黑马程序员 java学习笔记 Day4：集合

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集合框架

学习之前先了解一下大致的示意图

这就是集合框架的构成。由于数据结构的不同，有不同的集合，也叫容器。下面是集合类的简单介绍。

                 

1、为什么出现集合类？

        面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式，所以为了方便对多个对象的操作，就对对象进行存储，集合就是存储对象最常用的一种方式。

 

2、数组和集合类同是容器，有何不同？

        数组虽然也可以存储对象，但长度是固定的；集合长度是可变的。数组中可以存储基本数据类型，集合只能存储对象。

 

3、集合类的特点

        集合只用于存储对象，集合长度是可变的，集合可以存储不同类型的对象。

 

Collection

        Collection是集合框架中的常用接口。其下有两个子接口：List（列表），Set（集）。

       所属关系：

            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//元素是无序的，元素不可以重复。

 

1、Collection接口中的常见操作

1、添加元素

        add(Objectobj); //add方法的参数类型是Object。以便于接收任意类型对象。

2、删除元素

        remove(Objectobj);

        removeAll(另一集合);//调用者只保留另一集合中没有的元素。

        clear();//清空集合

3、判断元素

        contains(Objectobj);//判断是否存在obj这个元素

        isEmpty();//是否为空

4、获取个数，集合长度

        size();

5、取交集

        retainAll(另一集合);//调用者只保留两集合的共性元素。

注：集合中存储的都是对象的引用（地址）。

 

2、迭代

1、概述

        迭代是取出集合中元素的一种方式。

        对于集合的元素取出这个动作：

        当不足以用一个函数来描述，需要用多个功能来体现，所以就将取出这个动作封装成一个对象来描述。就把取出方式定义在集合的内部，这样取出方式就可以直接访问集合内部的元素。那么取出方式就被定义成了内部类。

        而每一个容器的数据结构不同，所以取出的动作细节也不一样。但是都具有共性内容： 判断和取出。那么就可以将这些共性抽取。

         那么这些内部类都符合一个规则（或者说都抽取出来一个规则）。该规则就是Iterator。通过一个对外提供的方法：iterator();，来获取集合的取出对象。

         因为Collection中有iterator方法，所以每一个子类集合对象都具备迭代器。

 

2、迭代的常见操作

        hasNext();//有下一个元素，返回真

        next();//取出下一个元素

        remove();//移除

注：在迭代时循环中next调用一次，就要hasNext判断一次。

使用：

         ArrayList a=newArrayList();//创建一个集合

        Iteratorit=a.iterator();//获取一个迭代器，用于取出集合中的元素。

        第一种打印方式：

                for(Iterator iter = a.iterator();iter.hasNext();  )

                {

                           System.out.println(iter.next());

                }

       第二种打印方式：

                 Iteratoriter = a.iterator();

                while(iter.hasNext())

               {

                           System.out.println(iter.next());

               }

3、迭代注意事项

• 迭代器在Collcection接口中是通用的，它替代了Vector类中的Enumeration(枚举)。
• 迭代器的next方法是自动向下取元素，要避免出现NoSuchElementException。
• 迭代器的next方法返回值类型是Object，所以要记得类型转换。

 

第三讲     List

一、List

组成

        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：底层使用的是链表数据结构。特点：增删速度很快，查询稍慢。

            |--Vector：底层是数组数据结构。线程同步。被ArrayList替代了。

 

3、List的特有方法

        凡是可以操作角标的方法都是该体系特有的方法。

1、增

        booleanadd(index,element);//指定位置添加元素

        BooleanaddAll(index,Collection);//在指定位置增加给定集合中的所有元素，若省略位置参数，则在当前集合的后面依次添加元素

2、删

        Booleanremove(index);//删除指定位置的元素

3、改

        set(index,element);//修改指定位置的元素。

4、查

        get(index);//通过角标获取元素

        subList(from,to);//获取部分对象元素

5、其他

        listIterator();//List特有的迭代器

        indexOf(obj);//获取元素第一次出现的位置，如果没有则返回-1

注：List集合判断元素是否相同，移除等操作，依据的是元素的equals方法。

 

