集合应用案例【重点】

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