Java集合 -- HashSet 和 HashMap

Posted 2020-10-05 风中的簌雨

• HashSet 集合
• HashMap 集合

HashSet集合

1.1 Set 接口的特点

Set体系的集合:

    A:存入集合的顺序和取出集合的顺序不一致

    B:没有索引

    C:存入集合的元素没有重复

1.2 HashSet 使用&唯一性原理

1.2.1 HashSet的使用

1.2.1.1 案例代码一：

public class HashSetDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        HashSet<Student> hs = new HashSet<Student>();
        //创建元素对象
        Student s = new Student("zhangsan",18);
        Student s2 = new Student("lisi",19);
        Student s3 = new Student("lisi",19);
        //添加元素对象
        hs.add(s);
        hs.add(s2);
        hs.add(s3);
        //遍历集合对象
        for (Student student : hs) {
            System.out.println(student);
        } 
    } 
}

1.2.2 HashSet 唯一性原理

规则:新添加到HashSet集合的元素都会与集合中已有的元素一一比较

        首先比较哈希值(每个元素都会调用hashCode()产生一个哈希值)

        如果新添加的元素与集合中已有的元素的哈希值都不同,新添加的元素存入集合

         如果新添加的元素与集合中已有的某个元素哈希值相同,此时还需要调用equals(Object obj)比较

         如果equals(Object obj)方法返回true,说明新添加的元素与集合中已有的某个元素的属性值相同,那么新添加的元素不存入集合

         如果equals(Object obj)方法返回false, 说明新添加的元素与集合中已有的元素的属性值都不同, 那么新添加的元素存入集合

1.2.2.1 案例代码二：

package com.gao_01;

import java.util.HashSet;

/*
 *    使用HashSet存储自定义对象并遍历     
 *    通过查看源码发现：
 *                HashSet的add()方法，首先会使用当前集合中的每一个元素和新添加的元素进行hash值比较，
 *                如果hash值不一样，则直接添加新的元素
 *                如果hash值一样，比较地址值或者使用equals方法进行比较
 *                比较结果一样，则认为是重复不添加
 *                所有的比较结果都不一样则添加

 */
public class HashSetDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        HashSet<Student> hs = new HashSet<Student>();
        //创建元素对象
        Student s = new Student("zhangsan",18);
        Student s2 = new Student("lisi",19);
        Student s3 = new Student("lisi",19);
        //添加元素对象
        hs.add(s);
        hs.add(s2);
        hs.add(s3);
        //遍历集合对象
        for (Student student : hs) {
            System.out.println(student);
        } 
    }      
}

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

    @Override
    public String toString() {
        return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        //System.out.println("-------------------");
        Student s = (Student)obj;//向下转型，可以获取子类特有成员
        
        //比较年龄是否相等，如果不等则返回false
        if(this.age != s.age) {
            return false;
        }
        
        //比较姓名是否相等，如果不等则返回false
        if(!this.name.equals(s.name)) {
            return false;
        }
        
        //默认返回true，说明两个学生是相等的
        return true;
    }
    
    @Override
    public int hashCode() {
        return 1;
    }
    
}

1.2.2.2 hashCode方法优化

如果让hashCode()方法返回一个固定值,那么每个新添加的元素都要调用equals(Object obj)方法比较,那么效率较低，只需要让不同属性的值的元素产生不同的哈希值,那么就可以不再调用equals方法比较提高效率

1.2.2.3 案例代码三：

package com.gao_02;

public class Person {
    String name;
    int age;
    
    public Person(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result + age;
        result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
        return result;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (obj == null)
            return false;
        if (getClass() != obj.getClass())
            return false;
        Person other = (Person) obj;
        if (age != other.age)
            return false;
        if (name == null) {
            if (other.name != null)
                return false;
        } else if (!name.equals(other.name))
            return false;
        return true;
    }
    
    /*
    @Override
    public int hashCode() {
        
         * 我们发现当hashCode方法永远返回整数1时，所有对象的hash值都是一样的，
         * 有一些对象他的成员变量完全不同，但是他们还需要进行hash和equals方法的比较，
         * 如果我们可以让成员变量不同的对象，他们的hash值也不同，这就可以减少一部分equals方法的比较
         * 从而可以提高我们程序的效率
         * 
         * 可以尝试着让hashCode方法的返回值和对象的成员变量有关
         * 可以让hashCode方法返回所有成员变量之和，
         * 让基本数据类型直接想加，然后引用数据类型获取hashCode方法返回值后再相加（boolean不可以参与运算）
         * 
         
        //return age;
        return age + name.hashCode();
    }
    
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        System.out.println("-------------");
        
