容器的概念

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一个图（下二）

一个类

Collections

三个知识点

增强for循环

泛型Generic

Auto-boxing/unboxing

六个接口

CollectionSet List

Map

Iterator

Comparable

一、容器的概念

容器： Java API 所提供的一系列类的实例，用于在程序中存放对象。

二、容器 API

1.  J2SDK所提供的容器API位于 java.util 包内。

2.  容器API的类图结构如下图所示：

通过这个图可以了解到JDK到底给我们提供了什么样的容器。java.util中提供了非常多的容器，要把他们的组织关系弄清楚，就要把这个图弄清楚。

Collection 接口定义了存取一组对象的方法，其子接口 Set 和 List分别定义了存储方式。

Set 中的数据对象没有顺序且不可以重复。

List 中的数据对象有顺序且可以重复。（重复就是指两个对象互相 equals）

Map 接口定义了存储“键（key）-值（value）映射对”的方法

*如何选择数据结构

◇衡量标准：读的效率和改的效率

◇Array： 读快改慢

◇Linked：改快读慢

◇Hash： 两者之间

三、Collection 接口

1.  Collection 接口中所定义的方法：

int size( ) ;

boolean is Empty( ) ;

void clear( ) ;

boolean contains(Object element)

boolean add(Object element)

boolean remove(Object element)

Iterator iterator( );

boolean containsAll(Collection c);

boolean addAll(Collection c);

boolean removeAll(Collection c);

boolean retainAll(Collection c);

Object[] toArray( );

2.  Collection 方法举例

例一

import java.util.*;public class Test1 {public static void main(String[] args) {Collection c = new ArrayList(); /* 可以放入不同类型的对象不直接用ArrayList c = new ArrayList()是因为往下用的时候通过父类Collection的引用是访问不了子类对象特有的东西的。如果以后想换成LinkedList的话可以直接改，其他地方都不用变，提供最大的灵活性。*/c.add("hello");c.add(new Integer(100));System.out.println(c.size());System.out.println(c);}}/*输出结果：    2   [hello, 100]*/

例二

import java.util.*;public class BasicContainer {public static void main(String[] args) {Collection c = new HashSet();c.add("hello");c.add(new Name("f1","l1"));c.add(new Integer(100));c.remove("hello");//取出容器中的每一个对象看是不是equalsSystem.out.println(c.remove(new Name("f1","l1")));//无法删除，因为没有重写equals，比较的是引用的地址System.out.println(c);}}class Name /*implements Comparable*/ {private String firstName,lastName;public Name(String firstName, String lastName) {this.firstName = firstName;this.lastName = lastName;}public String getFirstName() {return firstName;}public String getLastName() {return lastName;}public String toString() {return firstName+" "+lastName;}}

●容器类对象在调用 remove 、contains 等方法时需要比较对象是否相等，这会涉及到对象类型的 equals 方法和 hashCode方法；对于自定义的类型，需要 重写 equals 和hashCode 方法 以实现自定义的对象相等规则。 （重写equals就要重写hashCode ）

注意： 相等的对象应该具有相等的hash codes。

●增加Name类的 equals 和 hashCode 方法如下：

import java.util.*;public class BasicContainer {public static void main(String[] args) {Collection c = new HashSet();c.add("hello");c.add(new Name("f1","l1"));c.add(new Integer(100));c.remove("hello");System.out.println(c.remove(new Name("f1","l1")));System.out.println(c);}class Name /*implements Comparable*/ {private String firstName,lastName;public Name(String firstName, String lastName) {this.firstName = firstName;this.lastName = lastName;}public String getFirstName() {return firstName;}public String getLastName() {return lastName;}public String toString() {return firstName+" "+lastName;}public boolean equals(Object obj) {if(obj instanceof Name) {//判断obj是否是Name或其子类的一个实例Name name = (Name) obj;return (firstName.equals(name.firstName))&& (lastName.equals(name.lastName));}return super.equals(obj);   //交给父类Object处理，判断是否是一个对象}public int hashCode() {return firstName.hashCode();} }}

