《Java面向?qū)ο缶幊獭氛n件-第11章 集合

第11章集合

學習內(nèi)容02集合概念Collection接口0103泛型01集合概念集合概念當我們遇到存儲變長的對象的時候，為此jdk給我們提供了集合類，讓我們存儲變長個數(shù)的對象與數(shù)組的比較：數(shù)組長度是固定的，集合長度是可變的。數(shù)組只可以存儲相同類型的數(shù)據(jù)，集合中可以存儲任意類型的對象。集合的分類：分別是單列集合和雙列集合。單列集合稱之為Collection單列集合，雙列集合稱之為map雙列集合。Collection單列集合：單列集合根接口，用來存儲一系列符合某種規(guī)則的元素。它有兩個子接口，分別是list和setmap雙列集合：雙列集合類的根接口，用于存儲鍵值對映射關(guān)系的元素，在使用Map集合時可以根據(jù)Key鍵找到對應的Value，主要的實現(xiàn)類有HashMap和TreeMap。01集合概念集合的繼承體系下面通過一張圖來描述整個集合類的繼續(xù)體系，如下圖所示：02Collection接口Collection是所有單列集合的父接口，因此在Collection中定義了單列集合(List和Set)通用的一些方法，這些方法可用于操作所有的單列集合，如下表所示。以上列舉了4類方法，分別是增加方法，說明了如何給集合添加元素，刪除方法，說明了如何刪除元素，判斷方法，說明了集合中是否包含某個元素的方法，查看方法，說明了查看元素的大小等方法。方法聲明功能描述增加方法

add(Ee)添加成功返回true，添加失敗返回false.addAll(Collectionc)把一個集合的元素添加到另外一個集合中去刪除方法

clear()移除集合所有元素remove(Objecto)移除集合一個元素removeAll(Collectionc)移除集合中的c集合retainAll(Collectionc)只保留集合中的c集合查看

size()查看集合元素的個數(shù)判斷方法

isEmpty()判斷集合元素是否為空contains(Objecto)判斷集合是否存在o對象containsAll(Collectionc)判斷集合是否存在c集合02Collection接口1、List接口Collection接口的子接口，List接口中可以有重復的元素，通過元素的equals方法，來比較是否為重復的元素，它是一個帶有索引的集合，通過索引就可以精確的操作集合中的元素，與數(shù)組的索引是一個道理，它是一個元素存取有序的集合，即元素的存入順序和取出順序是一致。不但繼承了Collection接口中的全部方法，而且還增加了一些根據(jù)元素索引來操作集合的特有方法，如下表所示：方法聲明功能描述增加方法

voidadd(intindex,Eelement)把E元素添加到集合的index處。booleanaddAll(intindex,Collectionc)把c集合中的元素添加到集合的index序號處，成功返回true，失敗返回false獲取方法

Objectget(intindex)返回集合index處的元素indexOf(Objecto)返回對象在List集合中出現(xiàn)的位置索引lastIndexOf(Objecto)返回對象在List集合中最后一次出現(xiàn)的位置索引

ListsubList(intfromIndex,inttoIndex)返回集合從fromIndex到toIndex處所有元素組成的子集合修改

set(intindex,Eelement)將索引index處元素替換成element對象，并將替換后的元素返回02Collection接口2、ArrayList集合ArrayList是List接口的一個實現(xiàn)類。實現(xiàn)原理：底層維護了一個Object[]用于存儲對象，默認數(shù)組的長度是10，當默認的或者指定的容量不夠存儲對象的時候，容量自動增長為原來的容量的1.5倍。ArrayList進行數(shù)據(jù)存儲時是通過底層數(shù)組實現(xiàn)的,數(shù)組的內(nèi)存空間地址是連續(xù)的，所以數(shù)據(jù)查找快,在增和刪的時候會牽扯到數(shù)組增容,以及數(shù)據(jù)拷貝，所以數(shù)據(jù)增加和刪除慢。

