黑马程序员—JAVA基础—集合类

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1、概念：集合类是一个容器，只用于存储对象。

2、与数组相比，集合用于存储对象，且长度可变。数组用于存储基本数据类型，长度不可变。

3、为什么出现集合类，java语言的编程思想是面向对象，对象就会很多，集合就是为了更好的管理对象。

4、集合框架：

List：元素是有序的，元素可以重复

         ArrayList：底层为数组结构，带有脚标。特点：查询快，增删慢，线程不同步。

         LinkedList：底层为链表数据结构，没有脚标。特点：查询慢，增删快，线程不同步。

         Vector：底层为数组结构，带有脚标。特点：查询、增删都慢，线程同步，因为效率低，jdk升级后被ArrayList代替。

Set：元素是无序的，元素不可以重复。

       Collection接口中定义了集合框架中共性的功能：

        添加：

               add（E）：添加一个元素

               addAll（Conllection）：添加一个集合中所有元素

        删除：

               remove（Object）：移除一个元素

               removeAll（Conllection）：移除本集合中与传入集合相同的元素

               clear（）：清空集合

        判断：

               contains（Object）：是否包含某个元素

               containsAll（Conllection）：是否包含一个集合中的所有元素

               isEmpty（）：判断集合是否为空

        获取：

               iterator（）：迭代器

               size（）：获取集合的长度

        取交集：

retainAll（Conllection）：保留本集合与传入集合相同的元素

       转成数组：

               toArray（）

         List接口中的特有方法：

         添加：

add(int index, E element)：根据脚标添加

                add（int index，Conllection）

         删除

                remove（int index）：根据脚标移除元素

         修改：

                set（int index，E）：替换指定脚标的元素

         查询：

                get（int index）：获取指定脚标的元素

                listIterator（）：特有迭代器，在迭代过程中可以对数据进行添加、修改操作

                indexOf（Object）：获取元素的脚标

                subList（int fromIndex, int toIndex）：获取集合中某一段

LinkedList中特有的方法：

添加：

addFirst（）

addLast（）

获取：

getFirst（）

getLast（）

删除：

removeFirst（）

removeLast（）

上述两个方法同样可以获取元素，但是跟获取中两个方法比较，此方法会删除元素

在jdk1.6版本后

添加：

offerFirst（）

offerLast（）

获取：

peekFirst（）

peekLast（）

删除：

pollFirst（）

pollLast（）

           Vector中特有方法：

            枚举：相当于迭代器

代码示例：

import java.util.*;class VectorDemo {public static void main(String[] args) {Vector v = new Vector();v.add("person01");v.add("person02");v.add("person03");v.add("person04");//Vector枚举方法相当于迭代器Enumeration e = v.elements();while (e.hasMoreElements()){sop(e.nextElement());}}public static void sop(Object o){System.out.println(o);}}

练习1：模拟队列结构和堆栈结构

队列结构：先进先出，就像水管

堆栈结构：先进后出，就像水杯

import java.util.*;class DuiLie{private LinkedList link;DuiLie(){link = new LinkedList();}public void myAdd(Object o){link.addFirst(o);}public Object myGet(){//return link.removeLast();return link.removeFirst();//要改为堆栈结构，只需修改取数据的动作，同时//也可以修改存储的动作}public boolean isNull(){return link.isEmpty();}}

练习2：去除ArrayList中的重复元素

public static ArrayList removeSame(ArrayList al){/*定义一个新的容器,将要去除重复元素的容器进行迭代，新的容器对迭代出来的元素进行是否包含判断，如果包含就存储进新的容器*/ArrayList newAl = new ArrayList();Iterator it = al.iterator();while (it.hasNext()){Object o = it.next();if (!newAl.contains(o)){newAl.add(o);}}return newAl;}

当要存储自定义对象时，在自定义对象类中呀重写Object类中的equals方法，因为集合的contains方法会调用对象的equals方法

比如要在集合中存储人对象，当人的姓名和年龄相同时，就视为同一个人，那么，人这个类中就可以这样描述

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;}//复写Object类中的equals方法public boolean equals(Object o){if (!(o instanceof Person))return false;Person p = (Person)o;return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;}}

HashSet：底层是哈希表结构，元素是无序的，在存储元素的时候，先判断元素的哈希值，再判断元素是否相同

练习3：往HashSet存储自定义对象的时候，要复写Object类中的hashCode和equals方法：

那么在定义对象的时候就可以这样定义

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 int hashCode(){//System.out.println(this.name+"----hashCode......");/*return 60;直接返回数值也可以，但是为了减少判断对象是否相同，也就是减少equals方法，要自定义返回值，而且要不一样*/return this.name.hashCode()+age*39;//乘39是为了避免返回的哈希值一样}//复写Object类中的equals方法public boolean equals(Object o){if (!(o instanceof Person))return false;Person p = (Person)o;//System.out.println(this.name+"----equals....."+p.name);return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;}}

