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黑马程序员——【Java基础】——集合框架
一、集合框架概述
(一)集合框架中集合类关系简化图
(二)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,集合就是用于存储对象的。
(三)数组和集合类同是容器,有何不同?
、数组长度是固定的;集合长度是可变的。
2、数组中可以存储基本数据类型,集合只能存储对象。
(四)集合类的特点
集合可以存储不同类型的对象。集合只用于存储对象,集合长度是可变的。
(五)为什么会出现这么多容器?
因为每一个容器对数据的存储方式都有不同,这个存储方式称为数据结构。
二、Collection接口
(一)Collection概述
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。因为有索引(index)。
|--Set:元素是无序的,元素不可以重复,无索引。
(二)Collection接口的常见方法
1、添加
add(Objectobj):add方法的参数类型是Object。以便于接收任意类型对象。
addAll(Collection coll):将指定 collection 中的所有元素都添加到此collection中。
2、删除
clear():清空集合
remove(Object obj):
removeAll(Collection col):移除此 collection 与指定 collection 中的交集元素。
3、判断
boolean contains(Objectobj):判断collection是否包含obj这个元素
boolean isEmpty():判断集合是否为空
4、获取
int size():返回此collection中的元素数。
5、其他
retainAll(Collection coll):保留两集合的交集元素。
注:集合中存储的都是对象的引用(地址)。
三、迭代器(iterater)
(一)概述
1、什么是迭代?迭代就是集合的取出元素种方式。
2、集合迭代原理:将“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。不同的数据结构,“取出方式”的具体实现细节也不相同,但都有共性内容“判断”和“取出”,将共性的规则抽取出来,即是Iterator。
3、如何获取集合中的“对象”元素呢?
通过一个对外提供的方法:iterator(),来获取集合中存储的对象。因为Collection中有iterator方法,所以Collection的每一个子类集合对象都具备迭代器。
(二)迭代器的方法
1、hasNext():有下一个元素,返回true
2、next():取出下一个元素
3、remove():从迭代器指向的 collection 中移除迭代器返回的最后一个元素
注:在迭代时循环中next调用一次,就要hasNext判断一次。
4、Iterator的使用方法示例:
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。
//方式一:for循环(老外的写法),好处在于it对象在迭代完成后就释放了,不占内存。
1 for ( Iterator it = a.iterator() ; it.hasNext(); ){2 System.out.println ( it.next() );3 }
//方式二:while循环
1 while ( it.hasNext() ){2 System.out.println ( it.next() );3 }
(三)迭代器的注意事项
1、迭代器在Collcection接口中是通用的,它替代了Vector类中的Enumeration(枚举)。
2、迭代器的next()方法是自动向下取元素,要避免出现NoSuchElementException。
3、迭代器的next()方法返回值类型是Object,所以要记得类型转换。
四、List集合
(一)List集合作用
是可以完成对集合中元素的增、删、改、查。
* List集合组成
List:
|--Vector:内部是数组数据结构,是同步的。增删,查询都很慢!
|--ArrayList:内部是数组数据结构,是不同步的。替代了Vector。查询的速度快。
|--LinkedList:内部是链表数据结构,是不同步的。增删元素的速度很快。
(二)List集合常见方法
List特有的常见方法,有一个共性特点就是都可以操作角标。
1、添加(增)
void add(index , element):指定位置添加元素
boolean add(index , collection):
2、删除(删)
Object remove(index): 删除指定位置的元素
3、修改(改)
Object set(index,element):修改指定位置的元素
4、获取(查)
Object get(index):获取指定角标的元素
int indexOf(object):获取元素第一次出现的位置,如果没有则返回-1
int lastIndexOf(object):返回此列表中最后出现的指定元素的索引
List subList(from , to):返回列表中指定的from (包括)到to(不包括)之间的部分。
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
(1)ListIterator是List集合特有的迭代器,是Iterator的子接口。
(2)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方法有限,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。
(3)为什么ListIterator才可以增、删、改、查?因为List集合中的元素都带角标。
2、ListIterator特有的方法
void add(obj):为list增加元素
void set(obj):用指定元素替换 next 或 previous 返回的最后一个元素。
boolean hasPrevious():判断前面有没有元素
Object previous():返回列表中的前一个元素。
(四)Enumeration
1、枚举是Vector类特有的取出方式。
2、Vector取出元素的方式:(1)迭代器方式取出;(2)for循环遍历,get方式取;(3)按角标索引取出;(4)枚举方式取出。
3、特有方法
addElement(obj):添加元素,相当于add(obj);
Enumeration elements():Vector特有取出方式(枚举)
hasMoreElements():是否还有元素,相当于Iterator的hasNext()方法
nextElements():取出下一个元素,相当于Iterator的next()方法
4、枚举方法示例:
1 Vector v=new Vector();2 for ( Enumeration en = v.elements() ; e.hasMoreElements() ; ){3 System.out.println(en.nextElements());4 }
(五)LinkedList(实现不同步)
1、LinkedList底层:使用的是“链表”结构。
2、特点:增删速度很快,查询稍慢。
3、特有方法:
(1)添加:addFirst(); addLast();
(2)获取:获取元素,但不删除元素。
包括:getFirst(); getLast();
(3)删除:获取元素,并删除元素。
包括:removeFirst(); removeLast();
4、JDK1.6后,出现了替代方法。
(1)添加:offerFirst(); 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。包括:peekFirst(); peekLast();
(3)删除:获取元素,并删除元素。如果集合中没有元素,会返回null。包括:pollFirst(); pollLast();
5、LinkList示例练习