四、Iterator 接口

1. 所有实现了 Collection 接口的容器类都有一个 iterator 方法用以返回一个实现了Iterator接口的对象。

2. Iterator 对象称作迭代器，用以方便的实现对容器内元素的遍历操作。

3. Iterator接口定义了如下方法：

●boolean hasNext ( ) ;//判断游标右边是否有元素

●Object next ( ) ;//返回游标右边的元素并将游标移动到下一个位置

●void remove ( ) ;//删除游标左边的元素，在执行完next之后该操作只能执行一次

例一

import java.util.*;public class Test {public static void main(String[] args) {Collection c = new HashSet();c.add(new Name("f1","l1"));c.add(new Name("f2","l2"));c.add(new Name("f3","l3"));Iterator i = c.iterator();while(i.hasNext()) {//next()的返回值为object类型，需要转换为相应类型Name n = (Name)i.next();System.out.print(n.getFirstName()+" ");}}}//输出结果： f1 f2 f3    每个人的可能不一样，因为HashSet是没顺序的

Iterator 对象的remove方法是在迭代过程中删除元素的位唯一的安全方法。

Collection c = new HashSet();c.add(new Name("fff1","lll1"));c.add(new Name("f2","l2"));c.add(new Name("fff3","lll3"));for(Iterator i = c.iterator();i.hasNext();) {//第三个语句被省略Name name = (Name)i.next();if(name.getFirstName().length()<3) {i.remove();//如果换成c.remove(name);会产生例外//不能调用容器自身的remove方法，因为在Iterator循环的内部会执行锁定。}}System.out.println(c);//输出结果：[fff3 lll3, fff1 lll1]

五、Set 接口

◆Set 接口是 Collection 的子接口，Set接口没有提供额外的方法，但实现 Set 接口的容器类中的元素是没有顺序 的，而且不可以重复。

◆Set 容器可以与数学中“集合”的概念相对应。

◆J2SDK API中所提供的的 Set 容器类有 HashSet，TreeSet 等。

  Set方法举例：

import java.util.*;public class Test {public static void main(String[] args) {Set s1 = new HashSet();Set s2 = new HashSet();s1.add("a");s1.add("b");s1.add("c");s2.add("d");s2.add("a");s2.add("b");//Set和List容器类都具有Constructor(Collection c)构造方法用以初始化容器类Set sn = new HashSet(s1);sn.retainAll(s2);Set su = new HashSet(s1);su.addAll(s2);System.out.println(sn);System.out.println(su);}}输出结果：[a,b]  [a,b,c,d]

六、List 接口

◆List是 Collection 的子接口，实现 List 接口的容器类中的元素是有顺序的，而且可以重复。

◆List 容器中 的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置，可以根据序号存取容器中的元素。

◆J2SDK 所提供的 List 容器类有 ArrayList， LinkedList 等。

Object get ( int index ) ;

Object set ( int index, Object element ) ;

void add ( int index, Object element) ;

Object remove ( int index ) ;

int indexOf ( Object o ) ;

int lastIndexOf ( Object o ) ;

例1：

import java.util.*;public class Test1 {public static void main(String[] args) {List l1 = new LinkedList();for(int i = 0; i<=5;i++) {l1.add("a"+i);}System.out.println(l1);l1.add(3,"a100");System.out.println(l1);l1.set(6,"a200");System.out.println(l1);System.out.print((String)l1.get(2)+" ");System.out.println(l1.indexOf("a3"));l1.remove(1);System.out.println(l1);}}/*输出结果：[a0, a1, a2, a3, a4, a5][a0, a1, a2, a100, a3, a4, a5][a0, a1, a2, a100, a3, a4, a200]a2 4[a0, a2, a100, a3, a4, a200]*/