TreeSet:底层为二叉树结构

以34位基准，比34小的往左边放，比34大的往右边放，，在插入过程中，会找一个中间数作为比较，永远都遵循小的在左边

大的在右边

用TreeSet存储自定义对象时，在运行时会发生java.lang.ClassCastException（类型转换异常）

解决办法：

第一：可以让自定义对象具有比较性，实现Comparable接口，覆盖compareTo方法，

在compareTo方法里面自定义比较内容

第二：可以自定义一个比较器，实现comparator接口，覆盖compare方法，里面自定义比较内容，

将比较器作为参数传给TreeSet对象

注意：当两者都存在时，以比较器为主

代码示例：当用TreeSet集合存储自定义人对象时，按年龄升序排序，但是遇到姓名不同，年龄相同时，不能存储，所以当年龄相同时，要比较姓名

第一：让对象具有比较性

class Person implements Comparable//让对象具有比较性{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 int compareTo(Object o){if (!(o instanceof Person)){throw new RuntimeException("参数不匹配");}Person p = (Person)o;/*if (this.age>p.age){return 1;}if (this.age==p.age){return this.name.compareTo(p.name);}return -1; *///同样是先比较年龄，主要条件，再比较姓名这个次要条件int a = new Integer(this.age).compareTo(new Integer(p.age));//Integer自身具有默认的比较方法if (a==0){return this.name.compareTo(p.name);}return a;}}

第二：自定义比较器方法：

class MyComparator implements Comparator//定义比较器，实现Comparator接口{public int compare(Object o1,Object o2){Person p1 = (Person)o1;Person p2 = (Person)o2;//比较主要条件，当年龄相同时，再比较次要条件，姓名int a = new Integer(p1.getAge()).compareTo(new Integer(p2.getAge()));if (a==0){//次要条件return p1.getName().compareTo(p2.getName());}return a;}}

练习1：按字符串的长度进行排序

/*自定义比较器，用于比较字符串长度，但是当用户存储的字符串长度一样，但是内容不一样时，没有存储进去，所以当长度一样时，要进行字符串的比较*/class MyComparator implements Comparator{public int compare(Object o1,Object o2){String s1 = (String)o1;String s2 = (String)o2;int a = new Integer(s1.length()).compareTo(new Integer(s2.length()));if (a==0){return s1.compareTo(s2);}return a;}}

练习2："90 -7 0 18 2 45 4" 将字符串中的数值进行排序。使用TreeSet完成

/*分析：将字符串进行切割，将切割后的字符转成Integer存储进TreeSet集合，TreeSet本身具备比较功能*/import java.util.*;class TreeSetTest2 {public static void main(String[] args) {String s= "90 -7 0 18 2 45 4";String[] str = s.split(" ");//按空格对字符串进行切割TreeSet t = new TreeSet();for (int x=0; x<str.length; x++){t.add(Integer.parseInt(str[x]));//转成Integer依次存储进TreeSet集合中} System.out.println(t);//打印集合}}

5、泛型：是一个安全机制，提高代码安全性

在编写代码时用<>指定类型，在编译时，如果传入不是指定类型，就会编译失败

避免强转

泛型可以定义在类上

//泛型定义在类上，在整个类中有效class Test<T>{public void show(T t){System.out.println("show----"+t);}//将泛型定义在接口上，不受类上泛型的影响public <W> void print(W w){System.out.println("print----"+w);}//静态方法不能直接访问类上的泛型//如果静态方法操作的数据类型不确定，可以将泛型定义在方法上/*public static void print_2(T t){System.out.println("show----"+t);}*/}

泛型定义在接口上：

//泛型定义在接口中interface Inter<E>{public void show(E e);}//在实现接口时，指定类型，在使用的时候，只能操作指定的类型class InterImpl implements Inter<String>{public void show(String s){System.out.println("show---"+s);}}//如果操作的类型不确定，也可以不指定类型，在类中继续使用泛型class InterImpl_2<E> implements Inter<E>{public void show(E e){System.out.println("show---"+e);}}