4、ListIterator

1、概述 

        ListIterator是List集合特有的迭代器，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，只能用迭代器的方法操作元素。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：ListIterrator。该接口只能通过List集合的ListIterator方法获取。

2、ListIterator特有的方法

        add(obj);//增加

        set(obj);//修改为obj

        hasPrevious();//判断前面有没有元素

        previous();//取前一个元素

 

5、枚举Enumeration

枚举：

        就是Vector特有的取出方式。Vector有三种取出方式。

        其实枚举和迭代是一样的。因为枚举的名称以及方法的名称都过长。所以被迭代器取代了。

特有方法：

         addElement(obj);//添加元素，相当于add(obj);

         Enumerationelements();//Vector特有取出方式(枚举)

         hasMoreElements();//相当于Iterator的hasNext()方法

         nextElements();//相当于Iterator的next()方法

例：  

[java] view plaincopy

1. Vector v=new Vector();  
2.     for(Enumeration e=v.elements();e.hasMoreElements();)  
3. {  
4.     System.out.println(e.nextElements());  
5. }  

 

6、LinkedList

        LinkedList：底层使用的是链表数据结构。特点：增删速度很快，查询稍慢。

特有方法：

1、增

        addFirst();

        addLast();

2、获取

        //获取元素，但不删除元素。如果集合中没有元素，会出现NoSuchElementException

        getFirst();

        getLast();

3、删

        //获取元素，并删除元素。如果集合中没有元素，会出现NoSuchElementException

        removeFirst();

        removeLast();

在JDK1.6以后，出现了替代方法。

1、增

        offFirst();

        offLast();

2、获取

        //获取元素，但是不删除。如果集合中没有元素，会返回null。

        peekFirst();

        peekLast();

3、删

        //获取元素，并删除元素。如果集合中没有元素，会返回null。

        pollFirst();

        pollLast();

示例：

[java] view plaincopy

1. /* 
2. 使用LinkedList模拟一个堆栈或者队列数据结构。 
3.  
4. 堆栈：先进后出  如同一个杯子。 
5. 队列：先进先出 First in First out  FIFO 如同一个水管。 
6.  
7. */  
8. import java.util.*;  
9.   
10. class LinkedListTest  
11. {  
12.     public static void main(String[] args)   
13.     {  
14.         LinkedList l=new LinkedList();  
15.         l.addFirst("java01");  
16.         l.addFirst("java02");  
17.         l.addFirst("java03");  
18.         l.addFirst("java04");  
19.         l.addFirst("java05");  
20.       
21.         //堆栈输出  
22.     //  stack(l);  
23.           
24.         //队列输出  
25.         queue(l);  
26.   
27.     }  
28.   
29.     //堆栈  
30.     public static void stack(LinkedList l)  
31.     {  
32.         while (!l.isEmpty())  
33.         {  
34.             sop(l.removeFirst());  
35.         }  
36.     }  
37.   
38.     //队列  
39.     public static void queue(LinkedList l)  
40.     {  
41.         while(!l.isEmpty())  
42.         {  
43.             sop(l.removeLast());  
44.         }  
45.     }  
46.   
47.     //输出  
48.     public static void sop(Object obj)  
49.     {  
50.         System.out.println(obj);  
51.     }  
52. }  

 

 Set

1、概述

        Set：元素是无序（存入和取出的顺序不一定一致），元素不可以重复。     

           |--HashSet：底层数据结构是哈希表。线程不同步。 保证元素唯一性的原理：判断元素的hashCode值是否相同。如果相同，还会继续判断元素的equals方法，是否为true。

           |--TreeSet：可以对Set集合中的元素进行排序。默认按照字母的自然排序。底层数据结构是二叉树。保证元素唯一性的依据：compareTo方法return 0。

        Set集合的功能和Collection是一致的。

 

2、HasSet

        HashSet：线程不安全，存取速度快。

       可以通过元素的两个方法，hashCode和equals来完成保证元素唯一性。如果元素的HashCode值相同，才会判断equals是否为true。如果元素的hashCode值不同，不会调用equals。

