黑马程序员——集合

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一、概述

　　对象用于封装特有数据，对象多了需要存储。如果对象的个数不确定，就使用集合容器进行存储。其长度可变，不可以存储基本数据类型值。

1.集合框架

　　集合容器因为内部的数据结构不同，有多种具体容器。不断的向上抽取，就形成了集合框架。如图为Collection的简化层次结构：
　　

2.Colletion接口

　　Colletion接口常用方法：
　　1) 添加: add, addAll
　　2) 删除： remove, removeAll, clear
　　3) 判断： contains, containsAll, isEmpty
　　4) 获取： size, iterator
　　迭代器(Iterator)是对所有的Collection容器进行元素取出的公共接口。
　　Iterator iterator = iterable.iterator();
　　iterator.hasNext(); iterator.next();
　　5) 其他： retainAll, toArray

/* Collection常用方法示例*/import java.util.*;public class CollectionDemo {    public static void main(String[] args){        Collection coll = new ArrayList();        show(coll);        System.out.println("-------------------");        Collection c1 = new ArrayList();        Collection c2 = new ArrayList();        show (c1, c2);    }    public static void show(Collection coll){        //添加 add        coll.add("abc1");//boolean add(Object obj);        coll.add("abc2");        coll.add("abc3");        System.out.println("coll: "+coll);        //删除 remove        coll.remove("abc2");//boolean remove(Object obj);        System.out.println("coll: "+coll);        //清空 clear        //coll.clear();        //判断 isEmpty  contains        System.out.println(coll.isEmpty()); //boolean isEmpty();        System.out.println(coll.contains("abc1")); //boolean contains(Object obj);        //获取 size        System.out.println(coll.size()); //int size();    }    public static void show(Collection c1, Collection c2){        //添加 addAll        c1.add("abc1");        c1.add("abc2");        c1.add("abc3");        c1.add("abc4");        c2.add("abc2");        c2.add("abc6");        c2.add("abc7");        System.out.println("c1: "+c1);        System.out.println("c2: "+c2);        c1.addAll(c2); //boolean addAll(Collection coll);        //删除 removeAll        boolean a = c1.removeAll(c2); //boolean removeAll(Collection coll);        System.out.println("removeAll: "+a);        //判断 containsAll        boolean b = c1.containsAll(c2);        System.out.println("containsAll: "+b); //boolean containsAll(Collection coll);        //交集 retainAll        boolean c = c1.retainAll(c2); //boolean retainAll(Collection coll);        System.out.println("retain: "+c1);    }}

/* * 迭代器示例 */import java.util.ArrayList;import java.util.Collection;import java.util.Iterator;public class IteratorDemo {    public static void main(String[] args){        Collection coll = new ArrayList();        coll.add("abc1");        coll.add("abc2");        coll.add("abc3");        coll.add("abc4");        System.out.println(coll);        //调用集合中的迭代器方法，获取迭代器对象        Iterator it1 = coll.iterator();        while(it1. hasNext()){            System.out.println(it1.next());        }        //for循环结束，Iterator变量内存释放，更高效        for(Iterator it2 = coll.iterator(); it2.hasNext();){            System.out.println(it2.next());        }    }}

二、List

　　Collection接口的两个子接口：
　　a.List: 记录元素的保存顺序，且允许有重复元素
　　b.Set: 不记录元素的保存顺序，且不允许有重复元素
　　List接口： 线性表（linear list）
　　List接口常用方法：
　　1) 添加: add, addAll
　　2) 删除： remove
　　3) 修改： set
　　4) 获取： get, indexOf, lastIndexOf, subList

/* * List集合常用方法示例 */import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Iterator;import java.util.ListIterator;public class ListDemo {    public static void main(String[] args){        List list = new ArrayList();        show(list);    }    public static void show(List list){        //添加        list.add("abc1"); //void add(index,element)        list.add("abc3");        list.add(1,"abc2");        System.out.println(list);        //删除        System.out.println("remove: "+list.remove(2)); //Object remove(index);        //修改        System.out.println("set: "+list.set(1,"abc8")); //Object set(index,element);        //获取        System.out.println(list.get(1)); //Object get(index);        System.out.println(list.indexOf("abc2")); //int indexOf(object);        System.out.println(list.lastIndexOf("abc8")); //int lastIndexOf(object);        System.out.println("sublist: "+list.subList(1, 2)); //List subList(fromIndex,toIndex);        //迭代器        Iterator it = list.iterator();        for (int x = 0; x < list.size(); x++){            System.out.println("get:"+list.get(x));        }    }}

