Java程序設計課件：泛型與集合

泛型與集合

Java程序設計本章主要內(nèi)容

泛型泛型是數(shù)據(jù)類型多態(tài)化的一種體現(xiàn)。集合在Java的API中，對常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法做了一些規(guī)范和實現(xiàn)，形成一系列接口和類。這些抽象出來的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法操作統(tǒng)稱為Java的集合框架（JavaCollectionFramework，JCF）。程序員使用集合框架提供的接口和類，在具體應用時，不必考慮這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法的實現(xiàn)細節(jié)，只需用這些類創(chuàng)建對象并直接應用即可，這大大提高了編程效率。2024/2/4

2/30泛型的基本概念泛型能解決什么樣的問題？通過引用來實現(xiàn)參數(shù)類型的“任意化”。減少參數(shù)傳遞中顯式的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換。如何理解泛型？是java解決通用數(shù)據(jù)類型問題的一種實現(xiàn)方案。對比Eg6.1和eg6.2可體會使用泛型與否的差別。2024/2/4

3/35使用泛型帶泛型的類。帶泛型的方法。定義帶泛型的方法和定義普通成員方法的語句格式完全一樣，只是方法的返回值類型和方法的參數(shù)可以使用泛型類而已。使用帶泛型方法的方式與使用不帶泛型方法的方式完全相同。帶泛型的語句2024/2/4

4/35[類說明修飾符]class類名<類型參數(shù)列表>[extends父類名][implements接口名列表]{……}類名<類型實參列表>對象名=new構(gòu)造方法名<類型實參列表>([參數(shù)表]);例6.3：定義有兩個可變類型的泛型類。classTwoGen<T,V>{ privateTob1; privateVob2; publicTwoGen(To1,Vo2){ ob1=o1; ob2=o2; } publicTgetOb1(){ returnob1;

} publicVgetOb2(){ returnob2; } publicvoidsetOb1(Tob1){ this.ob1=ob1; } publicvoidsetOb2(Vob2){ this.ob2=ob2; }2024/2/4

5/35 publicvoidshowTypes(){System.out.println("TypeofTis"+ob1.getClass().getName());System.out.println("TypeofVis"+ob2.getClass().getName());}}

publicclasseg6_3{ publicstaticvoidmain(String[]args){ TwoGen<Integer,String>tgObj=newTwoGen<Integer,String>(88,"Generics");//使用泛型的語句 intt=tgObj.getOb1(); System.out.println("value:"+t); Stringv=tgObj.getOb2(); System.out.println("value:"+v); tgObj.setOb1(25);//使用帶泛型的方法 tgObj.showTypes(); }}2024/2/4

6/35使用泛型的注意事項泛型的類型參數(shù)必須為類的引用，不能用基本類型（如int,short,long,byte,float,double,char,boolean）。泛型是類型的參數(shù)化，在使用時可以用作不同類型，但不同類型的泛型類實例是不兼容的。泛型的類型參數(shù)可以有多個，也可以是一個。泛型可以使用extends,super,？

(通配符)來對類型參數(shù)進行限定不能實例化泛型類型變量。Gen<T>a=newGen()；//錯誤的Gen<String>a=newGen();//正確的不能創(chuàng)建帶泛型類型的數(shù)組。如錯誤語句“TwoGen<Integer,String>[]tArray=newTwoGen<Integer,String>[3];”2024/2/4

7/356.2集合在程序設計過程中，我們經(jīng)常需要對一些具有特殊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的多個對象進行操作，比如對表、棧等的對象操作。在Java的API中，對常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法做了一些規(guī)范和實現(xiàn)，形成一系列接口和類。這些抽象出來的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法操作統(tǒng)稱為Java的集合框架（JavaCollectionFramework，JCF）。程序員使用集合框架提供的接口和類，在具體應用時，不必考慮這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法的實現(xiàn)細節(jié)，只需用這些類創(chuàng)建對象并直接應用即可，這大大提高了編程效率。2024/2/4

8/356.2.1集合框架核心接口主要有Collection、List、Set、Queue、Deque和Map。2024/2/4

9/35Collection接口Collection接口是集合的框架基礎，它用于表示對象集合。該接口中聲明了所有集合都將擁有的核心方法，如添加元素和刪除元素等。2024/2/4

10/35表6.1Collection的方法方法名說明add(Ee)將元素加入的集合中，成功返回true。clear()移除collection中的所有元素。equals(Objecto)比較collection與指定對象o是否相等。isEmpty()判定collection是否為空，是則返回true。size()獲取collection中的元素數(shù)。iterator()獲得collection的迭代器。hashCode()獲得collection的哈希碼值。toArray()以數(shù)組形式返回collection中所有元素。removeAll(Collection<?>c)從collection中移除c中的所有元素。retainAll(Collection<?>c)僅保留collection中也包含在c中的元素。contains(Objecto)判定集合中是否包含元素o，是返回true。remove(Objecto)移除集合中元素o，刪除成功返回true。containsAll(Collection<?>c)判定集合中是否包含子集c，是返回true。addAll(Collection<?extendsE>c)將集合c中的所有元素添加到當前集合中，添加成功返回true。2024/2/4

