黑马程序员——Java基础——集合

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集合框架

一、集合的基本框架：

       

 

二、数组和集合类有何不同？

        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。

        集合可以存储不同类型的对象。

Collection

一、Collection组成

collection
|--List：元素是有序的。元素可以重复，因为有索引
    |--ArrayList:底层使用数组结构。查询快，但是增加、删除慢。可变长度数组，默认创建是10，如果添加时超过，则会新建一个ArrayList长度为原长的150%，之后把所有元素copy进新的ArrayList。 
    |--LinkedList:链表数据结构。增加、删除快，查询慢。
特有方法：addFirst() addLast() getFirst() getLast() removeFirst() removeLast()
1.6之后新方法：peekFirst()....
    |--Vector:数组数据结构。和ArrayList差不多，比ArrayList早，是线程同步的。增删查都满。一般不用。可变长度，...200%...。支持枚举取元素（也支持迭代器、遍历）。
|--Set：元素无序。元素不可以重复
    |--HashSet:底层数据结构式哈希表。无序，不能重复。
HashSet如何保证元素唯一性？
是通过元素的两个方法，hashCode()和equals()来完成。
如果元素的HashCode值相同，才会判断equals是否为true。
注意，对于判断元素是否存在、及删除都是依赖于以上两个方法。而ArrayList只依赖于equals()
    |--TreeSet:可以对Set集合中的元素进行自然排序。
往TreeSet中存放的对象具有比较性。（可以实现Comparable，并覆盖int compareTo()方法，强制使其具备可比较性）
排序时，当主要条件相同时一定要判断次要条件。
不能存入重复元素。
*使用二叉树，仿堆栈？仿队列？
compareTo()返回1 0 -1（各含义）

二、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）。

 

三、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。

  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。

 

二、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。

 

三、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

四、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。

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();

     Set

一、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。

 

二、HashSet

        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。

/*往hashSet集合中存入自定对象姓名和年龄相同为同一个人，重复元素。去除重复元素*/import java.util.*;//人描述class Person{private String name;private int age;Person(String name,int age){this.name=name;this.age=age;}public String getName(){return name;}public int getAge(){return 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 int hashCode(){return this.name.hashCode()+this.age;}}class  HashSetTest{public static void main(String[] args) {HashSet h=new HashSet();h.add(new Person("a",10));h.add(new Person("a2",6));h.add(new Person("a1",30));h.add(new Person("a0",10));h.add(new Person("a0",10));<pre name="code" class="java" style="line-height: 26px;"><span style="white-space:pre"></span>for (Iterator it=h.iterator(); it.hasNext(); ){Person p=(Person)it.next();<span style="font-family: Arial;">System.out.println</span><span style="font-family: Arial;">(p.getName()+"..."+p.getAge());</span>}

}}

三、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。

 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。

  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。

import java.util.*;//学生类class Student implements Comparable{private String name;private int age;Student(String name,int age){this.name=name;this.age=age;}public String getName(){return name;}public int getAge(){return age;}//复写hashCode以便HashSet集合调用public int hashCode(){return name.hashCode()+age;}//复写equals以便HashSet集合和集合中一些比较方法调用public boolean equals(Object obj){if(!(obj instanceof Student))throw new RuntimeException();Student s = (Student)obj;return this.name.equals(s.name)&&this.age==s.age;}//复写compareTo以便TreeSet集合调用public int compareTo(Object obj){Student s=(Student)obj;if(this.age==s.age)return this.name.compareTo(s.name);return this.age-s.age;//return new Integer(this.age).compareTo(new Integer(s.age)); }}class  TreeSetTest{public static void main(String[] args) {TreeSet<Student> t=new TreeSet<Student>();t.add(new Student("wo1",11));t.add(new Student("wo1",22));t.add(new Student("wo1",12));t.add(new Student("wo2",12));t.add(new Student("wo3",3));for (Iterator<Student> it=t.iterator(); it.hasNext(); ){Student s=it.next();System.out.println(s.getName()+"....."+s.getAge());}}}

    Map

一、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。

 

二、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。

 

三、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。

 

四、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。   

import java.util.HashMap;import java.util.Iterator;import java.util.Map;import java.util.Set;public class mapdemo {public static void main(String[] args){Map map = new HashMap();map.put("1", "abc");map.put("2", "abc");map.put("3", "abc");map.put("4", "abc");/*第一种取出方式Set set = map.entrySet();Iterator it = set.iterator();while (it.hasNext()){Map.Entry entry = (Map.Entry)it.next();System.out.println(entry.getKey()+"..."+entry.getValue());}*///第二种取出方式Set keys   = map.keySet();if (keys !=null);Iterator it = keys.iterator();while (it.hasNext()){Object obj = it.next();System.out.println(map.get(obj));}}}