List 常用算法

◆类  java.util.Collections 提供了一些静态方法实现了基于 List容器的一些常用算法。

void sort  (List)对List容器内的元素排序

void shuffle (List)对List容器内的对象进行随机排列

void reverse (List)对List容器内的对象进行逆序排列

void fill (List，Object) 

用一个特定的对象重写整个List容器

void copy (List dest, List src)

将src List容器内容拷贝到dest List容器

int binarySearch (List, Object)

对于顺序的List容器，采用折半查找的方法查找特定对象

例

import java.util.*;public class Test1 {public static void main(String[] args) {List l1 = new LinkedList();List l2 = new LinkedList();for(int i=0; i<=9; i++) {l1.add("a"+i);}System.out.println(l1);Collections.shuffle(l1);//随机排列System.out.println(l1);Collections.reverse(l1);//逆序排列System.out.println(l1);Collections.sort(l1);//排序System.out.println(l1);System.out.println(Collections.binarySearch(l1,"a5"));//折半查找}}/*输出结果：[a0, a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7, a8, a9][a1, a4, a0, a8, a5, a9, a3, a6, a2, a7][a7, a2, a6, a3, a9, a5, a8, a0, a4, a1][a0, a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7, a8, a9]5*/

七、Comparable 接口

◆问题：上面的算法根据什么确定容器中对象的“大小”顺序？

   ◆所有可以“排序”的类都实现了 java.lang.Comparable 接口，Comparable 接口中只有一个方法

public int compareTo( Object obj )

该方法：

●返回   0  表示this == obj

●返回正数表示this  >  obj

●返回负数表示this  <  obj

   ◆实现了Comparable 接口的类通过实现compareTo 方法从而确定该类对象的排序方式。

下面改写之前使用的 Name 类让其实现 Comparable 接口，其 compareTo 方法定义为：

public int compareTo(Object o) {Name n = (Name)o;int lastCmp = lastName.compareTo(n.lastName);return (lastCmp !=0 ? lastCmp : firstName.compareTo(n.firstName));}

八、Map 接口

◆ 实现 Map 接口的类用来存储键-值 对。

◆Map 接口的实现类有 HashMap 和 TreeMap 等。

◆Map 类中存储的 键-值 对通过键来标识，所以键值不能重复。(所以前面才规定了重写equals方法就要重写hashcode方法)

Object put (Object key,Object value);

Object get (Object key);

Object remove (Object key);

Object containsKey (Object key);

Object containsValue (Object value);

int size ( );

boolean isEmpty ( );

void putAll (Map t);

void clear ( );

例

import java.util.*;public class Test2 {public static void main(String[] args) {Map m1 = new HashMap();Map m2 = new TreeMap();m1.put("one",new Integer(1));m1.put("two",new Integer(2));m1.put("three",new Integer(3));m2.put("A",new Integer(1));m2.put("B",new Integer(2));System.out.println(m1.size());//3System.out.println(m1.containsKey("one"));//trueSystem.out.println(m2.containsValue(new Integer(1)));//trueif(m1.containsKey("two")) {int i = ((Integer)m1.get("two")).intValue();System.out.println(i);//2}Map m3 = new HashMap(m1);m3.putAll(m2);System.out.println(m3);//{A=1, B=2, two=2, three=3, one=1}}}

Auto-boxing/unboxing

在合适的时机自动打包，解包（JDK1.5后支持）

自动将基础类型转换为对象

自动将对象转换为基础类型

上面例子中的整型全都用了 New Integer 创建对象。因为Map规定了，两边都得是对象。更麻烦的时候，拿出来时还需要进行强制转换。

例如，上例代码可以进行这样的修改，结果不变：

m1.put("one",1);m1.put("two",2);m1.put("three",3);m2.put("A",1);m2.put("B",2);System.out.println(m1.size());System.out.println(m1.containsKey("one"));System.out.println(m2.containsValue(1));if(m1.containsKey("two")) {int i = (Integer)m1.get("two");//这里必须加强转，因为get得到的是一个Object//转换成Integer对象以后，会自动解包成int类型System.out.println(i);}