Java語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)電子課件 第11章

JAVA語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)11.1Set和Map11.2集合案例本章小結(jié)第十一章目錄教學(xué)目標(biāo)：在程序設(shè)計(jì)中，常常需要同時(shí)存儲(chǔ)多個(gè)數(shù)據(jù)，如果存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是同一種數(shù)據(jù)類(lèi)型，使用數(shù)組這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)；如果存儲(chǔ)不同數(shù)據(jù)類(lèi)型的多個(gè)數(shù)據(jù)，數(shù)組就無(wú)能為力，這時(shí)可以選擇JAVA的集合類(lèi)。本章將介紹JAVA中常見(jiàn)的集合，結(jié)合實(shí)例介紹各種集合的使用，并通過(guò)綜合案例展示集合的靈活應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)：了解JAVA中不同的集合名稱及定義方法。掌握Set和Map兩種常用集合的語(yǔ)法規(guī)則。掌握Set和Map兩種常用集合的使用方法。第十一章JAVA提供了多種集合的定義方式，主要有Set和Map兩個(gè)接口，每個(gè)接口又包括自己的子接口，實(shí)現(xiàn)具體的邏輯功能。11.1Set和MapSet集合里面存放的對(duì)象是無(wú)序且不允許重復(fù)的，集合中的對(duì)象不按照特定的排序方式存放，只是將用戶要添加的對(duì)象加入集合。Set常用的子接口有兩個(gè)，下面分別進(jìn)行介紹。１.HashSetHashSet基于HashMap來(lái)完成功能，是對(duì)HashMap進(jìn)行了重定義，并且在HashSet中僅僅使用了HashMap中的key來(lái)實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用，并不像HashMap那樣，value必須跟key成對(duì)出現(xiàn)。HashSet的key不允許重復(fù)(HashMap的key也不允許重復(fù)，如果重復(fù)就會(huì)覆蓋)，允許有null值。11.1.1Set集合HashSet集合的常用方法TreeSet基于TreeMap來(lái)完成功能。TreeSet集合是根據(jù)存入的元素進(jìn)行排序或根據(jù)創(chuàng)建集合時(shí)提供的比較器進(jìn)行排序，具體排序規(guī)則取決于定義TreeSet時(shí)使用的構(gòu)造方法。２TreeSetpackagep1;publicclassExample11_1{publicstaticvoidmain(String[]args){String[]array=newString[3];array[0]="aa";array[1]="bb";array[2]="cc";for(inti=0;i<3;i++)System.out.println(array[i]);}}【例11-1】創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)度為３的字符串?dāng)?shù)組，依次存入３個(gè)字符串并將這３個(gè)字符串輸出，再用Set集合來(lái)改寫(xiě)此功能改用Set集合實(shí)現(xiàn)的程序如下:Set<String>arr=newHashSet<String>();arr.add("aa");arr.add("bb");arr.add("cc");Iterator<String>it=arr.iterator();while(it.hasNext()){Stringstr=it.next();System.out.println(str);}【例11-1】創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)度為３的字符串?dāng)?shù)組，依次存入３個(gè)字符串并將這３個(gè)字符串輸出，再用Set集合來(lái)改寫(xiě)此功能也可以用Set和for循環(huán)遍歷來(lái)實(shí)現(xiàn)上述功能:for(Stringstr:arr){System.out.println(str);}【例11-1】創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)度為３的字符串?dāng)?shù)組，依次存入３個(gè)字符串并將這３個(gè)字符串輸出，再用Ｓｅｔ集合來(lái)改寫(xiě)此功能Map集合里面存放的是鍵值對(duì)(key－value)，鍵不能重復(fù)，而值可以重復(fù)。對(duì)Map的訪問(wèn)是通過(guò)對(duì)鍵的遍歷來(lái)找到對(duì)應(yīng)的值，而上一小節(jié)所介紹的Set集合，就是直接遍歷，Map集合多了對(duì)鍵的遍歷。其實(shí)，對(duì)Map集合的遍歷，就是對(duì)Set集合的遍歷，然后得到鍵所對(duì)應(yīng)的值。Map集合的子集有４個(gè)，下面分別進(jìn)行介紹。11.1.2Map