　　注：在迭代器过程中，不要使用集合操作元素，容易出现异常： java.util.ConcurrentModificationException。可以使用Iterator接口的子接口ListIterator来完成在迭代中对元素进行更多的操作，如下示例。

import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.ListIterator;public class ListIteratorDemo {    public static void main(String[] args){        List list = new ArrayList();        list.add("abc1");        list.add("abc2");        list.add("abc3");        System.out.println("list: " + list);        //只有List集合具有这种在迭代过程中完成对元素增删改查的特有的迭代器        ListIterator it = list.listIterator();        while(it.hasNext()){            Object obj = it.next();            if(obj.equals("abc3"))                it.add("abc9");        }        System.out.println("hasNext: "+it.hasNext());        System.out.println("hasPrevious: "+it.hasPrevious());        while(it.hasPrevious()){            System.out.println("previous: "+it.previous());        }        System.out.println("list: "+list);    }}

　　List接口的主要实现类是 ArrayList. LinkedList， 以及早期的Vector

List实现类 内部数据结构 同步否 增删速度 查询速度 ArrayList 数组 否 慢 快 LinkedList 链表 否 快 慢 Vector 数组 是 慢 慢

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LinkedList方法 旧方法 jdk1.6版本后新方法 添加 addFirst(); addLast(); offerFirst(); offerLast()； 获取不移除 getFirst(); getLast(); 如果链表为空，抛出NoSuchElementException peekFirst(); peekLast();如果链表为空，返回null。 获取并移除 removeFirst(); removeLast(); pollFirst(); pollLast(); 方法类型 可抛出异类的 返回元素的 Insert（插入） add(e) offer(e) Remove（移除） remove() poll() Examine（检查） element() peek()

两种重要的线性数据结构
　　1）栈 Stack
　　遵循“后进先出”(Last In First Out, LIFO)原则
　　包含三个方法
　　public Object push(Object item)：将指定对象压入栈中。
　　Public Object pop()：将 栈最上面的元素从栈中取出，并返回这个对象。
　　public boolean empty()：判断栈中没有对象元素。
　　2）队列 Queue
　　遵循“先进先出”(First In First Out，FIFO)原则
　　固定在一端输入数据(称为入队)，另一端输出数据(称为出队)。

/* * 模拟队列 */import java.util.LinkedList;class Queue{    private LinkedList link;    public Queue(){        link = new LinkedList();    }    //入队    public void enQueue(Object obj){        link.addLast(obj);    }    //出队    public Object outQueue(){        return link.removeFirst();    }    //判断队列是否为空    public boolean isNull(){        return link.isEmpty();    }}public class QueueDemo {    public static void main(String[] args){        Queue d = new Queue();        d.enQueue("abc1");        d.enQueue("abc2");        d.enQueue("abc3");        d.enQueue("abc4");        while(!d.isNull())            System.out.println(d.outQueue());    }}

三、Set

　　Set接口中的方法和Collection一致。
　　1) HashSet：内部数据结构是哈希表，是不同步的。
　　2) TreeSet：可以对Set集合中的元素进行排序，是不同步的。其底层是用TreeMap来实现的
　　Set中对象不重复，即：hashCode()不等。如果hashCode()相等，再看equals或==是否为false。

/* *ArrayList是无序列表，若要有序列表，则用LinkedHashSet  */import java.util.HashSet;import java.util.Iterator;import java.util.LinkedHashSet;public class LinkedHashSetDemo {    public static void main(String[] args){        HashSet hs = new LinkedHashSet();        hs.add("abc");        hs.add("def");        hs.add("ghi");        Iterator it = hs.iterator();        while(it.hasNext()){            System.out.println(it.next());        }    }}