泛型限定：

？通配符或者占位符

？ extends E 可以接收E类型或者E的子类型  向上限定

？ super E 可以接收E类型或者E的父类型   向下限定

代码示例：

class GenericTest4 {public static void main(String[] args) {TreeSet<Student> t = new TreeSet<Student>(new MyComparator());t.add(new Student("Student01",21));t.add(new Student("Student02",19));t.add(new Student("Student03",25));t.add(new Student("Student04",22));t.add(new Student("Student05",19));printColl(t);}//定义一个打印集合的方法，限定泛型为Person或者Person的子类public static void printColl(Collection<? extends Person> al){Iterator<? extends Person> it = al.iterator();while (it.hasNext()){Person p = it.next();System.out.println("name:"+p.getName()+"-----age:"+p.getAge());}}}//定义一个比较器接收Person或者Person的子类class MyComparator implements Comparator<Person>{public int compare(Person p1,Person p2){int a = new Integer(p1.getAge()).compareTo(new Integer(p2.getAge()));if (a==0){return p1.getName().compareTo(p2.getName());}return a;}}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;}}class Student extends Person{Student(String name,int age){super(name,age);}}class Worker extends Person{Worker(String name,int age){super(name,age);}}

Map集合：接口 Map<K,V>  该集合存储的是键值对，一个key对应一个value

|--Hashtable：底层是哈希表结构，key和value都不能为null，线程是同步的，效率低

|--HashMap：底层是哈希表结构，key和value可以为null，线程是不同步的，效率高

|--TreeMap：底层是二叉树结构，key和value不可以为空，线程是不同步的，可以给key进行排序

添加：

put(K key, V value)
putAll(Map<? extends K,? extends V> m)

删除：

remove（Object key）：在移除元素的时候，可以获取value的值

clear（）：清空

判断：

contains（Object key）

contains（Object value）

isEmpty（）

获取：

get（Object key）

size（）

values（）

ketSet：

将map中的key存储到Set集合中，通过迭代器，根据key的用get（Object key）方法获取值

entrySet：

将map集合中的映射关系存储到Set集合中，这种映射关系的类型是Map.Entry

entrySet是map中一个静态内部接口，因为先存在键值对，才有映射关系，并且要直接访问map的映射关系，所以定义在内部

练习1、往HashMap中存储学生对象和地址，学生类中有姓名和年龄，姓名和年龄一样视为同一个学生，保证学生唯一性

class MapTest {public static void main(String[] args) {Map<Student,String> m = new HashMap<Student,String>();Student s1 = new Student("张三",18);Student s2 = new Student("李四",22);Student s3 = new Student("王五",25);Student s4 = new Student("赵六",20);Student s5 = new Student("赵六",20);m.put(s1,"广东省");m.put(s2,"湖南省");m.put(s3,"福建省");m.put(s4,"黑龙江省");m.put(s5,"北京市");//keySet方式取出数据Set<Student> keySet = m.keySet();Iterator<Student> it = keySet.iterator();while (it.hasNext()){Student s = it.next();System.out.println("姓名:"+s.getName()+"-年龄:"+s.getAge()+"-地址:"+m.get(s));}//entrySet方式取出数据Set<Map.Entry<Student,String>> entrySet = m.entrySet();Iterator<Map.Entry<Student,String>> it2 = entrySet.iterator();while (it2.hasNext()){Map.Entry<Student,String> me = it2.next();Student s = me.getKey();String address = me.getValue();System.out.println("姓名:"+s.getName()+"-年龄:"+s.getAge()+"-地址:"+address);}}}class Student implements Comparable<Student>{private String name;private int age;Student(String name,int age){this.name = name;this.age = age;}public void setName(String name){this.name = name;}public String getName(){return name;}public void setAge(int age){this.age = age;}public int getAge(){return age;}//因为HashMap底层为哈希表结构，要保证唯一性，//就要复写Object类中的hashCode方法public int hashCode(){return name.hashCode()+age*39;}//并且要覆盖equals方法public boolean equals(Object obj){if (!(obj instanceof Student)){throw new ClassCastException("类型不匹配");}Student s = (Student)obj;return this.name.equals(s.name) && this.age==s.age;}//因为可能需要往TreeSet集合里面存储学生//所以实现Comparable接口覆盖compareTo方法public int compareTo(Student s){int a = new Integer(this.age).compareTo(new Integer(s.age));if (a==0){return this.name.compareTo(s.name);}return a;}}

