【黑马程序员】集合框架（一） 第十五天

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知识点

Java集合框架支持规则集、线性表、队列和图，他们分别定义在接口Set、List、Quene和Map中。

规则集用于存储一组互不相同的元素。

线性表用于存储一个有序的元素集合。

图（Map）中存储的是键/值对。

Java集合框架中的所有实例类都实现了Cloneable和Serializable接口。所以，它们的实例都是可以复制和可序列化的。

规则集存储的是不重复的元素。若要在集合中存储重复的元素，就需要使用线性表。线性表不仅可以存储重复的元素，而且允许用户指定存储的位置。用户可以通过下标来访问线性表中的元素。

Java集合框架支持三种类型的规则集：散列集HashSet、链式散列集LinkedHashSet和树型集TreeSet。HashSet以一个不可预知的顺序存储元素；LinkedHashSet以元素被插入的顺序存储元素；TreeSet存储已排好的元素。所有方法都继承自Collection接口。

Java集合框架支持两种类型的线性表：数组线性表ArrayList和链表LinkedList。ArrayList是实现List接口的可变大小的数组。ArrayList中的所有方法都是在List接口中定义的。LinkedList是实现List接口的一个链表。除了实现List接口，该类还提供了可从线性表两端提取、插入以及删除元素的方法。

Vector类实现了List接口。Vector类和ArrayList是一样的，所不同的是它所包含的访问和修改向量的方法是同步的。Stack类扩展了Vector类，并且提供了几种对栈进行操作的方法。

Queue接口表示队列。PriorityQueue类为优先队列实现Queue接口。

Collection接口表示存储在规则集或线性表中元素的集合。Map接口将键值映射到元素，键值类似于下标。在List中，下标是整数。而在Map中，键值可以是任意类型的对象。图中不能包含重复的键值。一个键值至多可以对应一个值。Map接口提供了查询、更新、获取值集合和键值集合的方法。

Java集合框架支持三种类型的图：散列图HashMap、链式散列图LinkedHashMap和树形图TreeMap。对于定位一个值、插入一个映射和删除一个映射而言，HashMap是很高效的。LinkedHashMap支持图中的条目排序。HashMap类中的条目是没有顺序的，但LinkedHashMap中的条目可以按某种顺序来获取，该顺序既可以是它们插入图中的顺序（称为插入顺序），也可以是它们最后一次访问的时间顺序，从最早到最晚（称为访问顺序）。对于遍历排好序的键值，TreeMap是高效的。键值可以使用Comparable接口来排序，也可以使用Comparator接口来排序。

01）集合框架（概述）

02）共性方法

/* * 1：add方法的参数类型都是Object。以便于接受任意类型的对象。 * 2：集合中存储的都是对象的引用（地址）。 */public class CollectionDemo {public static void sop(Object obj){System.out.println(obj);}public static void main(String[] args) {method_1();System.out.println("---------------分割线---------------");method_2();}public static void method_1(){//创建一个容器。使用Collection接口的子类。ArrayList。ArrayList al = new ArrayList();//1：添加元素al.add("Java01");al.add("Java02");al.add("Java03");al.add("Java04");//2：打印集合sop("原集合 = " + al);sop("原集合 = " + al.clone());//3：判断元素。sop("判断Java02是否存在 = " + al.contains("Java02"));sop("判断集合是否为空 = " + al.isEmpty());//3：删除元素al.remove("Java03");//删除指定元素。al.remove(1);//删除下标为1的元素。sop("删除后 = " + al.clone());//4：获取个数。集合长度。sop("清空前长度 = " + al.size());//5：清空集合。al.clear();sop("清空后集合 = " + al.clone());sop("清空后长度 = " + al.size());}public static void method_2(){ArrayList a = new ArrayList();a.add("Java01");a.add("Java02");a.add("Java03");a.add("Java04");sop("改变前a = " + a);ArrayList b = new ArrayList();b.add("Java06");b.add("Java05");b.add("Java04");b.add("Java03");sop("改变前b = " + b);System.out.println("---------------分割线---------------");//取交集，a只会保留和b中相同的元素。sop(a.retainAll(b));sop("改变后a = " + a);sop("改变后b = " + b);System.out.println("---------------分割线---------------");}}

