黑马程序员----java集合的分类与示例

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一、集合概述

1.集合的由来

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

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。

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。



为什么会出现这么多种类的容器呢？

因为每一个容器对数据的存储方式都不同，即数据结构不同，为了满足不同数据结构的需要，所以有了集合框架中的多种容器。



二、Collection

1.collection的共性

Collection定义了集合框架的共性功能。

(1)添加

add(e);

addAll(collection);

(2)删除

remove(e);

removeAll(collection);

clear();

(3)判断。

contains(e);

isEmpty();

(4)获取

iterator();

size();

(5)获取交集。

retainAll();

(6)集合变数组。

toArray();

2.Collection中常用的接口和类

集合框架中常用的接口有：

Collection和其两个子接口List（列表） ，Set（集）

List：可存放重复元素，元素存取是有序的。

Set：不可以存放重复元素，元素存取是无序的

list接口常用的类有

Vector：线程安全，但速度慢，已被ArrayList替代。

ArrayList：线程不安全，查询速度快。

LinkedList：链表结构，增删速度快。

继承体系如下：

Collection

|--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:底层使用的链表数据结构。特点：增删速度很快，查询稍慢。线程不同步。

|--Vector:底层是数组数据结构。线程同步。被ArrayList替代了。因为效率低。

|--Set：元素是无序，元素不可以重复,

三、List

1.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。

增：

add(index,element);

addAll(index,Collection);

删：

remove(index);

改：

set(index,element);

查：

get(index):

subList(from,to);

listIterator();

int indexOf(obj):获取指定元素的位置。

ListIterator listIterator();List集合特有的迭代器

2.迭代器

什么是迭代器呢?迭代器其实是取出LIst集合中元素的方式：

get(int index)：通过脚标获取元素。

iterator()：通过迭代方法获取迭代器对象。

迭代是取出集合中元素的一种方式，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。

迭代器会直接访问集合中的元素，所以将迭代器通过内部类的形式来进行描述，通过容器的iterator()方法获取该内部类的对象。

用法：

for(Iterator iter=iterator();iter.hasNext();)

{

System.out.println(iter.next());

}

Iterator iter=I.iterator();

while(iter.hasNext())

{

System.out.println(iter.next());

}

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。

List集合特有的迭代器ListIterator是Iterator的子接口。

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，ListIterator。

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。

代码示例：

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">import java.util.*;
class ListDemo
{
public static void sop(Object obj)
{
System.out.println(obj);
}
public static void method()
{

ArrayList al = new ArrayList();

//添加元素
al.add("java01");
al.add("java02");
al.add("java03");

sop("原集合是："+al);
//在指定位置添加元素。
al.add(1,"java09");

//删除指定位置的元素。
//al.remove(2);

//修改元素。
//al.set(2,"java007");

//通过角标获取元素。
sop("get(1):"+al.get(1));

sop(al);

//获取所有元素。
for(int x=0; x<al.size(); x++)
{
System.out.println("al("+x+")="+al.get(x));
}

Iterator it = al.iterator();

while(it.hasNext())
{
sop("next:"+it.next());
}
//通过indexOf获取对象的位置。
sop("index="+al.indexOf("java02"));

List sub = al.subList(1,3);

sop("sub="+sub);
}

public static void main(String[] args)
{

//演示列表迭代器。
ArrayList al = new ArrayList();

//添加元素
al.add("java01");
al.add("java02");
al.add("java03");

sop(al);

ListIterator li = al.listIterator();

while(li.hasNext())
{
Object obj = li.next();
if(obj.equals("java02"))
li.set("java006");
}

while(li.hasPrevious())
{
sop("pre::"+li.previous());
}
sop(al);
}
}</span>
四、Vector中的枚举

枚举就是Vector特有的取出方式，和迭代器很像。

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，以被迭代器取代了。

代码示例：

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">class VectorDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Vector v = new Vector();

v.add("java01");
v.add("java02");
v.add("java03");
v.add("java04");

