Java基础——集合(上)之Collection

个人小结：集合是Java中专门用来存储对象一种容器。本篇主要介绍集合框架Collection接口下常用的的几个集合List和Set。须重点掌握。

一、集合类

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。

二、集合框架的构成及分类

为什么会出现这么多的容器（集合）呢？

因为每一个容器对数据的存储方式都有不同，即数据结构的不同，因此都有不同的用途。

三、Collection接口

下有两个子类：
                     |--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。

常见操作：

1、添加
        add(Objectobj); //add方法的参数类型是Object，接收任意类型对象。
2、删除
        remove(Objectobj);
        removeAll();//调用者只保留另一集合中没有的元素。
        clear();//清空
3、判断
        contains(Objectobj);//判断是否存在
        isEmpty();//是否为空
4、获取个数
        size();
四、迭代器

什么是迭代器呢？其实就是集合的取出元素的方式。

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里的元素。那么取出方式就被定义成了内部类。而每个容器的数据结构不同，所以取出的动作也不一样，但是都有共性内容，判断和取出，那么可以将共性抽取。
那么这些内部类都符合一个规则，该规则是Iterator.
如何获取集合的取出对象呢？通过一个对外提供的方法：iterator();

示例代码：

import java.util.*;class  CollectionDemo{public static void main(String[] args) {method_get();}public static void method_get(){ArrayList al = new ArrayList();al.add("java01");al.add("java02");al.add("java03");al.add("java04");/*Iterator it = al.iterator();//获取迭代器，用于取出集合中的元素while (it.hasNext()){sop(it.next());}*/for (Iterator it = al.iterator();it.hasNext() ; )//it 作为局部变量用完就不要了，所以对内存使用效率更好{sop(it.next());}}public static void method_2(){ArrayList al1 = new ArrayList();al1.add("java01");al1.add("java02");al1.add("java03");al1.add("java04");ArrayList al2 = new ArrayList();al2.add("java01");al2.add("java02");al2.add("java05");al2.add("java06");//al1.retainAll(al2);//取交集，al1中只会保留和al2中相同的元素al1.removeAll(al2);//把交集部分拿掉，只保留和al2不同的元素sop("al1:"+al1);sop("al2:"+al2);}public static void base_method(){//System.out.println("Hello World!");//创建一个集合容器，使用Collection接口的子类，ArrayListArrayList al = new ArrayList();//1.添加元素al.add("java01");//add(Object obj);al.add("java02");al.add("java03");al.add("java04");       //打印原集合sop(al);//3.删除元素//al.remove("java02");//al.clear();//清空集合//4.判断元素sop("java03是否存在："+al.contains("java03"));sop("集合是否为空？"+al.isEmpty());//2.获取个数，集合长度sop("size:"+al.size());//打印改变后的集合sop(al);}public static void sop(Object obj){System.out.println(obj);}}

五、List集合

Collection
|--List:元素是有序的，同时元素可以重复，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：查询速度快，但是增删较慢，线程不同布
|--LinkedList：底层使用的是链表数据结构。特点：增删的速度很快，查询较慢
|--Vector:底层是数组数据结构，线程同步。被ArrayList替代了
|--Set:元素是无序的，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);
addAll(index,Collection);
删
remove(index);
改
set(index, element );
查
get(index);
subList(from,to);
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，ListIterator。该接口只能通过List集合的listIterator方法获取。
这为遍历过程中增、删、改、查 提供了方式！
示例：

import java.util.*;class ListDemo {public static void method(){ArrayList al = new ArrayList();//添加元素al.add("java01");al.add("java02");al.add("java03");al.add("java04");sop("原集合是："+al);//在指定位置添加元素al.add(1,"java03333");//删除指定位置元素//al.remove(2);//修改指定为位置元素//al.set(2,"java007");//通过角标获取元素sop("get(1):"+al.get(1));sop(al);//获取所有元素for (int x=0;x<al.size() ;x++ ){sop("al("+x+")= "+al.get(x));}Iterator it = al.iterator();while (it.hasNext()){sop("next: "+it.next());}//通过indexOf获取对象的位置sop("index="+al.indexOf("java02"));List sub = al.subList(1,3);sop("sub= "+sub);}public static void main(String[] args) {//演示列表迭代器。ArrayList al = new ArrayList();//添加元素al.add("java01");al.add("java02");al.add("java03");sop(al);ListIterator li = al.listIterator();//sop("hasPrevious()"+li.hasPrevious());while (li.hasNext()){Object obj = li.next();if(obj.equals("java02"))//li.add("java009");li.set("java006");}while (li.hasPrevious())//逆向遍历{sop("pre:"+li.previous());}//sop("hasNext():"+li.hasNext());//sop("hasPrevious()"+li.hasPrevious());sop(al);/*//在迭代过程中，准备添加或者删除元素。Iterator it = al.iterator();while (it.hasNext()){Object obj = it.next();if (obj.equals("java02"))al.add("java0008");//it.remove();//将java02的引用从集合中删除了。sop("obj="+obj);}sop(al);*/}public static void sop(Object obj){System.out.println(obj);}}