案例：publicclassDemo1{

publicstaticvoidmain(String[]args){

//創(chuàng)建集合,因為Collection為抽象類，不能直接創(chuàng)建對象，所以創(chuàng)建Collection的子類ArrayList

ArrayListc1=newArrayList();

c1.add("宋江");//add方法，添加

c1.add("武松");

ArrayListc2=newArrayList();

c2.add("武松");

c2.add("石清");

c1.addAll(c2);//把c2的元素的添加到c集合中去。

c1.remove("李逵");

System.out.println("查看元素個數(shù)："+c1.size());

System.out.println("集合的元素："+c1);//打印出集合中所有的元素

System.out.println("第3個元素："+c1.get(2));

c1.set(2,"魯智深");

System.out.println("修改后的第3個元素："+c1.get(2));

c1.clear();//clear()清空集合中的元素

System.out.println("查看元素個數(shù)："+c1.size());

}}02

Collection接口3、LinkedList集合ArrayList是List接口的一個實現(xiàn)類。實現(xiàn)原理：底層采用鏈表實現(xiàn)，具有增加數(shù)據(jù)，刪除數(shù)據(jù)快，查詢數(shù)據(jù)慢的特點。由于LinkedList在內(nèi)存中的地址不連續(xù),需要讓上一個元素記住下一個元素，所以每個元素中保存的有下一個元素的位置，雖然也有角標,但是查找的時候,需要從頭往下找,顯然是沒有數(shù)組查找快的。但是鏈表在插入新元素的時候,只需要讓前一個元素記住新元素,讓新元素記住下一個元素就可以了，所以插入很快，鏈表在刪除元素時，只需讓前一個元素記住后一個元素,后一個元素記住前一個元素，這樣的增刪效率較高。

LinkedList集合除了具備增刪元素效率高的特點，還專門針對元素的增刪操作定義了一些特有的方法。如下表所示。方法聲明功能描述voidaddFirst(Objecto)將指定元素插人此列表的開頭voidaddLast(Objecto)將指定元素添加到此列表的結(jié)尾ObjectgetFirst()返回此列表的第一個元素ObjectgetLast()返回此列表的最后一個元素ObjectremoveFirst()移除并返回此列表的第一個元素ObjectremoveLast()移除并返回此列表的最后一個元素02

Collection接口案例：publicclassDemo2{publicstaticvoidmain(String[]args){LinkedListlst=newLinkedList();lst.add("zhansan");lst.add("lisi");lst.add(1,"wangwu");System.out.println(lst);lst.addFirst("zhouliu");System.out.println(lst);Objectfirst=lst.getFirst();System.out.println("第一個元素："+first);Objectlast=lst.getLast();System.out.println("最后一個元素:"+last);Objectremove=lst.removeFirst();System.out.println("移除的元素第一個元素是："+remove);System.out.println(lst);Objectremove1=lst.remove(2);System.out.println("移除的第二個元素是："+remove1);System.out.println(lst);}}02

Collection接口4、Iterator迭代器為了方便的處理集合中的元素,jdk中出現(xiàn)了一個對象,該對象提供了一些方法專門處理集合中的元素。例如刪除和獲取集合中的元素，該對象就叫做迭代器(Iterator)。與集合的差別：list和map用于元素的存儲，而迭代器主要用于元素的處理。獲取迭代器的方法：但是該對象比較特殊，不能直接創(chuàng)建對象，該對象是以內(nèi)部類的形式存在于每個集合類的內(nèi)部。Collection接口中定義了獲取集合類迭代器的方法（iterator（）方法），所有的Collection體系集合都可以獲取自身的迭代器。Collection接口通過iterator()方法可以獲得迭代器，那么滿足什么條件下的接口可以獲得迭代器呢，實現(xiàn)了Iterable接口的對象就是可迭代的，并且支持增強for循環(huán)。Iterable接口，即稱為可迭代接口，是Collection的父接口，該接口只有一個方法即獲取迭代器的方法iterator(),接下來，我們來看一下迭代器(Iterator)常用的方法，如下表所示：方法聲明功能描述booleanhasNext()如果仍有元素可以迭代，則返回true。next()返回迭代的下一個元素。remove()從迭代器指向的collection中移除迭代器返回的最后一個元素（可選操作）。02