　　TreeSet的两种排序方式：
　　1）自然排序。让元素自身实现比较功能： 实现Comparable接口，覆盖compareTo方法。

/*TreeSet的两种排序方式*/import java.util.TreeSet;import java.util.Iterator;import java.util.Comparator;class Person implements Comparable{    private String name;    private int age;    public Person(){    }    public Person(String name, int age){        this.name = name;        this.age = age;    }    public void setName(String name){        this.name = name;    }    public String getName(){        return this.name;    }    public void setAge(int age){        this.age = age;    }    public int getAge(){        return this.age;    }    public int hashCode(){        return name.hashCode() + age * 39;    }    public boolean equals(Object obj){        if (this == obj)            return true;        if(!(obj instanceof Person))            throw new ClassCastException("类型错误");        Person p = (Person)obj;        return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;    }    public int compareTo(Object o){        Person p = (Person) o;        //先按照年龄排序，再按照姓名排序        int temp = this.age-p.age;        return temp == 0? this.name.compareTo(p.name):temp;    }}public class TreeSetDemo {    public static void main(String[] args){        TreeSet ts = new TreeSet();        ts.add(new Person("Amy",28));        ts.add(new Person("Beth",23));        ts.add(new Person("Cathy",21));        ts.add(new Person("Caroline",23));        ts.add(new Person("Milly",25));        Iterator it = ts.iterator();        while(it.hasNext()){            Person p = (Person)it.next();            System.out.println(p.getName()+" : "+p.getAge());        }    }}

　　2）比较器。让集合自身具备比较功能： 定义一个类实现Comparator接口，覆盖compare方法。

import java.util.TreeSet;import java.util.Iterator;import java.util.Comparator;class Person implements Comparable{    private String name;    private int age;    public Person(){    }    public Person(String name, int age){        this.name = name;        this.age = age;    }    public void setName(String name){        this.name = name;    }    public String getName(){        return this.name;    }    public void setAge(int age){        this.age = age;    }    public int getAge(){        return this.age;    }    public int hashCode(){        return name.hashCode() + age * 39;    }    public boolean equals(Object obj){        if (this == obj)            return true;        if(!(obj instanceof Person))            throw new ClassCastException("类型错误");        Person p = (Person)obj;        return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;    }    public int compareTo(Object o){        Person p = (Person) o;        int temp = this.age-p.age;        return temp == 0? this.name.compareTo(p.name):temp;    }}class ComparatorByName implements Comparator{    public int compare(Object o1, Object o2){        Person p1 = (Person) o1;        Person p2 = (Person) o2;        int temp = p1.getName().compareTo(p2.getName());        return temp == 0? p1.getAge()-p2.getAge():temp;    }}public class TreeSetDemo {    public static void main(String[] args){        TreeSet ts = new TreeSet(new ComparatorByName());        ts.add(new Person("Amy",28));        ts.add(new Person("Beth",23));        ts.add(new Person("Cathy",21));        ts.add(new Person("Caroline",23));        ts.add(new Person("Milly",25));        Iterator it = ts.iterator();        while(it.hasNext()){            Person p = (Person)it.next();            System.out.println(p.getName()+" : "+p.getAge());        }    }}

四、Map

　　Map接口，即映射，是键-值对（key-value pair）的集合，map集合中必须保证键的唯一性。
　　Map的层次结构如下图所示：
　　

　　Map接口常用方法：
　　1) 添加
　　value put(key,value):返回前一个和key关联的值，如果没有返回null。
　　2) 删除
　　void clear():清空map集合。
　　value remove(Object key):根据指定的key删除这个键值对。
　　3）判断
　　boolean containsKey(key);
　　boolean containsValue(value);
　　boolean isEmpty();
　　4）获取
　　value get(key):通过键获取值，如果没有该键返回null。
　　int size():获取键值对个数。

import java.util.Map;import java.util.HashMap;public class MapMethodDemo {    public static void main(String[] args){        Map<Integer, String>map = new HashMap<Integer, String>();        method(map);    }    public static void method(Map<Integer, String> map){        //添加        System.out.println(map.put(23,"Lucy")); //null        System.out.println(map.put(21,"Glen")); //null        System.out.println(map);         map.put(28,"Richa");        map.put(25,"Samantha");        System.out.println(map);        //删除        //map.clear();        System.out.println("remove: "+map.remove(21));        //判断        System.out.println("containsKey: "+map.containsKey(23));        System.out.println("containsValue: "+map.containsKey("Richa"));        System.out.println("isEmpty: "+map.isEmpty());        //获取        System.out.println("get: "+map.get(23));        System.out.println("size: "+map.size());    }}