11/35Set接口Set接口用來描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的集合。它具有與Collection完全一樣的接口，只是Set不保存重復的元素，向Set添加元素時，不保證元素添加后與添加的順序一致。實現(xiàn)它的常用子類有TreeSet類和HashSet類。2024/2/4

12/35Deque接口Deque用于描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的雙端隊列。它是一種在兩端都可以進行加入和刪除元素操作的線性表。2024/2/4

13/35Deque的常用方法方法名說明addFirst(Ee)將指定元素插入雙端隊列的開頭。addLast(Ee)將指定元素插入雙端隊列的末尾。getFirst()求雙端隊列的第一個元素。getLast()求雙端隊列的最后一個元素。peekFirst()求雙端隊列的第一個元素；如果雙端隊列為空，則返回null。peekLast()求雙端隊列的最后一個元素；如果雙端隊列為空，則返回null。pollFirst()獲取并移除隊列的首元素；如果雙端隊列為空，則返回null。pollLast()獲取并移除隊列的末元素；如果雙端隊列為空，則返回null。removeFirst()獲取并移除雙端隊列第一個元素。removeLast()獲取并移除雙端隊列的最后一個元素。size()返回雙端隊列的元素數(shù)。2024/2/4

14/35List接口List用來描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的表。List表中允許有重復的元素，而且元素的位置是按照元素的添加順序存放的。常用的List實現(xiàn)類有ArrayList（數(shù)組列表）類和LinkedList（鏈表）類。2024/2/4

15/35List的常用方法方法名說明add(intindex,Eelement)在列表的index位置插入指定元素E。addAll(intindex,Collection<?extendsE>c)將集合c中所有元素插入到列表中的index起始位置。get(intindex)求列表中指定位置的元素。indexOf(Objecto)求列表中第一次出現(xiàn)元素o的索引；如果列表不包含該元素，則返回-1。lastIndexOf(Objecto)求列表中最后出現(xiàn)的元素o的索引；如果列表不包含此元素，則返回-1。remove(intindex)移除列表中索引為index的元素。set(intindex,Eelement)用元素E替換列表中索引為index的元素。listIterator()返回此列表元素的列表迭代器。listIterator(intindex)返回列表中從列表的index位置開始的列表迭代器。subList(intfromIndex,inttoIndex)返回列表中從索引fromIndex（包括）到toIndex（不包括）之間的子列表。2024/2/4

16/35Queue接口Queue接口描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的隊列。它是一種先進先出的線性表。2024/2/4

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Queue的常用方法方法名說明element()獲取隊列頭的元素，但是不移除此元素。offer(Ee)將元素e插入隊列，添加成功返回true。peek()獲取但不移除此隊列的頭；如果隊列為空，則返回null。poll()獲取并移除此隊列的頭，如果隊列為空，則返回null。2024/2/4

18/35Map接口Map接口用于維護鍵/值對（key/value）的集合，Map容器中的鍵對象不允許重復，而一個值對象又可以是一個Map，以此類推，這樣就形成了一個多級映射。Map有兩種常用的實現(xiàn)HashMap類和TreeMap類。2024/2/4

19/35Map接口的常用方法方法名說明clear()刪除所有的鍵值對。containsKey(Objectkey)判斷Map中是否有關(guān)鍵字為key的鍵值對，有則返回true。containsValue(Objectvalue)判斷Map中是否有值為key的鍵值對，有則返回true。entrySet()返回Map中的項的集合，集合對象類型為Map.Entry。get(Objectkey)獲取鍵值為key對應值得對象。hashCode()獲取Map的哈希碼值。isEmpty()判斷Map是否為空，是則返回true。keySet()獲取Map的鍵的集合。put(Kkey,Vvalue)將鍵/值為key-value的項加入Map。putAll(Map<?extendsK,?extendsV>m)將m的項全部加入到Map中remove(Objectkey)移除鍵值為key對應的項。size()獲取Map中項的個數(shù)。values()獲取Map中值的集合。2024/2/4

20/35其他接口SortedMap接口繼承自Map接口，它表示有序的Map。SortedSet接口描述的是一個帶有排序的集合，它根據(jù)向集合加入元素的順序排序，比Set接口多了幾個和排序相關(guān)的方法定義，2024/2/4