        //提高效率
        if(this == obj) {
            return true;
        }
        
        //提高健壮性
        if(this.getClass() != obj.getClass()) {
            return false;
        }
        
        
        //向下转型
        Person p = (Person)obj;
        
        if(!this.name.equals(p.name)) {
            return false;
        }
        
        if(this.age != p.age) {
            return false;
        }
        
        return true;
        
    }*/
}

package com.gao_02;

import java.util.HashSet;

public class HashSetDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        HashSet<Person> hs = new HashSet<Person>();
        //创建元素对象
        Person p = new Person("zhangsan",18);
        Person p2 = new Person("lisi",18);
        Person p3 = new Person("lisi",18); 
       
        //添加元素对象
        hs.add(p);
        hs.add(p2);
        hs.add(p3);
        //遍历集合对象
        for (Person person : hs) {
            System.out.println(person);
        }
    }
}

 

1.3 Collections 中的方法

1.3.1 案例代码四：

package com.gao_03;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

/*
 * Collections：
 * 面试题：Collection和Collections有什么区别？
 *         Collection是集合体系的最顶层，包含了集合体系的共性
 *         Collections是一个工具类，方法都是用于操作Collection
 * 
 */
public class CollectionsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //static void swap(List list, int i, int j) :将指定列表中的两个索引进行位置互换
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        list.add(1);
        list.add(4);
        Collections.swap(list, 0, 1);
        
        System.out.println(list);
    
    }

    private static void method6() {
        //static void  sort(List<T> list) :按照列表中元素的自然顺序进行排序
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        list.add(1);
        list.add(4);
        list.add(3);
        list.add(2);
        
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list);
    }

    private static void method5() {
        //static void shuffle(List list):傻否，随机置换  
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(4);
        Collections.shuffle(list);
        System.out.println(list);
    }

    private static void method4() {
        //static void reverse(List list)  :反转
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(4);
        
        Collections.reverse(list);
        System.out.println(list);
    }

    private static void method3() {
        //static void fill(List list, Object obj) :使用指定的对象填充指定列表的所有元素
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("hello");
        list.add("world");
        list.add("java");
        System.out.println(list);
        
        Collections.fill(list, "android");
        
        System.out.println(list);
    }

    private static void method2() {
        //static void copy(List dest, List src) :是把源列表中的数据覆盖到目标列表
        //注意：目标列表的长度至少等于源列表的长度
        //创建源列表
        List<String> src = new ArrayList<String>();
        src.add("hello");
        src.add("world");
        src.add("java");
        
        //创建目标列表
        List<String> dest = new ArrayList<String>();
        dest.add("java");
        dest.add("java");
        dest.add("java");
        dest.add("java");
        Collections.copy(dest, src);
        System.out.println(dest);
    }

    private static void method() {
        //static int  binarySearch(List list, Object key) 使用二分查找法查找指定元素在指定列表的索引位置 
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(4);
        
        int index = Collections.binarySearch(list, 4);
        System.out.println(index);
    }
}

HashMap集合

2.1 Map接口概述

我们通过查看Map接口描述，发现Map接口下的集合与Collection接口下的集合，它们存储数据的形式不同，如下图。

A:Collection中的集合，元素是孤立存在的（理解为单身），向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储

B:Map中的集合，元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成，通过键可以找对所对应的值。

C:Collection中的集合称为单列集合，Map中的集合称为双列集合。

需要注意的是，Map中的集合不能包含重复的键，值可以重复；每个键只能对应一个值。

2.2 Map常用功能

A:映射功能：

   V put(K key, V value) :以键=值的方式存入Map集合

B:获取功能：

     V get(Object key):根据键获取值

int size():返回Map中键值对的个数

C:判断功能：

    boolean containsKey(Object key):判断Map集合中是否包含键为key的键值对

    boolean containsValue(Object value):判断Map集合中是否包含值为value键值对

 boolean isEmpty():判断Map集合中是否没有任何键值对

D:删除功能：

  void clear():清空Map集合中所有的键值对

  V remove(Object key):根据键值删除Map中键值对

E:遍历功能：

  Set<Map.Entry<K,V>> entrySet():将每个键值对封装到一个个Entry对象中,再把所有Entry的对象封装到Set集合中返回

  Set<K> keySet() :将Map中所有的键装到Set集合中返回

  Collection<V> values():返回集合中所有的value的值的集合

2.2.1 案例代码六：

package com.gao_01;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/*
 *     Map的常用功能：
 *         映射功能：
 *                  V put(K key, V value) 
 *         获取功能：
 *                 V get(Object key) 
 *                 int size() 
 *         判断功能：
 *                 boolean containsKey(Object key) 
                 boolean containsValue(Object value) 
                 boolean isEmpty() 
 