/* 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。 */
1 import java.util.*; 2 class LinkedListTest{ 3 public static void main(String[] args) { 4 LinkedList link = new LinkedList(); 5 link.addFirst("java01"); 6 link.addFirst("java02"); 7 l.addFirst("java03"); 8 link.addFirst("java04"); 9 link.addFirst("java05");10 //堆栈输出11 stack(link);12 //队列输出13 queue(link);14 }15 //堆栈16 public static void stack(LinkedList link) {17 while (!link.isEmpty()) {18 sop(link.removeFirst());19 }20 }21 22 //队列23 public static void queue(LinkedList link){24 while(!link.isEmpty()){25 sop(link.removeLast());26 }27 }28 29 //输出30 public static void sop(Object obj)31 {32 System.out.println(obj);33 }34 }
五、Set集合
(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。
|--TreeSet:可以对Set集合中的元素进行排序。
(二)HashSet
1、HashSet: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。
2、Set集合的功能和Collection是一致的。
3、练习:HashSet代码示例
1 //(1)HashSet示例 2 import java.util.HashSet; 3 import java.util.Iterator; 4 public class HashSetDemo { 5 public static void main(String[] args) { 6 HashSet hs = new HashSet(); 7 hs.add("hehe"); 8 // hs.add("heihei"); 9 hs.add("hahah");10 hs.add("xixii");11 hs.add("hehe");12 Iterator it = hs.iterator();13 while(it.hasNext()){14 System.out.println(it.next());15 }16 }17 }18 //(2)LinkedHashSet代码示例19 import java.util.HashSet;20 import java.util.Iterator;21 import java.util.LinkedHashSet;22 public class LinkedHashSetDemo {23 public static void main(String[] args) {24 HashSet hs = new LinkedHashSet();25 hs.add("hahah");26 hs.add("hehe");27 hs.add("heihei");28 hs.add("xixii");29 // hs.add("hehe");30 Iterator it = hs.iterator();31 while(it.hasNext()){32 System.out.println(it.next());33 }34 }35 }
(三)TreeSet
1、TreeSet: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。
TreeSet排序有两种方式:
(1)第一种方式:让元素自身具备比较性,元素要实现Comparable接口,覆盖CompareTo方法,这种方式也称为元素的自然顺序,也叫默认顺序。代码示例如下:
1 import java.util.*; 2 //学生类 3 class Student implements Comparable{ 4 private String name; 5 private int age; 6 Student(String name,int age){ 7 this.name=name; 8 this.age=age; 9 }10 public String getName(){11 return name;12 }13 14 public int getAge(){15 return age;16 }17 //复写hashCode 方法18 public int hashCode(){19 return name.hashCode()+age*39;20 }21 //覆写equals方法 22 public boolean equals(Object obj){23 if(!(obj instanceof Student))24 throw new RuntimeException();25 Student s = (Student)obj;26 return this.name.equals(s.name)&&this.age==s.age;27 }28 //覆写compareTo方法 29 public int compareTo(Object obj){30 Student s = (Student)obj;31 if(this.age==s.age)32 return this.name.compareTo(s.name);33 return this.age-s.age;34 }35 }36 37 class TreeSetTest{38 public static void main(String[] args){39 TreeSet<Student> t=new TreeSet<Student>();40 t.add(new Student("zhangsan",22));41 t.add(new Student("lisi",20));42 t.add(new Student("wangwu",19));43 t.add(new Student("zhouliu",19));44 t.add(new Student("zhaoqi",28));45 46 for (Iterator<Student> it=t.iterator(); it.hasNext(); ){47 Student s=it.next();48 System.out.println(s.getName()+"....."+s.getAge());49 }50 }51 }
(2)第二种方式: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时,这时就需要让集合自身具备比较性,就需要定义比较器,即定义一个类,实现Comparator接口,覆盖compare方法。比较器示例代码如下:
/* 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。 */