21/35迭代器接口（Iterator和Listlterator）迭代器是集合框架中的一種特殊接口。它提供對集合或表的遍歷和各種訪問功能。常用的迭代器接口有Iterator接口和Listlterator接口兩個。Iterator接口提供對集合元素的訪問操作功能2024/2/4

22/35Iterator接口的方法方法名說明hasNext()判斷是否存在另一個可訪問的元素，有則返回true。next()返回要訪問的下一個元素。remove()刪除上次訪問返回的對象。2024/2/4

23/35Listlterator接口的常用方法方法名說明add(Ee)將元素e插入列表當前位置的前面。hasNext()判斷是否有下一個元素，有則返回true。hasPrevious()判斷是否還有上一個元素，是的話返回true。next()獲取列表中的下一個元素。nextIndex()獲取下一個元素的索引。previous()獲取列表中的前一個元素。previousIndex()獲取列表中前一個元素的索引。remove()從列表中移除由next()或previous()返回的最后一個元素。set(Ee)用指定元素e替換next或previous返回的最后一個元素。2024/2/4

24/35表List接口的具體實現(xiàn)類常用的有ArrayList和LinkedList。ArrayList稱為數(shù)組列表，它采用類似數(shù)組存儲元素的形式存儲元素，不過它不需要預先定義存儲容量。2024/2/4

25/35ArrayList

我們可以把ArrayList看成一個可變長度的數(shù)組。每個ArrayList對象都有一個容量（capacity）。當元素添加到ArrayList時，它的容量會自動增加。2024/2/4

26/35方法名說明ArrayList()構(gòu)造一個初始容量為10的空表。ArrayList(Collection<?extendsE>c)用集合c的元素構(gòu)造列表。ArrayList(intn)構(gòu)造一個初始容量為n的空列表。trimToSize()將列表的容量調(diào)整為列表的當前大小。ensureCapacity(intminCapacity)修改列表的容量，使之可容納minCapacity個元素例：用ArrayList實現(xiàn)學生成績排序功能importjava.util.ArrayList;classStudent{//自定義的學生類 Stringname; doublescore; publicStudent(){ name=newString(); score=0; } publicStudent(Stringname,doublescore){ =name; this.score=score; }}2024/2/4

27/35publicclasseg6_4{ ArrayList<Student>students; publiceg6_4(){ students=newArrayList<Student>();//利用泛型生成ArrayList對象 } publiceg6_4(intn){ students=newArrayList<Student>(n); }publicvoidlistSort(){//內(nèi)部類為列表排序 Studenttemp=newStudent(); for(inti=0;i<students.size()-1;i++) for(intj=i+1;j<students.size();j++){ if(students.get(i).score<students.get(j).score){ temp=students.get(i); students.set(i,students.get(j)); students.set(j,temp); } }

}2024/2/4

28/35publicstaticvoidmain(String[]args){ eg6_4eg=neweg6_4(); Students1=newStudent("張三",80); eg.students.add(s1);//向ArrayList追加元素 eg.students.add(newStudent("李四",76));//向ArrayList追加元素 eg.students.add(newStudent("王五",90)); eg.students.add(newStudent("趙六",56)); eg.listSort(); for(inti=0;i<eg.students.size();i++){//輸出ArrayList System.out.println("姓名:"+eg.students.get(i).name+ "\t成績:"+eg.students.get(i).score+ "\t名次:"+(i+1)); } }}2024/2/4

29/35LinkedList類的部分方法方法名說明LinkedList()構(gòu)造一個空表。addFirst(Ee)將指定元素插入列表的開頭。addLast(Ee)將指定元素添加到列表的結(jié)尾。getFirst()返回列表的第一個元素。getLast()返回列表的最后一個元素。removeFirst()移除并返回列表的第一個元素removeLast()移除并返回列表的最后一個元素。LinkedList(Collection<?extendsE>c)構(gòu)造一個包含集合c中的元素的列表2024/2/4

30/35迭代器的使用步驟通過iterator()方法得到集合的迭代器。通過調(diào)用hasNext方法判斷是否存在下一個元素。調(diào)用next方法得到當前遍歷到的元素。2024/2/4

31/35例6.5：定義一個類，演示Iterator的使用。importjava.util.Iterator;importjava.util.LinkedList;publicclasseg6_5{ LinkedList<String>names; publiceg6_5(){ names=newLinkedList<String>(); } publicvoidtraversal(){//遍歷

Iterator<String>iterator=names.iterator(); System.out.print("姓名："); for(inti=0;iterator.hasNext();i++){ System.out.print(iterator.next()+""); } System.out.println();

}2024/2/4

32/35publicvoiddelE(Stringstr){//通過遍歷找符合刪除條件的元素，然后刪除 Iterator<String>iterator=names.iterator(); for(inti=0;iterator.hasNext();i++){ if(iterator.next().equals(str)) iterator.remove()