Enumeration en = v.elements();

while(en.hasMoreElements())
{
System.out.println(en.nextElement());
}
}
}</span>
五、LinkedList

LinkedList底层数据结构为链表

1.LinkedList的特有方法：

addFirst();

addLast();

getFirst();

getLast();获取元素，但不删除元素。如果集合中没有元素，会出现NoSuchElementException

removeFirst();

removeLast();获取元素，但是元素被删除。如果集合中没有元素，会出现NoSuchElementException

在JDK1.6出现了替代方法。

offerFirst();

offerLast();

peekFirst();

peekLast();

获取元素，但不删除元素。如果集合中没有元素，会返回null。

pollFirst();

pollLast();

获取元素，但是元素被删除。如果集合中没有元素，会返回null。

2.代码示例：

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。

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">import java.util.*;
class DuiLie
{
private LinkedList link;

DuiLie()
{
link = new LinkedList();
}

public void myAdd(Object obj)
{
link.addFirst(obj);
}
public Object myGet()
{
return link.removeFirst();
}
public boolean isNull()
{
return link.isEmpty();
}
}

class LinkedListTest
{
public static void main(String[] args)
{
DuiLie dl = new DuiLie();
dl.myAdd("java01");
dl.myAdd("java02");
dl.myAdd("java03");
dl.myAdd("java04");

while(!dl.isNull())
{
System.out.println(dl.myGet());
}
}
}</span>
六、ArrayList

ArrayList底层使用数组结构

练习：

去除ArrayList集合中的重复元素。

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">class ArrayListTest
{
public static void sop(Object obj)
{
System.out.println(obj);
}
public static void main(String[] args)
{
ArrayList al = new ArrayList();

al.add("java01");
al.add("java02");
al.add("java01");
al.add("java02");
al.add("java01");
al.add("java03");

sop(al);

al = singleElement(al);

sop(al);
}
public static ArrayList singleElement(ArrayList al)
{
//定义一个临时容器。
ArrayList newAl = new ArrayList();

Iterator it = al.iterator();

while(it.hasNext())
{
Object obj = it.next();

if(!newAl.contains(obj))
newAl.add(obj);
}
return newAl;
}
}</span>

七、HashSet和TreeSet

Set接口中常用的类

HashSet：线程不安全，存取速度快，通过equals方法和hashCode方法来保证元素的唯一性。

TreeSet：线程不安全，可以对Set集合中的元素进行排序，通过compareTo或者compare方法来保证元素的唯一性。元素是以二叉树的形式存放的。

Set继承关系图如下：

|--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。是线程不安全的。不同步。

HashSet是如何保证元素唯一性的呢？

是通过元素的两个方法，hashCode和equals来完成。

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,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。

|--TreeSet：可以对Set集合中的元素进行排序。

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排序的第一种方式：让元素自身具备比较性。

元素需要实现Comparable接口，覆盖compareTo方法。

这种方式也称为元素的自然顺序，或者叫做默认顺序。

TreeSet的第二种排序方式。

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的。

时就需要让集合自身具备比较性。

在集合初始化时，就有了比较方式。

Set集合的功能和Collection是一致的。

1.HashSet简单的代码示例：

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">class HashSetDemo
{
public static void sop(Object obj)
{
System.out.println(obj);
}
public static void main(String[] args)
{
HashSet hs = new HashSet();

sop(hs.add("java01"));//boolean：true
sop(hs.add("java01"));//boolean：false,java01已经存储过了
hs.add("java02");
hs.add("java03");
hs.add("java03");
hs.add("java04");

Iterator it = hs.iterator();

while(it.hasNext())
{
sop(it.next());
}
}
}</span>

2.TreeSet代码示例：

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。

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">class TreeSetDemo
{
public static void main(String[] args)
{
TreeSet ts = new TreeSet();

ts.add(new Student("lisi02",22));
ts.add(new Student("lisi007",20));
ts.add(new Student("lisi09",19));
ts.add(new Student("lisi08",19));
//ts.add(new Student("lisi007",20));
//ts.add(new Student("lisi01",40));