Collection接口案例：publicclassDemo3{publicstaticvoidmain(String[]args){ArrayListlst=newArrayList();lst.add("宋江");//add方法，添加

lst.add("吳用");lst.add("武松");lst.add("武松");lst.add("李逵");lst.add("石清");Iteratoriterator=lst.iterator();//根據(jù)iterator()方法獲得自身的迭代器

while(iterator.hasNext()){//采用hasNext()方法判斷集合中是否有下一個元素，如果存在返回真，否則為假

Objectobj=iterator.next();//返回迭代的下一個元素

System.out.println(obj);}}}02

Collection接口5、Set接口Set接口和List接口一樣，同樣繼承自Collection接口，它與Collection接口中的方法基本一致，并沒有對Collection接口進行功能上的擴充，只是比Collection接口更加嚴格了。與List接口不同的是，數(shù)據(jù)存儲元素是無序的，并且都會以某種規(guī)則保證存入的元素不可重復。主要的兩個實現(xiàn)類：分別是HashSet和TreeSet。HashSet：是根據(jù)對象的哈希值來確定元素在集合中的存儲位置，因此具有良好的存取和查找性能。TreeSet：是以二叉樹的方式來存儲元素，它可以實現(xiàn)對集合中的元素進行排序。02

Collection接口6、HashSet集合hashSet是實現(xiàn)了Set接口的子類，HashSet存儲元素的順序并不是按照存入時的順序，而是按照哈希值來存的，獲取數(shù)據(jù)也是按照哈希值取得。由于Set集合是不能存入重復元素的集合。那么HashSet也是具備這一特性的，即不存入重復元素。實現(xiàn)原理：HashSet集合，采用哈希表結(jié)構(gòu)存儲數(shù)據(jù)，保證元素唯一性的方式依賴于：hashCode()與equals()方法。哈希表底層使用的也是數(shù)組機制，數(shù)組中也存放對象，而這些對象往數(shù)組中存放時的位置比較特殊，當需要把這些對象給數(shù)組中存放時，那么會根據(jù)這些對象的特有數(shù)據(jù)結(jié)合相應的算法，計算出這個對象在數(shù)組中的位置，然后把這個對象存放在數(shù)組中。而這樣的數(shù)組就稱為哈希數(shù)組，即就是哈希表。當向哈希表中存放元素時，需要根據(jù)元素的特有數(shù)據(jù)結(jié)合相應的算法，這個算法其實就是Object類中的hashCode方法。由于任何對象都是Object類的子類，所以任何對象有擁有這個方法。即就是在給哈希表中存放對象時，會調(diào)用對象的hashCode方法，算出對象在表中的存放位置，這里需要注意，如果兩個對象hashCode方法算出結(jié)果一樣，這樣現(xiàn)象稱為哈希沖突，這時會調(diào)用對象的equals方法，比較這兩個對象是不是同一個對象，如果equals方法返回的是true，那么就不會把第二個對象存放在哈希表中，如果返回的是false，就會把這個值存放在哈希表中。02

Collection接口案例：publicclassDemo4{publicstaticvoidmain(String[]args){HashSethashSet=newHashSet();hashSet.add("張三");hashSet.add("李四");hashSet.add("王五");hashSet.add("張三");Iteratoriterator=hashSet.iterator();while(iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next());}}}從運行結(jié)果中，可以看出取出元素與添加元素的順序不一致。而且重復添加的“張三”元素被去除了，只出現(xiàn)了一次。