运行结果如下图所示：

03）迭代器——Iterator

public class CollectionDemo_2 {public static void sop(Object obj){System.out.println(obj);}public static void main(String[] args) {method_get();}public static void method_get(){ArrayList a = new ArrayList();a.add("Java01");//add(Object obj)a.add("Java02");a.add("Java03");a.add("Java04");Iterator it_1 = a.iterator();//获取迭代器，用于取出集合中的元素。while(it_1.hasNext()){//如果仍有元素可以迭代，则返回 true。sop("While: " + it_1.next());//while代码相较for而言显的更少}System.out.println("-----分割线-----");for (Iterator it_2 = a.iterator(); it_2.hasNext();){sop("For: " + it_2.next());//细节：for能尽可能的少用内存空间。}}}

运行结果如下图所示：

04）List集合共性方法

/* * Collection * |--List：元素是有序的，元素可以重复。因为该集合体系有索引。 * |--Set：元素是无序，元素不可以重复。 *  * List：特有方法。凡是可以操作角标的方法都是该体系特有的方法。 *  * 增：add(index, element)：在列表的指定位置插入指定元素。 * addAll(index, Collection)：添加指定 collection 中的所有元素到此列表的结尾。 * 删：remove(index)：移除列表中指定位置的元素。 * 改：set(index, element)：用指定元素替换列表中指定位置的元素。 * 查：get(index)：返回列表中指定位置的元素。 * subList(from, to)：返回列表中指定的 fromIndex（包括 ）和 toIndex（不包括）之间的部分视图。 * listIterator();返回此列表元素的列表迭代器（按适当顺序）。 * int indexOf(obj):获取指定元素的位置。 * ListIterator listIterator()： *  * */public class ListDemo {public static void sop(Object obj){System.out.println(obj);}public static void main(String[] args) {method_1();}public static void method_1(){ArrayList a = new ArrayList();//添加元素。a.add("Java01");a.add("Java02");a.add("Java04");sop("原集合是： " + a);//在指定位置添加元素。a.add(2, "Java03");sop("第一次修改后是： " + a);//删除指定位置元素。a.remove(3);sop("第二次修改后是： " + a);//通过下标获取元素。sop("get(1): " + a.get(1));System.out.println("-----分割线-----");//获取所有元素。for (int i = 0; i < a.size(); i++)System.out.println("a(" + i + ") = " + a.get(i));System.out.println("-----分割线-----");//迭代器，获取所有元素。Iterator it = a.iterator();while(it.hasNext())sop("next = " + it.next());}}

运行结果如下图所示：

05）ListIterator

/* *  List集合特有的迭代器。 * ListIterator是Iterator的子接口。 *  * 在迭代时，不可以通过集合对象的方法操作集合中的元素。 * 因为会发生ConcurrentModificationException异常。 *  * 所以，在迭代器时，只能用迭代器的放过操作元素，可是Iterator方法是有限的， * 只能对元素进行判断，取出，删除的操作。 * 如果想要其他的操作如添加，修改等，就需要使用其子接口，ListIterator。 *  * 该接口只能通过List集合的listIterator方法获取。 */public class ListDemo_2 {public static void sop(Object obj){System.out.println(obj);}public static void main(String[] args) {method_1();System.out.println("----------------------分割线----------------------");method_2();System.out.println("----------------------分割线----------------------");method_3();}public static void method_3(){ArrayList a = new ArrayList();//添加元素。a.add("Java01");a.add("Java02");a.add("Java03");a.add("Java04");sop("原a = " + a);for (ListIterator it = a.listIterator(); it.hasNext();){sop("（前面是否有元素）hasPrevious = " + it.hasPrevious());//判断前面是否有元素。Object obj = it.next();if (obj.equals("Java01"))it.add("Java添加");if (obj.equals("Java03"))it.set("Javahah");sop("（打印元素）obj = " + obj);System.out.println("------------------------------------------------");}sop("修改后a = " + a);}public static void method_2(){ArrayList a = new ArrayList();//添加元素。a.add("Java01");a.add("Java02");a.add("Java03");a.add("Java04");//在迭代过程中，准备添加或者删除元素。for (Iterator it = a.iterator(); it.hasNext();){//sop("Next = " + it.next());Object obj = it.next();//取出元素。if(obj.equals("Java01"))it.remove();//将Java01的引用在集合中删除。sop("obj = " + obj);}sop("a = " + a);}public static void method_1(){ArrayList a = new ArrayList();//添加元素。a.add("Java01");a.add("Java02");a.add("Java03");a.add("Java04");//通过indexOf获取对象的位置。sop("indexOf = " + a.indexOf("Java03"));//通过指定下标获取集合中的元素。List sup = a.subList(1, 3);sop("sup = " + sup);}}