注意：HashSet对于判断元素是否存在，以及删除等操作，依赖的方法是元素的hashCode和equals方法。

示例：

[java] view plaincopy

1. /* 
2. 往hashSet集合中存入自定对象 
3. 姓名和年龄相同为同一个人，重复元素。去除重复元素 
4. 思路：1、对人描述，将人的一些属性等封装进对象 
5.       2、定义一个HashSet容器，存储人对象 
6.       3、取出 
7.  
8. */  
9. import java.util.*;  
10.   
11. //人描述  
12. class Person  
13. {  
14.     private String name;  
15.     private int age;  
16.   
17.     Person(String name,int age)  
18.     {  
19.         this.name=name;  
20.         this.age=age;  
21.     }  
22.   
23.     public String getName()  
24.     {  
25.         return name;  
26.     }  
27.   
28.     public int getAge()  
29.     {  
30.         return age;  
31.     }  
32.   
33.     public boolean equals(Object obj)  
34.     {  
35.         if(!(obj instanceof Person))  
36.             return false;  
37.         Person p=(Person)obj;  
38.         return this.name.equals(p.name)&&this.age==p.age;  
39.     }  
40.   
41.     public int hashCode()  
42.     {  
43.         return this.name.hashCode()+this.age;  
44.     }  
45. }  
46. class  HashSetTest  
47. {  
48.     public static void main(String[] args)   
49.     {  
50.         HashSet h=new HashSet();  
51.         h.add(new Person("shenm",10));  
52.         h.add(new Person("shenm2",6));  
53.         h.add(new Person("shenm1",30));  
54.         h.add(new Person("shenm0",10));  
55.         h.add(new Person("shenm0",10));  
56.           
57.         getOut(h);  
58.   
59.     }  
60.   
61.     //取出元素  
62.     public static void getOut(HashSet h)  
63.     {  
64.         for (Iterator it=h.iterator(); it.hasNext(); )  
65.         {  
66.             Person p=(Person)it.next();  
67.             sop(p.getName()+"..."+p.getAge());  
68.         }  
69.     }  
70.   
71.     //打印  
72.     public static void sop(Object obj)  
73.     {  
74.         System.out.println(obj);  
75.     }  
76. }  

 

3、TreeSet

1、特点

        a、底层的数据结构为二叉树结构（红黑树结构）

        b）可对Set集合中的元素进行排序，是因为：TreeSet类实现了Comparable接口，该接口强制让增加到集合中的对象进行了比较，需要复写compareTo方法，才能让对象按指定需求（如人的年龄大小比较等）进行排序，并加入集合。