 *         删除功能：
 *                 void clear()  
 *                 V remove(Object key)  
 * 
 *         遍历功能：
 *                 Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() 
 * 
 * 
 *             Set<K> keySet()  
 *             Collection<V> values()  
 
 */
public class MapDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Map对象
        Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();
        
        //V put(K key, V value) ：就是将key映射到value，如果key存在，则覆盖value，并将原来的value返回
        System.out.println(map.put("ITCAST001", "张三"));
        System.out.println(map.put("ITCAST002", "李四"));
        System.out.println(map.put("ITCAST001", "王五"));
        
        //void clear() : 清空所有的对应关系  
        //map.clear();
        
        //V remove(Object key) :根据指定的key删除对应关系，并返回key所对应的值，如果没有删除成功则返回null
        //System.out.println(map.remove("ITCAST005"));
        
        //boolean containsKey(Object key) : 判断指定key是否存在
        //System.out.println(map.containsKey("ITCAST003"));
        
        //boolean containsValue(Object value)：判断指定的value是否存在
        //System.out.println(map.containsValue("王五"));
        
        //boolean isEmpty() : 判断是否有对应关系
        //System.out.println(map.isEmpty());
        
        //int size() : 返回对应关系的个数
        //System.out.println(map.size());
        
        //V get(Object key) : 根据指定的key返回对应的value
        System.out.println(map.get("ITCAST002"));
        
        System.out.println(map);
    }
}

2.2.2 案例代码七：

package com.gao_01;
import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/*
 *     Set<K> keySet()  
 *     Collection<V> values() 
 */
public class MapDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Map对象
        Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();
        //添加映射关系
        map.put("ITCAST001", "张三");
        map.put("ITCAST002", "李四");
        map.put("ITCAST005", "李四");
        
        //Set<K> keySet() : 以Set的形式获返回所有的key
        Set<String> keys = map.keySet();
        for (String key : keys) {
            System.out.println(key);
        }
        System.out.println("-----------");
        
        //Collection<V> values() :
        Collection<String> values = map.values();
        for (String value : values) {
            System.out.println(value);
        }
    }
}

2.3 Map 的两种遍历方式、

2.3.1 利用keySet（）方法遍历

package com.gao_01;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/*
 *     Map的第一种遍历方式：
 *             首先召集所有的丈夫
 *             遍历所有的丈夫
 *             获取每一个丈夫
 *             让每一个丈夫去找他自己的媳妇
 */
public class MapDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Map对象
        Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();
        //添加映射关系
        map.put("谢婷疯", "张箔纸");
        map.put("陈关西", "钟欣桶");
        map.put("李亚碰", "王飞");
        //遍历Map对象
        
        //首先召集所有的丈夫
        Set<String> keys = map.keySet();
        //遍历所有的丈夫
        for (String key : keys) {
            //让每个丈夫去找他自己的媳妇就可以了
            String value = map.get(key);
            System.out.println("丈夫：" + key + "---" + "媳妇：" + value);
        }
        
    }
}

2.3.2 利用entrySet（）方法遍历

package com.gao_01;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/*
 *     Map的第二种遍历方式：
 *         通过结婚证对象来获取丈夫和媳妇
 * 
 *  class 结婚证<K,V> {
 *      K 丈夫;
 *      V 媳妇;
 *  
 *      public 结婚证(K 丈夫，V 媳妇) {
 *          this.丈夫 = 丈夫;
 *          this.媳妇 = 媳妇;
 *      }
 *  
 *  
 *      public K get丈夫() {
 *          return 丈夫;
 *      }
 *  
 *      public V get媳妇() {
 *          return 媳妇;
 *      }
 *  }
 *  
 *  
 *  class Entry<K,V> {
 *      K key;
 *      V value;
 *  
 *      public Entry(K key，V value) {
 *          this.key = key;
 *          this.value = value;
 *      }
 *  
 *  
 *      public K getKey() {
 *          return key;
 *      }
 *  
 *      public V getValue() {
 *          return value;
 *      }
 *  }
 *  
 *  Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()  
 * 
 */
public class MapDemo5 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Map对象
        Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();
        //添加映射关系
        map.put("尹志平", "小龙女");
        map.put("令狐冲", "东方菇凉");
        map.put("玄慈", "叶二娘");
        //获取所有的结婚证对象
        Set<Map.Entry<String,String>> entrys = map.entrySet();
        //遍历包含了结婚证对象的集合
        for (Map.Entry<String, String> entry : entrys) {
            //获取每个单独的结婚证对象
            //通过结婚证对象获取丈夫和媳妇
            String key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();
            System.out.println("丈夫：" + key + "---" + "媳妇:" + value);
        }
        
    }
}

2.4 可变参数

当参数不确定的时候, 类型要明确

Java可以把多个参数直接帮我们转成数组

理解: 可变参数本质就是一个长度可变的数组.

