10、Java集合
来源：互联网 发布：淘宝降权后多久恢复 编辑：程序博客网 时间：2024/06/07 01:26
一、集合框架
一、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。
二、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。
三、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、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。
一、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）。
二、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。
三、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、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：
Vector v=new Vector(); for(Enumeration e=v.elements();e.hasMoreElements();) { System.out.println(e.nextElements()); } 五、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：
/* 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 LinkedListTest { public static void main(String[] args) { LinkedList l=new LinkedList(); l.addFirst("java01"); l.addFirst("java02"); l.addFirst("java03"); l.addFirst("java04"); l.addFirst("java05"); //堆栈输出 // stack(l); //队列输出 queue(l); } //堆栈 public static void stack(LinkedList l) { while (!l.isEmpty()) { sop(l.removeFirst()); } } //队列 public static void queue(LinkedList l) { while(!l.isEmpty()) { sop(l.removeLast()); } } //输出 public static void sop(Object obj) { System.out.println(obj); } } 四、 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、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：
/* 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 思路：1、对人描述，将人的一些属性等封装进对象 2、定义一个HashSet容器，存储人对象 3、取出 */ 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("shenm",10)); h.add(new Person("shenm2",6)); h.add(new Person("shenm1",30)); h.add(new Person("shenm0",10)); h.add(new Person("shenm0",10)); getOut(h); } //取出元素 public static void getOut(HashSet h) { for (Iterator it=h.iterator(); it.hasNext(); ) { Person p=(Person)it.next(); sop(p.getName()+"..."+p.getAge()); } } //打印 public static void sop(Object obj) { System.out.println(obj); } } 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。
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：
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",12)); t.add(new Student("wosj",2)); t.add(new Student("wo1sdj",12)); t.add(new Student("wo6sd",12)); t.add(new Student("wo",22)); for (Iterator<Student> it=t.iterator(); it.hasNext(); ) { Student s=it.next(); System.out.println(s.getName()+"....."+s.getAge()); } } } 五、Map集合
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。
示例：
/* 每一个学生都有对应的归属地。 学生Student，地址String。 学生属性：姓名，年龄。 注意：姓名和年龄相同的视为同一个学生。 保证学生的唯一性。 思路：1、描述学生类 2、定义一个Map集合，存储学生对象和地址值 3、获取Map中的元素 */ import java.util.*; //描述学生类 class Student implements Comparable<Student> { 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 public int hashCode() { return name.hashCode()+age*33; } //复写equals，比较对象内容 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; } //复写compareTo,以年龄为主 public int compareTo(Student c) { int num=new Integer(this.age).compareTo(new Integer(c.age)); if(num==0) { return this.name.compareTo(c.name); } return num; } //复写toString，自定义输出内容 public String toString() { return name+"..."+age; } } class HashMapTest { public static void main(String[] args) { HashMap<Student,String > hm=new HashMap<Student,String >(); hm.put(new Student("zhangsan",12),"beijing"); hm.put(new Student("zhangsan",32),"sahnghai"); hm.put(new Student("zhangsan",22),"changsha"); hm.put(new Student("zhangsan",62),"USA"); hm.put(new Student("zhangsan",12),"tianjing"); keyset(hm); } //keySet取出方式 public static void keyset(HashMap<Student,String> hm) { Iterator<Student> it=hm.keySet().iterator(); while(it.hasNext()) { Student s=it.next(); String addr=hm.get(s); System.out.println(s+":"+addr); } } } 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。
interface Map { public static interface Entry { public abstract Object getKey(); public abstract Object getValue(); } } 示例：
同上面示例的学生类----
class HashMapTest { public static void main(String[] args) { HashMap<Student,String > hm=new HashMap<Student,String >(); hm.put(new Student("zhangsan",12),"beijing"); hm.put(new Student("zhangsan",32),"sahnghai"); hm.put(new Student("zhangsan",22),"changsha"); hm.put(new Student("zhangsan",62),"USA"); hm.put(new Student("zhangsan",12),"tianjing"); entryset(hm); } //entrySet取出方式 public static void entryset(HashMap<Student,String> hm) { Iterator<Map.Entry<Student,String>> it=hm.entrySet().iterator(); while(it.hasNext()) { Map.Entry<Student,String> me=it.next(); Student s=me.getKey(); String addr=me.getValue(); System.out.println(s+":::"+addr); } } } 关于Map.Entry：
Map是一个接口，其实，Entry也是一个接口，它是Map的子接口中的一个内部接口，就相当于是类中有内部类一样。为何要定义在其内部呢？
原因：a、Map集合中村的是映射关系这样的两个数据，是先有Map这个集合，才可有映射关系的存在，而且此类关系是集合的内部事务。
b、并且这个映射关系可以直接访问Map集合中的内部成员，所以定义在内部。
五、Map集合的应用及扩展
1、何时使用Map集合：当量数据之间存在着映射关系的时候，就应该想到使用Map集合。
2、示例：
获取该字符串中的字母出现的次数，如："sjokafjoilnvoaxllvkasjdfns"；希望打印的结果是：a(3)c(0).....