集合HashMap是以數(shù)組方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的，允許key或value中的一個(gè)或兩個(gè)為null。key不可以重復(fù)而value可以重復(fù)。這里要強(qiáng)調(diào)的是，雖然null可以作為key來(lái)使用，但是由于其唯一性的要求，所以不能在一個(gè)集合里有兩個(gè)null作為key。1.HashMapHashMap集合的常用方法２.HashTableHashTable與HashMap類(lèi)似，它支持線程的同步，即任一時(shí)刻只能有一個(gè)線程能寫(xiě)入HashTable，這也導(dǎo)致了HashTable在寫(xiě)入時(shí)會(huì)比較慢。HashTable繼承自Dictionary類(lèi)，與HashMap不同的是，它不允許記錄的key或value為null，同時(shí)效率較低。LinkedHashMap保存了記錄的插入順序，在用iterator遍歷LinkedHashMap時(shí)，先得到的記錄先插入，在遍歷時(shí)也會(huì)比HashMap慢，擁有HashMap的全部功能及特性。３.LinkedHashMapTreeMap基于紅黑二叉樹(shù)實(shí)現(xiàn)，不允許有null值，key不可以重復(fù)，value

允許重復(fù)。存入TreeMap的元素應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)Comparable接口或Comparator接口。TreeMap存入元素時(shí)對(duì)元素進(jìn)行自動(dòng)排序，迭代輸出的時(shí)候就按排序順序輸出。４.TreeMap將Map中所有的鍵存入Set集合。因?yàn)镾et具備迭代器，所以具有迭代器功能。所有可以通過(guò)迭代方式取出的鍵值，都可利用get()方法獲取每一個(gè)鍵值對(duì)應(yīng)的value。keySet():被操作對(duì)象在經(jīng)過(guò)迭代處理后，就只能通過(guò)get()方法來(lái)獲取key。取到的結(jié)果會(huì)亂序，是因?yàn)槿〉脭?shù)據(jù)行主鍵的時(shí)候，使用了keySet()方法，而這個(gè)方法返回的Set結(jié)果，其里面的數(shù)據(jù)是亂序排放的?！纠?1-2】用３種方法，實(shí)現(xiàn)Map集合的遍歷輸出【例11-2】用３種方法，實(shí)現(xiàn)Map集合的遍歷輸出packagep1;importjava.util.*;publicclassExample11_2{@SuppressWarnings("unchecked")publicstaticvoidmain(String[]args){Maparr=newHashMap();arr.put("1","aa");arr.put("2","bb");arr.put("3","cc");//先獲取Map集合中所有鍵的Set集合Iteratorit=arr.keySet().iterator();//獲取迭代器while(it.hasNext()){Objectkey=it.next();System.out.println(arr.get(key));}}}packagep1;importjava.util.*;publicclassExample11_3{@SuppressWarnings("unchecked")publicstaticvoidmain(String[]args){Maparr=newHashMap();arr.put("1","aa");arr.put("2","bb");arr.put("3","cc");Collection<String>vs=arr.values();Iterator<String>it=vs.iterator();while(it.hasNext()){Stringvalue=it.next();System.out.println(value);}}}【例11-3】在這個(gè)例題中我們可以用第二種方法即Collection的values()獲取所有的值Set<Map.Entry<K,V>>entrySet()方法返回此映射中包含的映射關(guān)系Set視圖。（一個(gè)關(guān)系就是一個(gè)鍵-值對(duì)），把(key-value)作為一個(gè)整體一對(duì)一對(duì)地存放到Set集合當(dāng)中。Map.Entry表示映射關(guān)系。entrySet()表示迭代后可以用e.getKey()以及e.getValue()兩種方法來(lái)取key和value，返回的是Entry接口。建議使用第三種遍歷方法，因?yàn)檫@種方法的效率最高。packagep1;importjava.util.*;publicclassExample11_4{@SuppressWarnings("unchecked")publicstaticvoidmain(String[]args){Maparr=newHashMap();arr.put(1,"aa");arr.put(2,"bb");arr.put(3,"cc");//返回的Map.Entry對(duì)象的Set集合Map.Entry包含了key和value對(duì)象Set<Map.Entry<IntegerString>>set=arr.entrySet();Iterator<Map.Entry<IntegerString>>it=set.iterator();while(it.hasNext()){//返回的是封裝了key和value對(duì)象的Map.Entry對(duì)象Map.Entry<IntegerString>en=it.next();//獲取Map.Entry對(duì)象中封裝的key和value對(duì)象Integerkey=en.getKey();Stringvalue=en.getValue();System.out.println("key="+key+"?value="+value);}}}