格式:

         实参: 一个参数一个参数的传递

         形参: 类型…变量名

PS：

在可变参数之后不可以再追加参数

参数的数量定义, 可以给多个甚至也可以一个都不不给

2.4.1 案例代码：

Public static int getSum(int…num){
    int sum = 0;
        for(int i = 0; i < num.length; i++){
            sum+=num[i];
}
return sum;
}

3.1 Map中嵌套Map

案例代码：

package com.gao_03;

public class Student {
    private String num;
    private String name;
    public Student() {
        super();
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }
    public Student(String num, String name) {
        super();
        this.num = num;
        this.name = name;
    }
    public String getNum() {
        return num;
    }
    public void setNum(String num) {
        this.num = num;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student [num=" + num + ", name=" + name + "]";
    }
    
    
}


package com.gao_03;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/*
 * itheima：基础班,就业班
        基础班:01 zhangsan；02 lisi
        就业班:01 wangwu；02 zhaoliu    
        

    分析：
            我们需要有班级和学生，班级和学生之间是一种对应关系（映射关系），
            由于有对应关系，所以我们可以使用Map集合来存储这样的数据，
            可以使用班级作为key，学生作为value，
            Map中的key只能对应一个value，但是我们一个班级中有多个学生，
            我们可以创建一个包含多个学生的集合，让班级和这个集合产生一一对应的关系，
            学生信息分为学号和姓名，这也是一种对应关系，所以我们使用Map集合来存储学生信息
            
    学校Map
            基础班    基础班学生Map
            就业班    就业班学生Map
            
    Map嵌套Map
    


 * 
 */
public class MapTest {
    public static void main(String[] args) {
        //学校Map
        Map<String,Map<String,String>> itheima = new HashMap<String,Map<String,String>>();
        
        //基础班学生Map
        Map<String,String> base = new HashMap<String,String>();
        base.put("01", "zhangsan");
        base.put("02", "lisi");
        
        //就业班学生Map
        Map<String,String> job = new HashMap<String,String>();
        job.put("01", "wangwu");
        job.put("02", "zhaoliu");
        
        //把包含了学生的Map添加到学校Map中
        itheima.put("基础班", base);
        itheima.put("就业班", job);
        
        //遍历学校Map，查看有多少个班级和对应的学生
        //先获取所有的班级
        Set<String> keys =itheima.keySet();
        for (String key : keys) {
            //输出班级名称
            System.out.println("班级名称：" + key);
            
            //根据班级获取对应的所有学生
            Map<String,String> stus = itheima.get(key);
            //获取所有学生的学号
            Set<String> nums = stus.keySet();
            for (String num : nums) {
                //根据学号获取学生姓名
                String name = stus.get(num);
                System.out.println("学号：" + num + ",姓名：" + name);
            }
        }
        
    }
}

案例代码：

package com.gao_03;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/*
 * itheima：基础班,就业班
        基础班:01 zhangsan；02 lisi
        就业班:01 wangwu；02 zhaoliu
        
    更为面向对象
    
    
    学校Map
        基础班    基础班学生List
        就业班    就业班学生List
        
    Map嵌套Collection
        
    
 */
public class MapTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        //学校Map
        Map<String,List<Student>> itheima = new HashMap<String,List<Student>>();
        
        //基础班学生List
        List<Student> base = new ArrayList<Student>();
        base.add(new Student("01","zhangsan"));
        base.add(new Student("02","lisi"));
        
        //就业班学生List
        List<Student> job = new ArrayList<Student>();
        job.add(new Student("01","wangwu"));
        job.add(new Student("02","zhaoliu"));
        
        //把包含了学生对象的List添加到学校Map中
        itheima.put("基础班", base);
        itheima.put("就业班", job);
        
        //遍历学校Map，查看有多少班级和对应的学生
        //获取所有Entry对象
        Set<Map.Entry<String,List<Student>>> entrys = itheima.entrySet();
        for (Map.Entry<String, List<Student>> entry : entrys) {
            //获取班级
            String key = entry.getKey();
            System.out.println("班级名称：" + key);
            //获取包含了学生对象List
            List<Student> value = entry.getValue();
            for (Student student : value) {
                System.out.println(student);
            }
        }
    }
}