HashSet集合之所以能確保不出現(xiàn)重復的元素，是因為它在存入元素時做了很多工作.當調(diào)用HashSet集合的add()方法存入元素時，首先調(diào)用當前存入對象的hashCode()方法獲得對象的哈希值，然后根據(jù)對象的哈希值計算出一個存儲位置。如果該位置上沒有元素，則直接將元素存入，如果該位置上有元素存在，則會調(diào)用equals()方法讓當前存入的元素依次和該位置上的元素進行比較，如果返回的結(jié)果為false就將該元素存入集合，返回的結(jié)果為true否則說明有重復元素，就將該元素舍棄。02

Collection接口7、TreeSet集合TreeSet是Set接口的另一個實現(xiàn)類，它內(nèi)部采用自平衡的排序二叉樹來存儲元素，這樣的結(jié)構(gòu)可以保證TreeSet集合中沒有重復的元素，并且可以對元素進行排序。二叉樹原理：所謂二叉樹就是說每個節(jié)點最多有兩個子節(jié)點的有序樹，每個節(jié)點及其子節(jié)點組成的樹稱為子樹，通常左側(cè)的子節(jié)點稱為“左子樹”，右側(cè)的子節(jié)點稱為“右子樹”。之后存入的元素與第一個元素比較，如果小于第一個元素就將該元素放在左子樹上，如果大于第1個元素，就將該元素放在右子樹上，案例如下：publicclassDemo5{publicstaticvoidmain(String[]args){TreeSettreeSet=newTreeSet();treeSet.add(18);treeSet.add(23);treeSet.add(10);treeSet.add(15);treeSet.add(25);treeSet.add(19);Iteratoriterator=treeSet.iterator();while(iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next());}}}03

泛型1、泛型集合如果想讓集合和數(shù)組一樣，在集合中只能存放一種數(shù)據(jù)類型對象，為了解決這個問題，在Java中引人了“參數(shù)化類型(parameterizedtype)”這個概念，即泛型。它可以限定集合操作的數(shù)據(jù)類型，在定義集合類時，使用“<參數(shù)化類型>”的方式指定該類中方法操作的數(shù)據(jù)類型，具體格式如下:集合類<數(shù)據(jù)類型>變量=new集合類<數(shù)據(jù)類型>();ArrayList<String>arrayList=newArrayList<String>();案例：publicclassDemo6{publicstaticvoidmain(String[]args){//1.創(chuàng)建一個泛型集合，確定集合中只能存儲字符串數(shù)據(jù)類型的對象

ArrayList<String>lst=newArrayList<String>();lst.add("宋江");//只能添加字符串類型的數(shù)據(jù)，否則會出現(xiàn)編譯錯誤

lst.add("吳用");lst.add("武松");lst.add("武松");lst.add("李逵");lst.add("石清");//產(chǎn)生一個泛型的迭代器

Iterator<String>iterator=lst.iterator();while(iterator.hasNext()){Stringitem=iterator.next();//直接取出一個字符串類型的元素

System.out.println(item);}}}03

泛型2、自定義泛型自定義泛型就是一個數(shù)據(jù)類型的占位符或者說是一個數(shù)據(jù)類型的變量。自定義泛型聲明方法：自定義泛型通常采用<T>聲明參數(shù)類型，T其實就是Type的縮寫，這里也可以使用其他字符.為了方便理解都定義為T。如果我們采用自定義泛型，定義泛型方法的形式是：

<T>T方法名(Tt)其中<T>:用于聲明T是一個數(shù)據(jù)類型自定義泛型使用場合：因為在程序設計過程中，經(jīng)常遇到一些特殊要求，所以經(jīng)常運用自定義泛型技術(shù)，比如自定義泛型會運用到泛型方法、泛型類和泛型接口等場合。03

泛型3、泛型類那么在類中使用了自定義泛型的類，就是泛型類。泛型類的格式：定義格式：修飾符class類名<代表泛型的變量>{…….}使用格式：創(chuàng)建對象時，確定泛型的類型案例：classPoint<T>{//此處可以隨便寫標識符號

privateTx;privateTy;publicvoidsetX(Tx){//作為參數(shù)

this.x=x;}publicvoidsetY(Ty){this.y=y;}publicTgetX(){//作為返回值

returnthis.x;}publicTgetY(){returnthis.y;}}publicclassDemo7{publicstaticvoidmain(String[]args){//2.使用泛型類創(chuàng)建對象時，泛型類中的占位符T必須要用真實的數(shù)據(jù)類型代替。