练习2：获取一段字符串中每个字母出现的次数，并以a（次数）b（次数）这样的形式打印

/*分析：先将字符串转换成字符数组将字符作为键，次数作为值存入TreeSet集合中，因为TreeSet集合自身具有排序功能遍历字符数组，将每一个元素作为键去查找集合中是否有值如果没值，就将（字符，1）存入集合，如果有值，就将（字符，原来的次数加1）存入集合因为在map集合中，如果key一样，新的value会覆盖旧的value*/class MapTest2 {public static void main(String[] args) {String s = "abcabce2fgh}oll.eabb";s = getCharCount(s);System.out.println(s);}//定义一个获取出现次数的方法public static String getCharCount(String s){char[] arr = s.toCharArray();//将字符串转换成字符数组TreeMap<Character,Integer> hm = new TreeMap<Character,Integer>();int count = 0;//定义计数器，记录次数for (int x=0; x<arr.length; x++){//判断数组中的元素是否为字母if(!(arr[x]>'a' && arr[x]<'z' || arr[x]>'A' && arr[x]<'Z'))continue;Integer value = hm.get(arr[x]);//根据字符获取valueif(value!=null)count = value;count ++;hm.put(arr[x],count);count = 0;//要循环获取每个字符，计数器要清零}Set<Map.Entry<Character,Integer>> entrySet = hm.entrySet();Iterator<Map.Entry<Character,Integer>> it = entrySet.iterator();StringBuilder sb = new StringBuilder();//定义字符缓冲区对象while (it.hasNext()){Map.Entry<Character,Integer> me = it.next();Character ch = me.getKey();Integer i = me.getValue();sb.append(ch+"("+i+")");//将迭代出来的字符按照如下形式依次存入}return sb.toString();//将字符缓冲区转换为字符串，并返回}}

Map集合拓展：Map集合中嵌套集合

代码示例：

class MapTest3 {/*集合中嵌套集合一个公司中有多个部门，一个部门有多个员工将部门中的员工存储在List集合中，然后再将部门名称作为key，员工作为value存储Map集合中*/public static void main(String[] args) {List<Employee> personnel = new ArrayList<Employee>();//人事部List<Employee> technology = new ArrayList<Employee>();//技术部HashMap<String,List<Employee>> compary = new HashMap<String,List<Employee>>();//公司compary.put("人事部",personnel);compary.put("技术部",technology);personnel.add(new Employee(01,"zhangsan"));personnel.add(new Employee(02,"lisi"));personnel.add(new Employee(03,"wangwu"));technology.add(new Employee(01,"张三"));technology.add(new Employee(02,"王五"));technology.add(new Employee(03,"李四"));//通过entrySet方法取出元素Set<Map.Entry<String,List<Employee>>> entrySet = compary.entrySet();Iterator<Map.Entry<String,List<Employee>>> it = entrySet.iterator();while (it.hasNext()){Map.Entry<String,List<Employee>> me = it.next();String department = me.getKey();List<Employee> al = me.getValue();System.out.println(department);printList(al);}}public static void printList(List<Employee> l)//打印list集合中的元素{Iterator<Employee> it = l.iterator();while (it.hasNext()){Employee e = it.next();System.out.println("id:"+e.getId()+"----name:"+e.getName());}}}class Employee//员工类{private int id;private String name;Employee(int id,String name){this.id = id;this.name = name;}public String getName(){return name;}public int getId(){return id;}}

Collections:集合框架工具类，定义都是静态方法

          Collection和Collections的区别？

          Collection是集合框架中一个顶层接口，定义了集合中共性的方法。常用子类口有List和Set

          Collections是集合框架工具类，提供了各种操作集合的静态方法，比如二分法查找、排序、同步方法

常用方法：

        sort(List<T> list)：对list集合进行自然排序

        sort(List<T> list, Comparator<? super T> c)：用自定义比较器进行排序

        static void swap(List<?> list, int i, int j)：交换元素

        reverse（List<?> list）:反转指定list集合中的元素

        replaceAll(List<T> list,T oldVal,T newVal):替换list集合中某个值

        reverseOrder()：逆转现有比较器的排序方式

        reverseOrder(Comparator<T> com)：逆转自定义比较器的排序方式

        shuffle(List<?> list)：对list集合中的元素随机产生不同的顺序

       注意：Collection中toArray方法：当需要限定对集合中的元素进行操作时，就把集合转成数组

                  定义转换后数组长度时，如果定义小于原集合的长度，该方法内部会新建一个数组，长度为原集合的长度

                  如果定义大于原集合长度，则不会新建一个数组，直接使用传递进来的集合，但是多余的部分将会是null值

Arrays：用于操作数组的工具类，定义的都是静态方法

        asList：将数组变为list集合

        注意：如果原数组存储的是对象，转换成集合时，数组中的元素就是集合中的元素

                   如果原数组存储的是基本数据类型，转换成集合时，那么会将数组对象作为集合中的元素。

                   将数组转换成集合后，不可以使用集合中增删方法，因为数组的长度是固定的。

可变参数：一定要将可变参数定义在参数列表的最后

代码示例：

class  ParamMethodDemo{public static void main(String[] args) {show("haha",2,3,4,5,6);}public static void show(String str,int... arr){System.out.println(arr.length);}}

静态导入：在导入包时，加上static关键字，导入的是类中静态方法，在调用时，可以省略类名.

       注意：当类重名时，要指定包名。

                  当方法重名时，要指定类名或者对象。