        java中的很多类都具备比较性，其实就是实现了Comparable接口。

注意：排序时，当主要条件相同时，按次要条件排序。

二叉树示意图

        c、保证数据的唯一性的依据：通过compareTo方法的返回值，是正整数、负整数或零，则两个对象较大、较小或相同。相等时则不会存入。

2、Tree排序的两种方式

        1）第一种排序方式：自然排序

        让元素自身具备比较性。元素需要实现Comparable接口，覆盖compareTo方法。这种方式也被称为元素的自然顺序，或者叫做默认顺序。

示例：

[java] view plaincopy

1. import java.util.*;  
2. //学生类  
3. class Student implements Comparable  
4. {  
5.     private String name;  
6.     private int age;  
7.     Student(String name,int age)  
8.     {  
9.         this.name=name;  
10.         this.age=age;  
11.     }  
12.     public String getName()  
13.     {  
14.         return name;  
15.     }  
16.   
17.     public int getAge()  
18.     {  
19.         return age;  
20.     }  
21.     //复写hashCode以便HashSet集合调用  
22.     public int hashCode()  
23.     {  
24.         return name.hashCode()+age;  
25.     }  
26.     //复写equals以便HashSet集合和集合中一些比较方法调用  
27.     public boolean equals(Object obj)  
28.     {  
29.         if(!(obj instanceof Student))  
30.             throw new RuntimeException();  
31.         Student s = (Student)obj;  
32.         return this.name.equals(s.name)&&this.age==s.age;  
33.     }  
34.     //复写compareTo以便TreeSet集合调用  
35.     public int compareTo(Object obj)  
36.     {  
37.         Student s=(Student)obj;  
38.         if(this.age==s.age)  
39.             return this.name.compareTo(s.name);  
40.         return this.age-s.age;  
41.         //return new Integer(this.age).compareTo(new Integer(s.age));   
42.     }  
43. }  
44.   
45. class  TreeSetTest  
46. {  
47.     public static void main(String[] args)   
48.     {  
49.         TreeSet<Student> t=new TreeSet<Student>();  
50.         t.add(new Student("wo1",12));  
51.         t.add(new Student("wosj",2));  
52.         t.add(new Student("wo1sdj",12));  
53.         t.add(new Student("wo6sd",12));  
54.         t.add(new Student("wo",22));  
55.   
56.           
57.         for (Iterator<Student> it=t.iterator(); it.hasNext(); )  
58.         {  
59.             Student s=it.next();  
60.             System.out.println(s.getName()+"....."+s.getAge());  
61.         }  
62.     }  
63. }  

        2）第二种方式：比较器

        当元素自身不具备比较性时，或者具备的比较性不是所需要的。这时就需要让集合自身具备比较性。

        在集合初始化时，就有了比较方式。定义一个比较器，将比较器对象作为参数传递给TreeSet集合的构造函数。

        比较器构造方式：定义一个类，实现Comparator接口，覆盖compare方法。

        当两种排序都存在时，以比较器为主。

示例：

[java] view plaincopy

1. /* 
2. 需求： 
3. 往TreeSet集合中存储自定义对象学生。 
4. 想按照学生的年龄进行排序。 
5.  
6. */  
7.   
8. import java.util.*;  
9. //学生类  
10. class Student implements Comparable  
11. {  
12.     private String name;  
13.     private int age;  
14.     Student(String name,int age)  
15.     {  
16.         this.name=name;  
17.         this.age=age;  
18.     }  
19.     public String getName()  
20.     {  
21.         return name;  
22.     }  
23.   
24.     public int getAge()  
25.     {  
26.         return age;  
27.     }  
28.     //复写hashCode以便HashSet集合调用  
29.     public int hashCode()  
30.     {  
31.         return name.hashCode()+age;  
32.     }  
33.     //复写equals以便HashSet集合和集合中一些比较方法调用  
34.     public boolean equals(Object obj)  
35.     {  
36.         if(!(obj instanceof Student))  
37.             throw new RuntimeException();  
38.         Student s = (Student)obj;  
39.         return this.name.equals(s.name)&&this.age==s.age;  
40.     }  
41.     //复写compareTo以便TreeSet集合调用  
42.     public int compareTo(Object obj)  
43.     {  
44.         Student s=(Student)obj;  
45.         if(this.age==s.age)  
46.             return this.name.compareTo(s.name);  
47.         return this.age-s.age;  
48.         //return new Integer(this.age).compareTo(new Integer(s.age));   
49.     }  
50.   
51. }  
52.   
53. class  TreeSetTest  
54. {  
55.     public static void main(String[] args)   
56.     {  
57.         TreeSet<Student> t=new TreeSet<Student>(new LenCompare());  
58.         t.add(new Student("wo1",12));  
59.         t.add(new Student("wosj",2));  
60.         t.add(new Student("wo1sdj",12));  
61.         t.add(new Student("wo6sd",12));  
62.         t.add(new Student("wo",22));  
63.   
64.           
65.         for (Iterator<Student> it=t.iterator(); it.hasNext(); )  
66.         {  
67.             Student s=it.next();  
68.             System.out.println(s.getName()+"....."+s.getAge());  
69.         }  
70.     }  
71.   
72. }  
73. //定义一个比较器，以姓名长度为主要比较  
74. class LenCompare implements Comparator<Student>  
75. {  
76.     public int compare(Student s1,Student s2)  
77.     {  
78.         int num=new Integer(s1.getName().length()).compareTo(new Integer(s2.getName().length()));  
79.         if (num==0)  
80.         {  
81.             return new Integer(s1.getAge()).compareTo(s2.getAge());  
82.         }  
83.         return num;  
84.     }  
85. }  