1 import java.util.*; 2 //学生类 3 class Student implements Comparable{ 4 private String name; 5 private int age; 6 Student(String name,int age){ 7 this.name=name; 8 this.age=age; 9 }10 public String getName(){11 return name;12 }13 14 public int getAge(){15 return age;16 }17 //覆写hashCode方法18 public int hashCode(){19 return name.hashCode()+age*39;20 }21 //覆写equals方法22 public boolean equals(Object obj){23 if(!(obj instanceof Student))24 throw new RuntimeException();25 Student s = (Student)obj;26 return this.name.equals(s.name)&&this.age==s.age;27 }28 //复写compareTo以便TreeSet集合调用29 public int compareTo(Object obj){30 Student s=(Student)obj;31 if(this.age==s.age)32 return this.name.compareTo(s.name);33 return this.age-s.age;34 //return new Integer(this.age).compareTo(new Integer(s.age)); 35 }36 }37 38 class TreeSetTest{39 public static void main(String[] args){40 TreeSet<Student> t=new TreeSet<Student>(new LenCompare());41 t.add(new Student("zhangsan",22));42 t.add(new Student("lisi",20));43 t.add(new Student("wangwu",19));44 t.add(new Student("zhouliu",19));45 t.add(new Student("zhaoqi",28));46 47 for (Iterator<Student> it=t.iterator(); it.hasNext(); ){48 Student s=it.next();49 System.out.println(s.getName()+"....."+s.getAge());50 }51 }52 53 }54 //定义比较器,以姓名长度为主要比较55 class LenCompare implements Comparator<Student>{56 public int compare(Student s1,Student s2){57 int num=new Integer(s1.getName().length()).compareTo(new Integer(s2.getName().length()));58 if (num==0){59 return new Integer(s1.getAge()).compareTo(s2.getAge());60 }61 return num;62 }63 }
六、Map集合
(一)概述
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。
(二)Map集合子类体系
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特点
该集合存储键值对,一对一对往里存,而且要保证键的唯一性。
(四)Map集合的常用方法
1、添加
value put(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。
void putAll(Map <? extends K,? extends V> m):添加一个集合
2、删除
clear():清空
value remove(Object key):删除指定键值对
3、判断
containsKey(Object key):判断键是否存在
containsValue(Object value):判断值是否存在
isEmpty():判断是否为空
4、获取
get(Object key):通过键获取对应的值
size():获取集合的长度
values():获取Map集合中所以得值,返回一个Collection集合
5、两个取出方法
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。
(五)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集合中所有的键存入Set集合。因为Set具备迭代器。所以可以通过迭代方式取出所有键,再通过get方法获取每一个键对应的值。示例代码如下:
1 import java.util.HashMap; 2 import java.util.Iterator; 3 import java.util.Map; 4 public class MapDemo{ 5 public static void main(String[] args){ 6 Map<Integer,String> map = new HashMap<Integer,String>(); 7 map.put(1, "zhangsan"); 8 map.put(2, "lisi"); 9 map.put(3, "wangwu");10 map.put(4, "zhaoliu");11 map.put(5, "zhouqi");12 keyset(map);13 }14 //keySet取出方式15 public static void keyset(Map<Integer,String> hm){16 Iterator<Integer> it = hm.keySet().iterator();17 while(it.hasNext()){18 Integer key = it.next();19 String value =http://www.mamicode.com/ hm.get(key);20 System.out.println(key+":"+value);21 }22 }23 }
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。关于Map.Entry:其实Entry也是一个接口,它是Map的接口中的一个内部接口。示例代码如下:
1 import java.util.HashMap; 2 import java.util.Iterator; 3 import java.util.Map; 4 import java.util.Set; 5 public class MapDemo{ 6 public static void main(String[] args){ 7 Map<Integer,String> map = new HashMap<Integer,String>(); 8 map.put(1, "zhangsan"); 9 map.put(2, "lisi");10 map.put(3, "wangwu");11 map.put(4, "zhaoliu");12 map.put(5, "zhouqi");13 keyset(map);14 }15 //Map.Entry取出方式16 public static void keyset(Map<Integer,String> hm){17 Set<Map.Entry<Integer,String>> entrySet = hm.entrySet();18 Iterator<Map.Entry<Integer,String>> it = entrySet.iterator();19 20 while(it.hasNext()){21 Map.Entry<Integer, String> me = it.next();22 Integer key = me.getKey();23 String value =http://www.mamicode.com/ me.getValue();24 System.out.println(key+":"+value);25 }26 }27 }
(六)Map集合存储自定义对象
/* 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。*/