运行结果如下图所示：

06）List集合具体对象的特点

/* * Collection * |--List：元素是有序的，元素可以重复。因为该集合体系有索引。 * |--ArrayList：底层的数据结构使用的是数组结构。特点：查询速度很快。但是增删稍慢。线程不同步。 * |--LinkedList：底层使用的链表数据结构。特点：增删速度很快，查询稍慢。线程不同步。 * |--Vector：底层是数组数据结构。线程同步。被ArrayList替代了。因为效率低。 * |--Set：元素是无序，元素不可以重复。 */

07）Vector中的枚举

/* * 枚举就是Vector特有的取出方式。 * 发现枚举和迭代器很像。其实枚举和迭代器是一样的。 *  * 因为枚举的名称以及方法的名称都过长。所以枚举被迭代器取代了。 */public class VectorDemo {public static void sop(Object obj){System.out.println(obj);}public static void main(String[] args) {method_1();method_2();}public static void method_1(){Vector v1 = new Vector();v1.add("Java01");v1.add("Java02");v1.add("Java03");v1.add("Java04");sop("v1 = " + v1);System.out.println("-----------------------------------------");for (ListIterator it = v1.listIterator(); it.hasNext();){sop("it = " + it.next());//取数据}System.out.println("-----------------------------------------");}public static void method_2(){Vector v2 = new Vector();v2.add("Java01");v2.add("Java02");v2.add("Java03");v2.add("Java04");sop("v2 = " + v2);System.out.println("-----------------------------------------");for (Enumeration<E> en = v2.elements(); en.hasMoreElements();){//早期方式。sop("en = " + en.nextElement());}System.out.println("-----------------------------------------");}}

运行结果如下图所示：

08）LinkedList

/* * LinkedList特有方法：1.6之前。 * addFirst()：将指定元素插入此列表的开头。 * addLast()：将指定元素添加到此列表的结尾。 * getFirst()：返回此列表的第一个元素。 * getLast()：返回此列表的最后一个元素。 * ：获取元素，但不删除元素。长度不变。 * ：如果集合中没有元素，会出现NoSuchElementException。 * removeFirst()：移除并返回此列表的第一个元素。 * removeLast()：移除并返回此列表的最后一个元素。 * ：获取元素，并且删除元素。 * ：如果集合中没有元素，会出现NoSuchElementException。 *  * 1.6开始出现的替代： * offerFirst()： * offerLast()： * peekFirst()： * peekLast()： * poolFirst()： * poolLast()： */public class LinkedListDemo {public static void sop(Object obj){System.out.println(obj);}public static void main(String[] args) {method_1();method_2();}public static void method_1(){LinkedList link = new LinkedList();link.addFirst("（2）Java01");link.addLast("（3）Java02");link.addFirst("（1）Java03");//将元素添加到此列表的开头。link.addLast("（4）Java04");//将元素添加到此列表的尾部。sop("add = " + link);sop("getFirst = " + link.getFirst());sop("getLast = " + link.getLast());System.out.println("------------------------------------------------------------------");}public static void method_2(){LinkedList link = new LinkedList();link.offerFirst("（1）Java01");//将元素添加到此列表的开头。link.offerFirst("（2）Java02");link.offerFirst("（3）Java03");link.offerFirst("（4）Java04");sop("（原）add = " + link);sop("remove(0) = " + link.remove(0));//获取下标为0的元素，并且删除该元素。sop("（改）add = " + link);System.out.println("------------------------------------------------------------------");for(; !link.isEmpty(); ){sop("jdk1.6 poolLast = " + link.pollLast());}}}