List也是一種早期常常使用的一種結(jié)合方式，List里存放的對(duì)象是有序的，可以重復(fù)的，List關(guān)注的是索引，擁有一系列和索引相關(guān)的方法，查詢速度快。但是向List集合里插入或刪除數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)伴隨著后面數(shù)據(jù)的移動(dòng)，所有插入刪除數(shù)據(jù)速度比較慢。List集合常用的子集合有兩個(gè)。(1)ArrayListArrayList是基于數(shù)組的，在初始化ArrayList時(shí)，會(huì)構(gòu)建空數(shù)組（Object[]elementData={}）。ArrayList是一個(gè)無(wú)序的，它是按照添加的先后順序排列。(2)LinkedListLinkedList是基于鏈表的，它是一個(gè)雙向鏈表，每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)了一個(gè)prev和next指針。同時(shí)對(duì)于這個(gè)鏈表，維護(hù)了first和last指針，first指向第一個(gè)元素，last指向最后一個(gè)元素。LinkedList是一個(gè)無(wú)序的鏈表，按照插入的先后順序排序，不提供sort方法對(duì)內(nèi)部元素排序。11.1.4集合總結(jié)11.1.3其他集合11.1.4集合總結(jié)常見(jiàn)的三大類(lèi)集合，各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際使用時(shí)，建議采用這樣的原則:某個(gè)集合的優(yōu)點(diǎn)可以滿足需求而缺點(diǎn)又不影響需求的實(shí)現(xiàn)，就選擇這個(gè)集合；而當(dāng)需求跟任何一個(gè)集合都不沖突時(shí)，建議優(yōu)先選擇效率高、占用資源少的集合。各集合的對(duì)比生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)對(duì)大數(shù)據(jù)的處理分析，指導(dǎo)企業(yè)的生產(chǎn)和銷(xiāo)售。以一個(gè)羽絨服企業(yè)“雙１１”的羽絨服銷(xiāo)售為例:在每年６月份根據(jù)去年羽絨服的銷(xiāo)量先生產(chǎn)１０％，在９月份會(huì)根據(jù)網(wǎng)上瀏覽量再生產(chǎn)３０％，在１１月初根據(jù)用戶加購(gòu)量和收藏量再生產(chǎn)３０％，在１１月１１日后根據(jù)用戶的購(gòu)買(mǎi)量生產(chǎn)剩余的３０％。大數(shù)據(jù)對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)引導(dǎo)模式，使企業(yè)更好地為客戶服務(wù)。高科技為人們帶來(lái)了優(yōu)質(zhì)生活，作為未來(lái)的計(jì)算機(jī)從業(yè)人員，我們不能只享受前人帶來(lái)的便捷，更要努力學(xué)好知識(shí)，用我們的本領(lǐng)讓國(guó)家變得更強(qiáng)大。課后思考:大數(shù)據(jù)是怎樣指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)的?11.2.1網(wǎng)絡(luò)聊天工具在第１０章中，雖然實(shí)現(xiàn)了在數(shù)據(jù)庫(kù)中判斷用戶名和密碼，但是無(wú)法實(shí)現(xiàn)同步功能，即當(dāng)有用戶登錄時(shí)，其他已登錄的用戶應(yīng)該知道這個(gè)用戶已登錄。本節(jié)利用集合的知識(shí)，實(shí)現(xiàn)同步功能。１.設(shè)計(jì)思路(１)在數(shù)據(jù)庫(kù)中保存用戶名和密碼。(２)利用集合的知識(shí)，實(shí)現(xiàn)登錄后聊天界面下拉列表框的用戶名同步，且這兩個(gè)人的聊天內(nèi)容不會(huì)發(fā)給其他用戶。(３)其他幾個(gè)界面的程序不需要改變。11.2集合案例２.遇到的問(wèn)題如何用集合實(shí)現(xiàn)兩個(gè)用戶的消息同步?【解決問(wèn)題】利用集合的特點(diǎn)，即可以保存不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型，來(lái)分別保存服務(wù)器通信的用戶名、留言及使用的端口，當(dāng)服務(wù)器檢測(cè)到有用戶登錄時(shí)，就會(huì)向其他用戶的下拉列表框同步剛剛登錄的這個(gè)用戶的用戶名。而當(dāng)一個(gè)用戶向另一個(gè)用戶發(fā)送消息時(shí)，服務(wù)器會(huì)向聊天的雙方而不是其他人，發(fā)送剛剛收到的消息。以上兩種情況，都可以通過(guò)集合來(lái)完成，我們新增以下代碼://------------服務(wù)器程序中加入代碼------------//服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)和接收客戶端信息及獲取客戶端的端口信息HashMap<String?Socket>hm=newHashMap<String?Socket>();//判斷當(dāng)前有多少個(gè)客戶端已經(jīng)登錄到服務(wù)器ArrayList<Socket>userList=newArrayList<Socket>();