1 import java.util.HashMap; 2 import java.util.Iterator; 3 import java.util.Set; 4 public class MapDemo { 5 public static void main(String[] args) { 6 /*将学生对象和学生的归属地通过键与值存储到map集合中。*/ 7 HashMap<Student,String> hm = new HashMap<Student,String>(); 8 hm.put(new Student("lisi",38),"北京"); 9 hm.put(new Student("zhaoliu",24),"上海");10 hm.put(new Student("xiaoqiang",31),"沈阳");11 hm.put(new Student("wangcai",28),"大连");12 hm.put(new Student("zhaoliu",24),"铁岭");13 Iterator<Student> it = hm.keySet().iterator(); 14 while(it.hasNext()){15 Student key = it.next();16 String value =http://www.mamicode.com/ hm.get(key);17 System.out.println(key.getName()+":"+key.getAge()+"---"+value);18 }19 }20 }21 //定义学生类,继承Person类22 class Student extends Person {23 public Student() {24 super();25 }26 public Student(String name, int age) {27 super(name, age);28 }29 @Override30 public String toString() {31 return "Student:"+getName()+":"+getAge();32 }33 }34 //定义Person类,实现Comparable接口35 class Person implements Comparable<Person> {36 private String name;37 private int age; 38 public Person() {39 super();40 }41 public Person(String name, int age) {42 super();43 this.name = name;44 this.age = age;45 }46 public int compareTo(Person p){47 int temp = this.age - p.age;48 return temp==0?this.name.compareTo(p.name):temp;49 }50 @Override51 public int hashCode() {52 final int prime = 31;53 int result = 1;54 result = prime * result + age;55 result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());56 return result;57 }58 @Override59 public boolean equals(Object obj) {60 if (this == obj)61 return true;62 if (obj == null)63 return false;64 if (getClass() != obj.getClass())65 return false;66 Person other = (Person) obj;67 if (age != other.age)68 return false;69 if (name == null) {70 if (other.name != null)71 return false;72 } else if (!name.equals(other.name))73 return false;74 return true;75 }76 public String getName() {77 return name;78 }79 public void setName(String name) {80 this.name = name;81 }82 public int getAge() {83 return age;84 }85 public void setAge(int age) {86 this.age = age;87 }88 @Override89 public String toString() {90 return "Person:"+getName()+":"+getAge();91 }92 }
(七)Map练习
/* 获取该字符串“jsdfjliwernsdfmxcjfoj”中的每个字母出现的次数,希望打印的结果是:a(1)b(2)..... */
1 import java.util.*; 2 class CharCount { 3 public static void main(String[] args) { 4 String str = "jsdfjliwernsdfmxcjfoj"; 5 System.out.println("str中各字母出现的次数:" + charCount(str)); 6 } 7 // 定义一个方法获取字符串中字母出现的次数 8 public static String charCount(String str) { 9 char[] cha = str.toCharArray();// 转换为字符数组10 // 定义一个TreeMap集合,因为TreeMap集合会给键自动排序11 TreeMap<Character, Integer> tm = new TreeMap<Character, Integer>();12 int count = 0;// 定义计数变量13 for (int x = 0; x < cha.length; x++) {14 if (!(cha[x] >= ‘a‘ && cha[x] <= ‘z‘ || cha[x] >= ‘A‘15 && cha[x] <= ‘Z‘))16 continue;// 如果字符串中非字母,则不计数17 Integer value = http://www.mamicode.com/tm.get(cha[x]);// 获取集合中的值18 if (value != null)// 如果集合中没有该字母,则存入19 count = value;20 count++;21 tm.put(cha[x], count);// 存入键值对22 count = 0;// 复位计数变量23 }24 StringBuilder sb = new StringBuilder();// 定义一个容器25 // 遍历集合,取出并以题目格式存入容器中26 for (Iterator<Character> it = tm.keySet().iterator(); it.hasNext();) {27 Character ch = it.next();28 Integer value =http://www.mamicode.com/ tm.get(ch);29 sb.append(ch + "(" + value + ")");30 }31 return sb.toString();// 返回字符串32 }33 }
七、集合的一些技巧
需要唯一吗?
|——需要:Set
| 需要制定顺序吗?
| |——需要:TreeSet
| |——不需要:HashSet
| 但是要想要一种存储一致的顺序,用LinkedHashSet。
|
|——不需要:List
| 需要频繁增删吗?
| |——需要:LinkedList
| |——不需要:ArrayList
黑马程序员——【Java基础】——集合框架