　　获取Map集合元素并打印的三种方式：
　　1）通过keySet方法获取map中所有的键所在的set集合，再通过set的迭代器获取到每一个键。再对每一个键通过map集合的get方法获取其对应的值。

import java.util.Iterator;import java.util.Map;import java.util.HashMap;import java.util.Set;public class MapDemo {    public static void main(String[] args){        Map<Integer, String> map = new HashMap<Integer, String>();        method(map);    }    public static void method(Map<Integer, String>map){        map.put(23,"Lucy");        map.put(21,"Glen");        map.put(28,"Richa");        map.put(25,"Samantha");        Set<Integer> keySet = map.keySet();        Iterator<Integer> it = keySet.iterator();        while(it.hasNext()){            Integer key = it.next();            String value = map.get(key);            System.out.println(key+" : "+value);        }    }}

　　2）Map转成Set——entrySet方法：该方法将键和值的映射关系作为对象存储到了Set集合中，而这个映射关系的类型就是Map.Entry类型。

import java.util.Iterator;import java.util.Map;import java.util.HashMap;import java.util.Set;public class MapDemo2 {    public static void main(String[] args){        Map<Integer, String> map = new HashMap<Integer, String>();        method(map);    }    public static void method(Map<Integer, String>map){        map.put(23,"Lucy");        map.put(21,"Glen");        map.put(28,"Richa");        map.put(25,"Samantha");        Set<Map.Entry<Integer, String>> entrySet = map.entrySet();        Iterator<Map.Entry<Integer, String>> it = entrySet.iterator();        while(it.hasNext()){            Map.Entry<Integer, String> me = it.next();            Integer key = me.getKey();            String value = me.getValue();            System.out.println(key+" : "+value);        }    }}

　　3）只取value值时：将Map的value存入Collection集合，再通过Collection的迭代器获取value。

import java.util.Collection;import java.util.Iterator;import java.util.Map;import java.util.HashMap;public class MapDemo3 {    public static void main(String[] args){        Map<Integer, String> map = new HashMap<Integer, String>();        method(map);    }    public static void method(Map<Integer, String>map){        map.put(23,"Lucy");        map.put(21,"Glen");        map.put(28,"Richa");        map.put(25,"Samantha");        Collection<String> values = map.values();        Iterator<String> it = values.iterator();        while(it.hasNext()){            System.out.println(it.next());        }    }}

Map子类 内部结构 线程 Remark Hashtable 哈希表 同步 不允许null作为键，null作为值 HashMap 哈希表 同步 允许null作为键，null作为值 TreeMap 二叉树 不同步 可以对Map集合中的键进行排序

/*用LinkedHashMap输出Map内容跟存入顺序一致。*/import java.util.HashMap;import java.util.Iterator;import java.util.LinkedHashMap;import java.util.Map;public class LinkedHashMapDemo {    public static void main(String[] args){        HashMap<Integer, String> hm = new LinkedHashMap<Integer, String>();        hm.put(7, "Vance");        hm.put(3, "Emily");        hm.put(1, "Bill");        hm.put(5, "Alex");        Iterator<Map.Entry<Integer, String>> it = hm.entrySet().iterator();        while(it.hasNext()){            Map.Entry<Integer, String> me = it.next();            Integer key = me.getKey();            String value = me.getValue();            System.out.println(key + ": " +value);        }    }}

/* * 实例：输入1——7的数字，显示是星期几，并打印其英文表示 * 分析：星期几和英文是映射关系——优先考虑HashMap */import java.util.HashMap;import java.util.Map;public class HashMapTest {    public static void main(String[] args){        String week = getWeek(1);        System.out.println(week);        System.out.println(getWeekByMap(week));    }    public static String getWeekByMap(String week){        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();        map.put("星期一","Mon");        map.put("星期二","Tue");        map.put("星期三","Wed");        map.put("星期四","Thu");        map.put("星期五","Fri");        map.put("星期六","Sat");        map.put("星期日","Sun");        return map.get(week);    }    public static String getWeek(int week){        if (week<1 || week>7)            throw new RuntimeException("没有对应的星期，请重新输入");        String[] weeks = {"","星期一","星期二","星期三","星期四","星期五","星期六","星期日"};        return weeks[week];    }}