运行结果如下图所示：

09）LinkedList（练习）

/* * 使用LinkedList模拟一个堆栈或者队列数据结构。 * 堆栈：先进后出。如同一个杯子。 * 队列：先进先出。如同一根水管。 */public class LinkedListTest {public static void sop(Object obj){System.out.println(obj);}public static void main(String[] args) {useDuiLie();System.out.println("-----------------------");uesDuiZhan();}public static void useDuiLie(){DuiLie dl = new DuiLie();dl.dlAdd("Java01");dl.dlAdd("Java02");dl.dlAdd("Java03");dl.dlAdd("Java04");while (!dl.isNull())sop("队列： " + dl.dlGet());}public static void uesDuiZhan(){DuiZhan dz = new DuiZhan();dz.dzAdd("Java01");dz.dzAdd("Java02");dz.dzAdd("Java03");dz.dzAdd("Java04");while (!dz.isNull())sop("堆栈： " + dz.dzGet());}}class DuiLie{private LinkedList link;DuiLie(){link = new LinkedList();}public void dlAdd(Object obj){link.offerFirst(obj);//添加元素在队列最开头。}public Object dlGet(){return link.pollLast();//从队列尾部开始取元素。}public boolean isNull(){return link.isEmpty();}}class DuiZhan{private LinkedList link;DuiZhan(){link = new LinkedList();}public void dzAdd(Object obj){link.offerFirst(obj);//添加元素在队列最开头。}public Object dzGet(){return link.pollFirst();//从队列开头开始取元素。}public boolean isNull(){return link.isEmpty();}}

运行结果如下图所示：

10）ArrayList（练习一）

/* * 去除ArrayList中重复的元素。 */public class ArrayListTest {public static void sop(Object obj){System.out.println(obj);}public static void main(String[] args) {method_1();}public static void method_1(){ArrayList al = new ArrayList();al.add("Java0");al.add("Java1");al.add("Java3");al.add("Java2");al.add("Java1");al.add("Java2");sop("Al = " + al);sop("show(NewAl) = " + show(al));}public static List show(ArrayList al){ArrayList newAl = new ArrayList();//创建一个新集合。for (Iterator<E> it = al.iterator(); it.hasNext();){Object obj = it.next();//依次打印元素if (!newAl.contains(obj))//如果新集合中包不含有原集合的元素newAl.add(obj);//添加元素。}return newAl;//返回新集合。}}

