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JAVA基础知识之练习题——集合

2016-11-29 19:00 302 查看
练习一:

创建一个Set集合,保存用户输入的数据

具体代码实现如下面代码中的testSet()方法。

知识点:

Set集合的基本特征是元素不允许重复。HashSet不保存元素顺序,LinkedHashSet用链表保持元素的插入顺序,TreeSet可定制排序规则。

HashSet的底层是用HashMap实现的,即HashMap<key, value>中把所有value置为null,key就组成了一个Set

HashSet把元素的hashCode值作为地址索引来存储元素,可以实现类似根据数组下标索引查找元素的效果,这是HashSet访问速度快的原因

HashSet中如果两个元素通过equals比较结果为true,但是两个元素的hashCode不相等,即在两个地方存放了值相等的两个元素,HashSet将会出现各种奇怪问题,不能正常工作。

基于上面第4点,HashSet元素判断两个元素相等的标准是,不仅需要equals比较的结果为true,而且需要元素hashCode值相等,即不允许equals比较为true但是hashCode不想等的两个元素存放在HashSet中。

HashSet中允许equals比较为false但是hashCode相等的两个元素同时存在,这两个元素将会被存放在同一个位置,并用链表维持两个元素顺序,但是这将严重影响HashSet的性能。

基于上面4.5.6点,如果需要重写一个HashSet的equals方法,一定也要重写hashCode方法,原则是如果equals方法和equals方法使用共同的变量(成员变量)做计算,使得如果equals为true,hashCode结果值要相等。

LinkedHashSet底层多了一个链表结构用来保存元素的插入顺序(插入位置还是由hashCode决定的),遍历LinkedHashSet时会自动根据链表来遍历

TreeSet的元素是有序的,有两种排序规则,默认是按自然排序(在元素中写排序规则,元素必须实现了Comparable接口,且元素类型必须一样),另一种是定制排序(由集合实现排序规则,需要集合关联一个Comparator对象实现)

JAVA中接收键盘输入用System.in.read(), 这个方法接收的是byte[]字节,当输入结束(回车)时返回-1,但是这个方法会同时将\r和\n也接收。BufferedReader的readLine()方法可以读取一行,适应各种平台的断行规则(自动去除换行符\r,\n等),但是BufferedReader只能读取stream类型,System.in只能返回byte类型,因此需要用InputStreamReader做转换。

练习二

创建一个List集合,随意添加10个元素,然后通过索引为5处的元素,再取其中某个元素的索引,再删除索引为3的元素

实现代码如下面的testList()

知识点,

List集合的基本特征是元素有序,可重复,每个元素都有顺序索引。因此List集合可以像数组一样使用。

List集合有一个专用迭代器ListIterator,可以实现反向迭代。

ArrayList和Vector底层使用一个智能数组实现,可动态扩展(ensureCapacity(int i)重新分类空间),

在java.util.Arrays 的内部也定义了一个ArrayList (通过asList()方法返回),但这是一个不可变定长数组,不能增加,删除数组元素,否则会抛出异常。

Vector是一个古老的集合实现类,Vector所拥有的功能ArrayList基本都有。但是Vector是一个线程安全类,性能上会比ArrayList稍低。另外Vector还有一个子类Stack,实现了栈结构。

LinkedList是List的实现类,同时又是Deque的实现类,因此LinkedList同时具有ArrayList(随机存取)和ArrayDeque(双端队列,栈)的功能。但是LinkedList的内部实现完全不同,LinkedList内部使用链表实现,虽然也LinkedList表面上使用的是index索引数组方式的随机访问,但是内部实现的时候使用index关联了链表的顺序,依然使用的是迭代访问,所以性能上比ArrayList差。不过插入和删除性能更好。

练习三

给定["a","b","a","b","c","a","b","c"]数组,使用Map的key保存字符串的元素,用value保存元素出现的次数

实现代码如下面的testMap()

知识点

Map 的基本特征是key不重复。key和set存在单向一对一关系。

Map接口中有两个重要的数据结构,一个是keySetp,用Set集合保存了所有key;一个是内部类Entry,用来封装key-value对,每个元素对应一个Entry对象,保存在Map的全局数组transient Entry table[];中。

Map的entrySet()方法可以返回一个Entry对象组成的的Set集合的视图。注意entrySet中并没有使用一个Set对象来保存所有Entry集合,而是定义一个EntrySet内部类,其中有个iterator()方法可以迭代访问map的所有Entry对象,调用EntrySet的iterator()方法就相当于得到了Entry集合的视图。

HashMap中,每次put进一个新元素时,都会在底层new一个Entry类来关联key-value,并将Entry对象保存在Map的全局数组transient Entry table[];中

由上面可知遍历HashMap至少有四种方法。1)集合通用方法value = iterator.next。 2)map常规方法 value=map.get(key). 3)遍历entrySet集合。 value=map.entrySet.getValue(). 4)遍历values集合 value=map.values...