Point<Integer>p1=newPoint<Integer>();p1.setX(10);p1.setY(20);System.out.println("整數(shù)點X坐標是："+p1.getX()+"整數(shù)點Y坐標是："+p1.getY());Point<Float>p2=newPoint<Float>();p2.setX(10.1f);p2.setY(20.2f);System.out.println("浮點數(shù)點X坐標是："+p1.getX()+"浮點數(shù)點Y坐標是："+p1.getY());}}03

泛型4、泛型接口使用了自定義泛型的接口就是泛型接口.泛型接口的格式：定義格式：修飾符interface接口名<代表泛型的變量>{…….}使用格式：創(chuàng)建對象時，確定泛型的類型案例：interfaceTools<T>{voidprint(Tt1,Tt2);}classMyTools<T>implementsTools<T>{@Overridepublicvoidprint(Tt1,Tt2){System.out.println(t1.toString());System.out.println(t2.toString());}}classInfo{Stringname;Stringdesp;publicInfo(Stringname,Stringdesp){=name;this.desp=desp;}@OverridepublicStringtoString(){return"Info{"+"name='"+name+'\''+",desp='"+desp+'\''+'}';}}publicclassDemo7_2{publicstaticvoidmain(String[]args){MyTools<Info>myTools=newMyTools<Info>();myTools.print(newInfo("清華大學","中國排名前2名"),newInfo("北京大學","中國排名前2名"));}}03

泛型注意：泛型接口定義之后，必須要創(chuàng)建實現(xiàn)了接口的類，才能創(chuàng)建對象。創(chuàng)建實現(xiàn)了接口的類，有2種實現(xiàn)方法，本例中采用一種實現(xiàn)泛型接口的方式，還有另外一種實現(xiàn)泛型接口的方式，代碼如下：classMyTools2implementsTools<String>{@Overridepublicvoidprint(Stringt1,Stringt2){}}第二種方式與第一種方式比較：第一種方式依舊采用了占位符的實現(xiàn)類，第二種采用了確定的數(shù)據(jù)類型的實現(xiàn)類。那么在實際應用中，根據(jù)具體情況靈活采用不同的實現(xiàn)方式。03

泛型5、

泛型方法：使用了自定義泛型的方法就是泛型方法。泛型方法格式：定義格式：修飾符<代表泛型的變量>返回值類型方法名（參數(shù)）{}使用格式：調(diào)用方法時，確定泛型的類型案例：classDog{Stringname;intage;publicDog(Stringname,intage){=name;this.age=age;}@OverridepublicStringtoString(){return"Dog{"+"name='"+name+'\''+",age="+age+'}';}}classCat{Stringname;intage;publicCat(Stringname,intage){=name;this.age=age;}@OverridepublicStringtoString(){return"Cat{"+"name='"+name+'\''+",age="+age+'}';}}03

泛型案例繼續(xù):publicclassDemo8{publicstaticvoidmain(String[]args){ArrayList<Dog>lst1=newArrayList<Dog>();ArrayList<Cat>lst2=newArrayList<Cat>();add(lst1,newDog("小狗",2));add(lst1,newDog("小黃狗",3));add(lst2,newCat("小貓",1));add(lst2,newCat("小黑貓",1));print(lst1);print(lst2);}publicstatic<T>voidadd(ArrayList<T>lst,Tt){lst.add(t);}publicstatic<T>voidprint(ArrayList<T>lst){System.out.println(lst);}}

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泛型泛型上下限如果現(xiàn)在我們需要對數(shù)據(jù)類型進行限制，比如只有Interger及其父類的數(shù)據(jù)類型可以接受，