运行结果如下图所示：

11）ArrayList（练习二）

/* * 将自定义对象作为元素存到ArrayList集合中，并去除重复元素。 * 比如：存人元素。同姓名，同年龄，视为同一元素。 *  * 思路： * 1：对人描述，将数据封装人对象。 * 2：定义容器，将人存入。 * 3：取出。 *  * List集合判断元素是否相同，依据的是元素的equals方法。 */public class ArrayListTest_2 {public static void sop(Object obj){System.out.println(obj);}public static void main(String[] args) {method_1();method_2();}public static void method_2(){ArrayList al = new ArrayList();al.add(new Person("汤姆01号", 10));al.add(new Person("汤姆02号", 10));al.add(new Person("汤姆01号", 10));al.add(new Person("杰瑞01号", 11));al.add(new Person("杰瑞02号", 11));al.add(new Person("杰瑞01号", 11));List al2 = show(al);for (Iterator it = al2.iterator(); it.hasNext();){Person p = (Person)it.next();sop(p.getName() + " " + p.getAge());}}public static void method_1(){//示例ArrayList al = new ArrayList();al.add(new Person("汤姆01号", 10));al.add(new Person("汤姆02号", 10));al.add(new Person("汤姆01号", 10));al.add(new Person("杰瑞01号", 11));al.add(new Person("杰瑞02号", 11));al.add(new Person("杰瑞01号", 11));for (Iterator it = al.iterator(); it.hasNext(); ){Person p = (Person)it.next();sop(p.getName() + " " + p.getAge());}System.out.println("------------------------------");}public static List show(ArrayList al){ArrayList newAl = new ArrayList();//创建一个新集合。for (Iterator it = al.iterator(); it.hasNext();){Object obj = it.next();//依次打印元素if (!newAl.contains(obj))//如果新集合中包不含有原集合的元素newAl.add(obj);//添加元素。}return newAl;//返回新集合。}}class Person{private String name;private int age;Person(String name, int age){this.name = name;this.age = age;}public boolean equals(Object obj){if (!(obj instanceof Person))return false;Person p = (Person)obj;return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;}public String getName(){return name;}public int getAge(){return age;}}

运行结果如下图所示：

12）HashSet

/* * |--Set：元素是无序（存入顺序和元素的位置不一致），元素不可以重复。 * |--HashSet：底层的数据结构是哈希表。 * |--TreeSet： *  * Set集合的功能和Collection接口的功能是一致的。 */public class HashSetDemo {public static void sop(Object obj){System.out.println(obj);}public static void main(String[] args) {method_1();}public static void method_1(){HashSet hs = new HashSet();//创建一个HashSet集合。无序。sop(hs.add("Java01"));//判断为truesop(hs.add("Java01"));//判断为falsehs.add("Java02");hs.add("Java03");sop(hs.add("Java03"));//判断为falsehs.add("Java04");for (Iterator it = hs.iterator(); it.hasNext();){sop(it.next());}}}

运行结果如下图所示：

13）HashSet存储自定义对象——复写hashCode和equals方法

/* * |--Set：元素是无序（存入顺序和元素的位置不一致），元素不可以重复。 * |--HashSet：底层的数据结构是哈希表。 * HashSet是如何保证元素唯一性的呢？ * 是通过元素的两个方法，hasCode和equals来完成的。 * 如果元素的hashCode值相同，才会判断equals是否为true。 * 如果hashCode的值不同，就不会判断equals。 * |--TreeSet： *  * Set集合的功能和Collection接口的功能是一致的。 */public class HashSetTest_1 {public static void sop(Object obj){System.out.println(obj);}public static void main(String[] args) {method_1();}public static void method_1(){HashSet hs = new HashSet();hs.add(new Person_2("汤姆（1）", 10));hs.add(new Person_2("汤姆（2）", 10));sop(hs.add(new Person_2("汤姆（2）", 10)));//判断为falsehs.add(new Person_2("汤姆（3）", 10));sop(hs.add(new Person_2("汤姆（3）", 10)));//判断为falsehs.add(new Person_2("汤姆（4）", 10));for (Iterator it = hs.iterator(); it.hasNext();){Person_2 p = (Person_2)it.next();sop(p.getName() + " :: " + p.GetAge());}}}class Person_2{private String name;private int age;Person_2(String name, int age){this.name = name;this.age = age;}public int hashCode(){//细节：复写hashCode。集合底层内部自动调用。return name.hashCode() + age * age;}public boolean equals(Object obj){//细节：复写equals。集合底层内部自动调用。if (!(obj instanceof Person_2))return false;Person_2 p = (Person_2)obj;return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;}public String getName(){return name;}public int GetAge(){return age;}}

运行结果如下图所示：

14）HashSet判断和删除的依据

对于元素是否存在，以及删除等操作，依赖的方法是元素的hashCode和equals方法。

附言：我是Java新人，如有错误的地方请指出。

                         每天学习一点点，纠错一点点，进步很大点。

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