通过结果发现，每个字母都有对应的次数，说明字母和次数之间有映射关系。代码如下：
/* 思路：1、将字符串转换为字符数组 2、定义一个TreeMap集合，用于存储字母和字母出现的次数 3、用数组去遍历集合，如果集合中有该字母则次数加1，如果集合中没有则存入 4、将TreeMap集合中的元素转换为字符串 */ package TreeMapTest; import java.util.*; class CharCount { public static void main(String[] args) { String s="sdfgzxcvasdfxcvdf"; System.out.println("s中各字母出现的次数："+charCount(s)); } //定义一个方法获取字符串中字母出现的次数 public static String charCount(String str) { char[] cha=str.toCharArray();//转换为字符数组 //定义一个TreeMap集合，因为TreeMap集合会给键自动排序 TreeMap<Character,Integer> tm=new TreeMap<Character,Integer>(); int count=0;//定义计数变量 for (int x=0;x<cha.length ;x++ ) { if(!(cha[x]>='a'&&cha[x]<='z'||cha[x]>='A'&&cha[x]<='Z')) continue;//如果字符串中非字母，则不计数 Integer value=tm.get(cha[x]);//获取集合中的值 if(value!=null)//如果集合中没有该字母，则存入 count=value; count++; tm.put(cha[x],count);//存入键值对 count=0;//复位计数变量 } StringBuilder sb=new StringBuilder();//定义一个容器 //遍历集合，取出并以题目格式存入容器中 for(Iterator<Character> it=tm.keySet().iterator();it.hasNext();) { Character ch=it.next(); Integer value=tm.get(ch); sb.append(ch+"("+value+")"); } return sb.toString();//返回字符串 } } 六、Map扩展知识
在很多项目中，应用比较多的是一对多的映射关系，这就可以通过嵌套的形式将多个映射定义到一个大的集合中，并将大的集合分级处理，形成一个体系。
如：
/* map扩展知识。 map集合被使用是因为具备映射关系。 以下是班级对应学生，而学生中学号对应着姓名的映射关系： "yureban" Student("01" "zhangsan"); "yureban" Student("02" "lisi"); "jiuyeban" "01" "wangwu"; "jiuyeban" "02" "zhaoliu"; 就如同一个学校有多个教室。每一个教室都有名称。 */ import java.util.*; class MapExpandKnow { public static void main(String[] args) { //预热班集合 HashMap<String,String> yureban=new HashMap<String,String>(); //就业班集合 HashMap<String,String> jiuyeban=new HashMap<String,String>(); //学校集合 HashMap<String,HashMap<String,String>> czbk=new HashMap<String,HashMap<String,String>>(); //学校中班级集合和名称的映射 czbk.put("yureban",yureban); czbk.put("jiuyueban",jiuyeban); //预热班级中学号与姓名的映射 yureban.put("01","zhangsan"); yureban.put("02","lisi"); //就业班级中学号与姓名的映射 jiuyeban.put("01","wangwu"); jiuyeban.put("02","zhouqi"); //直接显示全部学生信息 getAllStudentInfo(czbk); } //定义一个方法获取全部学生信息，包括在哪个班级，叫什么名字，学号多少 public static void getAllStudentInfo(HashMap<String ,HashMap<String,String>> hm) { for (Iterator<String> it=hm.keySet().iterator();it.hasNext() ; )//用keySet取出方式 { String s= it.next();//班级名称 System.out.println(s+":"); HashMap<String,String> stu=hm.get(s);//班级集合 getStudentInfo(stu); } } //获取班级中学生的信息，包括姓名和学号 public static void getStudentInfo(HashMap<String,String> hm) { for (Iterator<String> it=hm.keySet().iterator();it.hasNext() ; ) { String key=it.next();//学号 String value=hm.get(key);//姓名 System.out.println(key+"..."+value); } } } - java基础10 集合
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