HashMap和Hashtable的关系,可以类比HashSet跟Vector. Hashtable是一个古老的,线程安全的集合。

HashMap跟HashSet判断元素是否相等的标准一样,都是需要同时满足equals为true,且元素hashCode值相等才认为是相同元素。 equals为true但hashCode不相等的两个元素可以存入map中,但是不能正常工作;equals为false但hashCode相等会认为是不同元素,存放在同一个地方,用链表关联value,性能低。

LinkedHashMap跟linkedHashSet一样,也用(双向)链表维护元素的插入顺序(key顺序)。

以上三个练习题实现代码如下,

1 package test;
2
3 import java.io.BufferedReader;
4 import java.io.IOException;
5 import java.io.InputStreamReader;
6 import java.util.ArrayList;
7 import java.util.HashMap;
8 import java.util.HashSet;
9 import java.util.Iterator;
10 import java.util.LinkedHashSet;
11 import java.util.LinkedList;
12 import java.util.List;
13 import java.util.Map;
14 import java.util.Set;
15 import java.util.TreeSet;
16
17 class A {
18     public int count;
19     public A(int count) {
20         this.count = count;
21     }
22
23     public boolean equals(Object obj){
24         if (this == obj) {
25             return true;
26         }
27         if (obj != null && obj.getClass() == A.class) {
28             A r = (A)obj;
29             return r.count == this.count;
30         }
31         return false;
32     }
33
34     public int hashCode() {
35         return this.count;
36     }
37
38     public String toString() {
39         return this.count+"";
40     }
41
42 }
43 public class TestCollection {
44     //练习一:创建一个Set集合,保存用户输入的数据
45     public static void testSet() throws Exception {
46         /*
47          * LinkdedHashSet可以保持插入顺序
48          * Set set = new LinkedHashSet();
49          */
50
51         /*
52          * TreeSet需要实现排序规则,自然排序的元素是要元素实现Comparable接口,定制排序是要集合关联Comparator对象
53          * Set set = new TreeSet();
54          */
55
56         //HashSet无序,不重复
57         Set set = new HashSet();
58         int keyIn;
59         int num = 0;
60
61         while ( num++ < 2) {
62             /*
63              * Scanner可以方便将键盘输入转换成各种类型
64              * Scanner sc = new Scanner(System.in);
65              * keyIn = sc.nextInt();
66              */
67
68             /*
69              * BufferedReader的readLine()方法可以读取一行,可以适应各种平台的断行规则
70              * 但是BufferedReader只能读取stream类型,System.in只能返回byte类型,因此需要用InputStreamReader做转换
71              */
72             BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
73             keyIn = Integer.parseInt(br.readLine());
74             set.add(new A(keyIn));
75         }
76         System.out.println(set);
77     }
78     //练习二
79     public static void testList() {
80         List list = new LinkedList();
81         //List list = new ArrayList();
82         for (int i=0; i<10; i++) {
83             list.add(new A(i));
84         }
85         list.add(new A(5));
86         System.out.println(list);
87         System.out.println(list.get(5));
88         //这里虽然用的是new A(6),但是在list中仍然可以找到这个元素,原因是在上面的class A中重写了equal和hashCode方法
89         System.out.println(list.indexOf(new A(6)));
90         System.out.println(list.remove(3));
91         System.out.println(list);
92     }
93     //练习三
94     public static void testMap() {
95         String[] str = new String[] {"a","b","a","b","c","a","b","c"};
96         Map<String, Integer> map = new HashMap();
97         Set<String> set = new LinkedHashSet();
98         for (int i = 0; i < str.length; i++) {
99             set.add(str[i]);
100         }
101
102         String key;
103         Iterator it = set.iterator();
104         while (it.hasNext()) {
105             int val = 0;
106             key = (String)it.next();
107             for (int i = 0; i < str.length; i++) {
108                 if (str[i] == key) val++;
109             }
110             map.put(key, val);
111         }
112
113         System.out.println(map);
114     }
115
116     public static void main(String[] args) throws Exception {
117         //TestCollection.testSet();
118         TestCollection.testList();
119         //TestCollection.testMap();
120     }
121 }
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