六、枚举

枚举 就是Vector特有的取出方式。（其他共性方式：迭代器，遍历，for循环get方法，按角标索引）
发现 枚举 和 迭代器很像，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，
枚举就慢慢不用了

示例：

import java.util.*;class VectorDemo {public static void main(String[] args) {Vector v = new Vector();v.add("java01");v.add("java02");v.add("java03");v.add("java04");Enumeration en = v.elements();while (en.hasMoreElements()){System.out.println(en.nextElement());}}}

七、LinkedList集合

LinkedList：底层使用的是链表数据结构。特点：增删的速度很快，查询较慢

LinkedList:特有方法：
增：addFirst();
addLast();

获取：获取元素，但不删除元素。
getFirst();
getLast();
删：获取元素，但是元素被删除.如果集合中没有元素，会出现NoSuchElementException异常。
removeFirst();
removeLast();
在JDK1.6出现了替代方法。

增：
offerFirst();
offerLast();

获取：替代get方法，获取元素，但不删除元素。会返回null.

peekFirst();
peekLast();

删：替代remove方法，获取元素，但是元素被删除.如果集合中没有元素，会返回null

pollFirst();
pollLast();

示例：

import java.util.*;class LinkedListDemo {public static void main(String[] args) {LinkedList link = new LinkedList();link.addFirst("java01");link.addFirst("java02");link.addFirst("java03");link.addFirst("java04");//sop(link);//sop(link.getFirst());//sop(link.getLast());//sop(link.removeFirst());//sop("size="+link.size());while (!link.isEmpty()){//sop(link.removeFirst());sop(link.removeLast());}sop(link.removeLast());}public static void sop(Object obj){System.out.println(obj);}}

练习：使用LinkedList模拟一个堆栈或者队列数据结构

/*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  First in First out  FIFO 如同一个水管*/import java.util.*;class DuiLie{private LinkedList link;DuiLie()//队列构造方法{link = new LinkedList();}//添加方法public void myAdd(Object obj){link.addFirst(obj);}//获取方法public Object myGet(){return link.removeFirst();}//判断方法public boolean isNull(){return link.isEmpty();}}class  LinkedListTest{public static void main(String[] args) {DuiLie dl = new DuiLie();//创建队列对象dl.myAdd("java01");dl.myAdd("java02");dl.myAdd("java03");dl.myAdd("java04");while (!dl.isNull()){System.out.println("duilie = "+dl.myGet());}}}

练习：

/*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：存人对象，同姓名同年龄，视为同一个人，为重复元素。思路：1、对人描述，将数据封装进人对象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。 */import java.util.*;//定义人类class Person{private String name;private int age;Person(String name , int age){this.name = name;this.age = age;}//复写equals方法public boolean equals(Object obj){if (!(obj instanceof Person))return false;Person p = (Person)obj;System.out.println(this.name+"...."+p.name);return this.name.equals(p.name)&&this.age == p.age;}/**/public String getName(){return name;}public int getAge(){return age;}}class ArrayListTest2 {public static void main(String[] args) {ArrayList al = new ArrayList();al.add(new Person("lisi01",30));//al.add(Object obj); => Object obj = new Person("lisi01",30); 类型向上提升了//al.add(new Person("lisi02",32));al.add(new Person("lisi02",32));al.add(new Person("lisi03",33));al.add(new Person("lisi04",35));//al.add(new Person("lisi04",35));//al  = singleElement(al);sop("remove 03 : "+ al.remove(new Person("lisi03",33)));Iterator it = al.iterator();while (it.hasNext()){//Object obj = it.next();//Person p = (Person)obj;Person p = (Person)it.next();//sop(it.next().getName()+"::"+it.next().getAge());sop(p.getName()+"::"+p.getAge());}}public static ArrayList singleElement(ArrayList al){//定义一个临时容器ArrayList newAl = new ArrayList();Iterator it = al.iterator();//迭代判断while (it.hasNext()){Object obj = it.next();if (!newAl.contains(obj))newAl.add(obj);}return newAl;}public static void sop(Object obj){System.out.println(obj);}}

八、Set集合

|--Set:元素是无序的(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
HashSet是如何保证元素的唯一性的呢？是通过元素的两个方法，hashCode和equals来完成的。

如果元素的HashCode值相同，才会判断equals是否为true。
如果元素的HashCode值不同，不会调用equals. 