11.2集合案例到這里我們用了５個(gè)章節(jié)的內(nèi)容，完成了一個(gè)聊天室的程序的編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)了群聊天的功能。有了前面的知識(shí)，現(xiàn)在我們就來(lái)升級(jí)我們的聊天室程序。群成員登錄界面、注冊(cè)界面、“我是群主”的群聊天界面、“游來(lái)游去的小魚(yú)”的群聊天界面、“游來(lái)游去的小魚(yú)”發(fā)送信息后的群聊天界面、注冊(cè)成功后的界面及Ｄｒｅａｍ用戶注冊(cè)后的群聊天界面分別如下圖所示。11.2.2中國(guó)夢(mèng)聊天室到這里我們用了５個(gè)章節(jié)的內(nèi)容，完成了一個(gè)聊天室的程序的編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)了群聊天的功能。有了前面的知識(shí)，現(xiàn)在我們就來(lái)升級(jí)我們的聊天室程序。群成員登錄界面、注冊(cè)界面、“我是群主”的群聊天界面、“游來(lái)游去的小魚(yú)”的群聊天界面、“游來(lái)游去的小魚(yú)”發(fā)送信息后的群聊天界面、注冊(cè)成功后的界面及Dream用戶注冊(cè)后的群聊天界面分別如下圖所示。11.2.2中國(guó)夢(mèng)聊天室11.2.2中國(guó)夢(mèng)聊天室圖

１１－５

群成員登錄界面圖

１１－６

注冊(cè)界面11.2.2中國(guó)夢(mèng)聊天室圖

１１－７

“

我是群主”的群聊天界面圖

１１－８

“

游來(lái)游去的小魚(yú)”的群聊天界面11.2.2中國(guó)夢(mèng)聊天室圖

１１－１０

注冊(cè)成功后的界面圖

１１－１１

Ｄｒｅａｍ

用戶注冊(cè)后的群聊天界面圖

１１－９

“

游來(lái)游去的小魚(yú)”

發(fā)送消息后的群聊天界面１.設(shè)計(jì)思路(１)在10.4小節(jié)的程序上進(jìn)行修改。(２)運(yùn)用集合保存服務(wù)器及群成員的通信信息。(３)服務(wù)器根據(jù)集合存儲(chǔ)的進(jìn)程分發(fā)群成員的聊天信息。(４)新用戶注冊(cè)時(shí)應(yīng)實(shí)時(shí)地在群成員中顯示新成員昵稱。２.遇到的問(wèn)題(１)服務(wù)器如何知道都有哪些客戶端連接進(jìn)來(lái)?(２)何時(shí)分發(fā)群成員的聊天信息?

(３)如何實(shí)現(xiàn)向進(jìn)群的所有用戶分發(fā)統(tǒng)一消息?(４)如何實(shí)現(xiàn)當(dāng)新用戶注冊(cè)時(shí)，實(shí)時(shí)地在群成員中顯示新成員昵稱。11.2.2中國(guó)夢(mèng)聊天室【解決問(wèn)題１】通過(guò)在客戶端程序中設(shè)置“開(kāi)始聊天”這個(gè)標(biāo)志，來(lái)記錄連接到服務(wù)器的客戶端?！窘鉀Q問(wèn)題２】當(dāng)有群用戶向群里發(fā)送消息時(shí)，在把消息存入數(shù)據(jù)庫(kù)的同時(shí)，實(shí)時(shí)向群里的其他成員分發(fā)聊天信息?！窘鉀Q問(wèn)題３】群成員登錄時(shí)，就會(huì)在服務(wù)器記錄其用戶名及登錄信息(Ｓｏｃｋｅｔ信息)，當(dāng)有群成員向群里發(fā)送消息時(shí)，就向保存的所有用戶(消息發(fā)布者除外)發(fā)送同一個(gè)消息?！窘鉀Q問(wèn)題４】可以利用解決問(wèn)題３的方法來(lái)解決此問(wèn)題。４.知識(shí)擴(kuò)展(１)如何在成員昵稱的后面加上登錄賬號(hào)?(２)