Iterator it = ts.iterator();
while(it.hasNext())
{
Student stu = (Student)it.next();
System.out.println(stu.getName()+"..."+stu.getAge());
}
}
}

class Student implements Comparable//该接口强制让学生具备比较性。
{
private String name;
private int age;

Student(String name,int age)
{
this.name = name;
this.age = age;
}

public int compareTo(Object obj)
{
if(!(obj instanceof Student))
throw new RuntimeException("不是学生对象");
Student s = (Student)obj;

System.out.println(this.name+"....compareto....."+s.name);
if(this.age>s.age)
return 1;
if(this.age==s.age)
{
return this.name.compareTo(s.name);
}
return -1;
}
public String getName()
{
return name;
}
public int getAge()
{
return age;
}
}</span>
八、Map集合

1.特点：

Map与Collection在集合框架中属并列存在

Map存储的是键值对

Map存储元素使用put方法，Collection使用add方法

Map集合没有直接取出元素的方法，而是先转成Set集合，在通过迭代获取元素

Map集合中键要保证唯一性

Map的继承体系：

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 值和 null 键，该集合是不同步的。将hashtable替代，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。

和Set很像，Set底层就是使用了Map集合。

Map集合常用类：

Hashtable：线程安全，速度慢，不允许存放空键值null，已被HashMap替代。

HashMap：线程不安全，速度快，允许存放空键值null。

TreeMap：对键进行排序，排序原理与TreeSet相同

2.Map集合共性方法：

(1)添加。

put(K key, V value) 

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

(2)删除。

clear() 

remove(Object key)；

(3)判断。

containsValue(Object value) 

containsKey(Object key) 

isEmpty()

(4)获取。

get(Object key) 

size() 

values()

Map集合：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。

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">import java.util.*;
class MapDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();

//添加元素,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。
System.out.println("put:"+map.put("01","zhangsan1"));//null
System.out.println("put:"+map.put("01","wnagwu"));//zhangsan1
map.put("02","zhangsan2");
map.put("03","zhangsan3");

System.out.println("containsKey:"+map.containsKey("022"));//false
//System.out.println("remove:"+map.remove("02"));

System.out.println("get:"+map.get("023"));//null

map.put("04",null);
System.out.println("get:"+map.get("04"));//null
//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。

//获取map集合中所有的值。
Collection<String> coll = map.values();

System.out.println(coll);//put返回的第一个值为null，[null,wangwu,zhangsan2
//zhangsan3]
System.out.println(map);{04=null,01=wangwu,02=zhangsan2,03=zhangsan3}
}
}</span>

3.TreeMap练习

需求：对学生对象的年龄进行升序排序。

因为数据是以键值对形式存在的。

所以要使用可以排序的Map集合。TreeMap。

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">import java.util.*;

class StuNameComparator implements Comparator<Student>
{
public int compare(Student s1,Student s2)
{
int num = s1.getName().compareTo(s2.getName());
if(num==0)
return new Integer(s1.getAge()).compareTo(new Integer(s2.getAge()));
return num;
}
}
class MapTest2
{
public static void main(String[] args)
{
TreeMap<Student,String> tm = new TreeMap<Student,String>(new StuNameComparator());

tm.put(new Student("blisi3",23),"nanjing");
tm.put(new Student("lisi1",21),"beijing");
tm.put(new Student("alisi4",24),"wuhan");
tm.put(new Student("lisi1",21),"tianjin");
tm.put(new Student("lisi2",22),"shanghai");

Set<Map.Entry<Student,String>> entrySet = tm.entrySet();

Iterator<Map.Entry<Student,String>> it = entrySet.iterator();

while(it.hasNext())
{
Map.Entry<Student,String> me = it.next();

Student stu = me.getKey();
String addr = me.getValue();
System.out.println(stu+":::"+addr);
}
}
}</span>

更多方法请查阅java的API文档