 

Map集合

1、概述

1、简述：

        Map<K,V>集合是一个接口，和List集合及Set集合不同的是，它是双列集合，并且可以给对象加上名字，即键（Key）

2、特点：

        1）该集合存储键值对，一对一对往里存

        2）要保证键的唯一性。

 

2、Map集合的子类

        Map

            |--Hashtable：底层是哈希表数据结构，不可以存入null键null值。该集合是线程同步的。JDK1.0，效率低。

            |--HashMap：底层是哈希表数据结构。允许使用null键null值，该集合是不同步的。JDK1.2，效率高。

            |--TreeMap：底层是二叉树数据结构。线程不同步。可以用于给Map集合中的键进行排序。

        Map和Set很像。其实Set底层就是使用了Map集合。

 

3、Map集合的常用方法

1、添加

        Vput(K key,V value);//添加元素，如果出现添加时，相同的键，那么后添加的值会覆盖原有键对应值，并put方法会返回被覆盖的值。

        voidputAll(Map <? extends K,? extends V> m);//添加一个集合

2、删除

        clear();//清空

        Vremove(Object key);//删除指定键值对

3、判断

        containsKey(Objectkey);//判断键是否存在

        containsValue(Objectvalue)//判断值是否存在

        isEmpty();//判断是否为空

4、获取

        Vget(Object key);//通过键获取对应的值

        size();//获取集合的长度

        Collection<V>value();//获取Map集合中所以得值，返回一个Collection集合

还有两个取出方法，接下来会逐个讲解：

        Set<Map.Entry<K,V>>entrySet();

        Set<K>  keySet();

注：HashMap集合可以通过get()方法的返回值来判断一个键是否存在，通过返回null来判断。

 

4、Map集合的两种取出方式

        Map集合的取出原理：将Map集合转成Set集合。再通过迭代器取出。

1、Set<K> keySet()：将Map中所以的键存入到Set集合。因为Set具备迭代器。所以可以通过迭代方式取出所以键的值，再通过get方法。获取每一个键对应的值。

2、Set<Map.Entry<K,V>>   entrySet()：将Map集合中的映射关系存入到Set集合中，而这个关系的数据类型就是：Map.Entry

       其实，Entry也是一个接口，它是Map接口中的一个内部接口。   

                     |--List//元素是有序的

几个面试常见问题：

1.Q:ArrayList和Vector有什么区别？HashMap和HashTable有什么区别？
   A:Vector和HashTable是线程同步的（synchronized）。性能上，ArrayList和HashMap分别比Vector和Hashtable要好。

2.Q:大致讲解java集合的体系结构
   A:List、Set、Map是这个集合体系中最主要的三个接口。
      其中List和Set继承自Collection接口。
      Set不允许元素重复。HashSet和TreeSet是两个主要的实现类。
      List有序且允许元素重复。ArrayList、LinkedList和Vector是三个主要的实现类。
      Map也属于集合系统，但和Collection接口不同。Map是key对value的映射集合，其中key列就是一个集合。key不能重复，但是value可以重复。HashMap、TreeMap和Hashtable是三个主要的实现类。
      SortedSet和SortedMap接口对元素按指定规则排序，SortedMap是对key列进行排序。

3.Q：Comparable和Comparator区别
    A:调用java.util.Collections.sort(List list)方法来进行排序的时候，List内的Object都必须实现了Comparable接口。
        java.util.Collections.sort(List list，Comparator c)，可以临时声明一个Comparator 来实现排序。
        Collections.sort(imageList, new Comparator() {
            public int compare(Object a, Object b) {
                int orderA = Integer.parseInt( ( (Image) a).getSequence());
                int orderB = Integer.parseInt( ( (Image) b).getSequence());
                return orderA - orderB;
           }
        });
        如果需要改变排列顺序
        改成return orderb - orderA 即可。

                     |--List//元素是有序的