注意，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。（而ArrayList只依赖equals方法）
|--TreeSet：
Set集合的功能和Collection是一致的。

示例：

/*往HashSet集合中存入自定义对象姓名和年龄相同为同一个人，重复元素，则不存入。*/import java.util.*;class HashSetTest {public static void main(String[] args) {HashSet hs = new HashSet();hs.add(new Person("a1",11)) ;hs.add(new Person("a2",12)) ;hs.add(new Person("a3",13)) ;hs.add(new Person("a2",12)) ;Iterator it = hs.iterator();while (it.hasNext()){Person p = (Person)it.next();sop(p.getName()+"::"+p.getAge());}}public static void sop(Object obj){System.out.println(obj);}}//定义人类class Person{private String name;private int age;Person(String name , int age){this.name = name;this.age = age;}//复写hashCode方法public int hashCode(){System.out.println(this.name+"....hashCode");return name.hashCode();//+age*27;}//复写equals方法public boolean equals(Object obj){if(!(obj instanceof Person))return false;Person p = (Person)obj;System.out.println(this.name+"....equals.."+p.name);return this.name.equals(p.name)&&this.age==p.age;}//获取姓名年龄的方法public String getName(){return name;}public int getAge(){return age;}}

九、TreeSet集合

|--TreeSet:可以对Set集合中的元素进行排序。
底层数据结构是二叉树

原理图：

保证元素唯一性的依据： compareTo方法return 0.
TreeSet排序的第一种方式：让元素自身具备比较性，元素需要实现Comparable接口，覆盖CompareTo方法。这种方式也称为元素的自然顺序，或叫默认顺序。
TreeSet的第二种排序方式：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。

示例：往TreeSet集合中存储自定义对象学生。想按照学生的年龄进行排序。

/*需求：往TreeSet集合中存储自定义对象学生。想按照学生的年龄进行排序。记住：排序时，当主要条件相同时，一定要判断一下次要条件。*/import java.util.*;class TreeSetDemo {public static void main(String[] args) {TreeSet ts = new TreeSet();ts.add(new Student("lisi02",22));ts.add(new Student("lisi007",20));ts.add(new Student("lisi09",19));ts.add(new Student("lisi08",19));ts.add(new Student("lisi007",20));//ts.add(new Student("lisi01",40));Iterator it = ts.iterator();while (it.hasNext()){Student stu = (Student)it.next();System.out.println(stu.getName()+"...."+stu.getAge());}}}class Student implements Comparable//该接口强制让学生具备比较性。{private String name;private int age;Student(String name,int age){this.name = name;this.age = age;}//复写compareTo方法public int compareTo(Object obj){if(!(obj instanceof Student))throw new RuntimeException("不是学生对象");Student s = (Student)obj;System.out.println(this.name+"...compareTo.."+s.name);if(this.age>s.age)return 1;if(this.age==s.age){return this.name.compareTo(s.name);}return -1;}public String getName(){return name;}public int getAge(){return age;}}

十、比较器

当元素自身不具备比较性，或者具备的比较性不是所需要的。这时需要让容器自身具备比较性。
定义了比较器，将比较器对象作为参数传递给TreeSet集合的构造函数。当两种排序都存在时，以比较器为主。
定义一个类，实现Comparator接口，覆盖compare方法。

示例：

import java.util.*;class Student implements Comparable//该接口强制让学生具备比较性。{private String name;private int age;Student(String name,int age){this.name = name;this.age = age;}public int compareTo(Object obj){if(!(obj instanceof Student))throw new RuntimeException("不是学生对象");Student s = (Student)obj;//System.out.println(this.name+"...compareTo.."+s.name);if(this.age>s.age)return 1;if(this.age==s.age){return this.name.compareTo(s.name);}return -1;}public String getName(){return name;}public int getAge(){return age;}}//定义比较器class MyComare implements Comparator{public int compare(Object o1,Object o2){Student s1 = (Student)o1;Student s2 = (Student)o2;int num = s1.getName().compareTo(s2.getName() );if (num==0){/*if (s1.getAge()>s2.getAge())return 1;if (s1.getAge()==s2.getAge())return 0;return -1;*/return new Integer(s1.getAge()).compareTo(new Integer(s2.getAge()));}return num;}}class TreeSetDemo2{public static void main(String[] args) {TreeSet ts = new TreeSet(new MyComare());ts.add(new Student("lisi02",22));ts.add(new Student("lisi007",20));ts.add(new Student("lisi09",19));ts.add(new Student("lisi06",18));ts.add(new Student("lisi007",29));//ts.add(new Student("lisi01",40));Iterator it = ts.iterator();while (it.hasNext()){Student stu = (Student)it.next();System.out.println(stu.getName()+"...."+stu.getAge());}}}

练习：按照字符串长度排序。

/*练习：按照字符串长度排序。字符串本身具备比较性，但是它的比较方式不是所需要的。这时就只能使用比较器*/import java.util.*;class TreeSetTest {public static void main(String[] args) {TreeSet ts = new TreeSet(new StrLenComparator());ts.add("abcd");ts.add("cc");ts.add("cba");ts.add("aaa");ts.add("z");ts.add("hahaha");Iterator it = ts.iterator();while (it.hasNext()){System.out.println(it.next());}}}//自定义比较器。class StrLenComparator implements Comparator{public int compare(Object o1,Object o2){String s1 = (String )o1;String s2 = (String )o2;/*if(s1.length()>s2.length())return 1;if(s1.length()==s2.length())return 0;return -1;*/int num = new Integer(s1.length()).compareTo(new Integer(s2.length()));if (num==0)return s1.compareTo(s2);return num;}}