/* * 实例：获取字符串中每一个字母出现的次数。 * 分析：映射关系——数组和Map;关系中没有顺序编号——Map; * 键有顺序——TreeMap */import java.util.Iterator;import java.util.Map;import java.util.TreeMap;public class MapTest {    public static void main(String[] args){        String str = "fdqavcbsacdfss";        String s = getCharCount(str);        System.out.println(s);    }    public static String getCharCount(String str){        //将字符串变为字符数组        char[] chs = str.toCharArray();        //定义Map集合        Map<Character, Integer> map = new TreeMap<Character, Integer>();        for(int i = 0; i < chs.length; i++){            //如果不是字母，则不统计，跳出本次循环            if(!(chs[i]>='a' && chs[i]<='z' || chs[i] >='A' && chs[i] <='Z'))                continue;            //将数组中的字母作为键去查map表。返回值：map.contains(key)? null : key.equals(k))            Integer value = map.get(chs[i]);            int count = 0;            //如果map中已经存在，则count = key.equals(k);            if(value!=null){                count = value;            }            count++;            map.put(chs[i], count);        }        return mapToString(map);    }    private static String mapToString(Map<Character, Integer> map){        StringBuilder sb = new StringBuilder();        //定义迭代器对象迭代map中存储的键        Iterator<Character> it = map.keySet().iterator();        while(it.hasNext()){            Character key = it.next();            Integer value = map.get(key);            sb.append(key+"("+value+")");        }        return sb.toString();    }}

四、Collections工具类

　　Collections:是集合框架的工具类，里面的方法都是静态的。
　　Collections常用方法：
　　1) 排序：sort, shuffle
　　2) 查找：binarySearch, max
　　3）替换：replace, replaceAll, fill, swap
　　4）反转：reverse, reverseOrder
　　5）同步：synchronizedList

import java.util.Collections;import java.util.List;import java.util.Comparator;import java.util.ArrayList;public class CollectionsDemo {    public static void main(String[] args){        demo();    }    public static void demo(){        List<String> list = new ArrayList<String>();        list.add("Caroline");        list.add("Amy");        list.add("Lisa");        list.add("Sandy");        list.add("Beth");        list.add("Daisy");        //对list集合进行指定顺序的排序        Collections.sort(list);        System.out.println(list);        Collections.sort(list, new ComparatorByLength());        System.out.println(list);        mySort(list, new ComparatorByLength());        System.out.println(list);        //shuffle: 使用默认随机源对指定列表进行置换        Collections.shuffle(list);        System.out.println(list);        //查找，找不到返回-1        int index = Collections.binarySearch(list, "Beth");        System.out.println("index  = "+index);        //获取最大值        String max = Collections.max(list, new ComparatorByLength());        System.out.println("max = "+max);        //替换        Collections.replace(list,"Lisa","Milly");        System.out.println(list);    }    public static <T> void mySort(List<T> list, Comparator<? super T> comp){        for(int i = 0; i < list.size()-1; i++){            for (int j = i+1; j < list.size(); j++){                if(comp.compare(list.get(i), list.get(j))>0){                    Collections.swap(list, i, j);                }            }        }    }}class ComparatorByLength implements Comparator<String>{    public int compare(String o1, String o2){        int temp = o1.length()-o2.length();        return temp == 0? o1.compareTo(o2):temp;    }}

五、Arrays工具类

　　Arrays:集合框架的工具类，里面的方法都是静态的。
　　List asList(数组) 可以将数组转成集合，以便于增删操作。
　　使用Collection的 toArray 方法可以将集合转成数组。当指定类型的数组长度小于集合的size，那么该方法内部会创建一个新的数组。所以一般数组长度指定为集合的size。

import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.List;public class ArraysDemo {    public static void main(String[] args){        //数组——>集合： List asList(array)        String[] arr = {"Amy", "Lucy", "Cathy"};        List<String> list = Arrays.asList(arr);        System.out.println(list.contains("Lucy"));        int[] arr1 = {31, 11, 51, 61};        List<int[]> list1 = Arrays.asList(arr1);        System.out.println(list1);        Integer[] arr2 = {31, 11, 51, 61};        List list2 = Arrays.asList(arr2);        System.out.println(list2);        //集合——>数组： toArray        List<String> list3 = new ArrayList<String>();        list3.add("abc1");        list3.add("abc2");        list3.add("abc3");        String[] arr3 = list3.toArray(new String[2]);        System.out.println(Arrays.toString(arr3));    }}