Java学习入门-05 -集合浅析

Posted 2020-11-28

集合数据结构体系框架

Collection接口是List/Set/Queue接口的父接口，其中定义的常用的操作方法有（注意此处笔记不完整，演示代码没有导包）：

• 添加功能
  ?i. boolean add(object obj)添加一个元素
  ?ii. boolean addAll(Collection c)将集合c的全部元素添加到原集合元素后返回true
  ?iii. 添加功能永远返回true
• 删除功能
  ?i. void clear();移除所有元素
  ?ii. boolean remove(Object o)移除一个元素
  ?iii. boolean removeAll（Collection c）移除一个集合的元素，只要有一个被移除就返回true，改变原集合，删除原集合中和c中相同的元素
  ?iv. 删除功能只有删除成功后才返回true
• 判断功能
  ?i. boolean contain(object o)判断集合中是否包含指定的元素。
  ?ii. boolean containsAll(Collection c)判断原集合中是否包含指定集合c的所有元素，有则true，
  ?iii. boolean isEmpty()判断集合是否为空
• 获取功能
  ?i. Iterator iterator()迭代器，集合的专用方式，实现遍历的功能
  ?ii. Object next()获取当前元素，并移动到下一个位置
  ?iii. boolean hasNext()判断此位置是否有元素
  ?iv. 迭代器遍历实例在下面
  f) 长度功能
  ?i. int size()元素的个数
  ?ii. 数组和字符串中都是length()方法获取元素个数，集合中是size()方法
  ??因为object包括集合、字符串、数组，所以其不能直接用length方法。
• 交集功能boolean retainAll(Collection c)
  ?两个集合交集的元素给原集合，并判断原集合是否改变，改变则true，不变则false
• 把集合转换为数组
  ?i. Object [] toArray()

1、Set代表元素无序、不可重复的集合

（1）HashSet是Set接口的典型实现，线程执行是非安全的，集合元素可以为null
（2）HashSet通过过两个方法hashCode()和equals()保证元素的唯一性，方法自动生成。当存储对象时则无法确保唯一性，可能需要重写hashCode。
（3）TreeSet是Set接口实现
???+ 1. 底层数据是红黑二叉树
???+ 2. 排序方式：自然排序、比较器排序
???+ 3. 通过比较返回值是否为0来保证元素的唯一性。
例子：

//使用HashSet类随机产生10个不重复的1到20的不重复随机数
public class HashSetDemo {
public static void main(String[] args) {
Random r=new Random();

  HashSet <Integer> hs=new HashSet<Integer>();

  while(hs.size()<10) {
      hs.add((r.nextInt(20)+1));
  }
  for(Integer i:hs) {
      System.out.println(i);
  }

}

}

2、List代表元素有序、可以重复的集合

案例：main()方法中代码

Collection<String> lists = new ArrayList<>();
lists.add("集合lists测试1");
lists.add("集合lists测试2");
lists.add("集合lists测试3");

    CollectionAll listall = new CollectionAll();
    listall.print(lists);

CollectionAll类如下：

package com.paint.test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.List;
public class CollectionAll<T> {

public void print(Collection<T> lists){
    for(T o:lists){
        System.out.println(o);
    }
}

}

利用集合的迭代器遍历(优势是不会轻易改变集合实参值)

public class InteratoeDemo {
public static void main(String[] args) {

  //Collection集合的遍历
  Collection c=new ArrayList();
  c.add("java01");
  c.add("java02");
  c.add("java03");

  Iterator i=c.iterator();

  while(i.hasNext()) {
      //向下转型
      String s=(String) i.next();
      System.out.println(s);
  }
  System.out.println("-----------------");
  //List集合的遍历
  List l=new ArrayList();

  l.add(0,"测试01");
  l.add(1,"测试02");
  l.add(1,"java集合测试");

  ListIterator li=l.listIterator();

  //后向遍历
  while(li.hasNext()) {
      String s=(String)li.next();
      System.out.println(s);
  }
  System.out.println("-----------------");

  //前向遍历
  while(li.hasPrevious()) {
      String s=(String)li.previous();
      System.out.println(s);
  }
  System.out.println("-----------------");

  //get方法遍历
  for(int x=0;x<l.size();x++) {
      String s=(String)l.get(x);
      System.out.println(s);

  }

}
}

3、Queue队列是一种特殊的线性表，它只允许在表的前端进行删除操作，而在表的后端进行插入操作。LinkedList类实现了Queue接口。

public class Main {
public static void main(String[] args) {
//add()和remove()方法在失败的时候会抛出异常(不推荐)
Queue<String> queue = new LinkedList<String>();
//添加元素
queue.offer("a");
queue.offer("b");
queue.offer("c");
queue.offer("d");
queue.offer("e");
for(String q : queue){
System.out.println(q);
}
System.out.println("===");
System.out.println("poll="+queue.poll()); //返回第一个元素，并在队列中删除
for(String q : queue){
System.out.println(q);
}
System.out.println("===");
System.out.println("element="+queue.element()); //返回第一个元素
for(String q : queue){
System.out.println(q);
}
System.out.println("===");
System.out.println("peek="+queue.peek()); //返回第一个元素
for(String q : queue){
System.out.println(q);
}
}
}

4、Map用于保存映射关系的数据

• Map接口有三个比较重要的实现类，分别是HashMap、TreeMap和HashTable。
• TreeMap是有序的，HashMap和HashTable是无序的。
• Hashtable的方法是同步的，HashMap的方法不是同步的。这是两者最主要的区别。

HashMap<K,V>：存储数据采用的哈希表结构，元素的存取顺序不能保证一致。由于要保证键的唯一、不重复，需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。

LinkedHashMap<K,V>：HashMap下有个子类LinkedHashMap，存储数据采用的哈希表结构+链表结构。通过链表结构可以保证元素的存取顺序一致；通过哈希表结构可以保证的键的唯一、不重复，需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。

注意：Map接口中的集合都有两个泛型变量<K,V>,在使用时，要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量<K,V>的数据类型可以相同，也可以不同。

例子：
按照键值遍历

public class MapDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建Map对象
Map<String, String> map = new HashMap<String,String>();
//给map中添加元素
map.put("a", "孙俪");
map.put("b", "范冰冰");
map.put("c", "柳岩");
//获取Map中的所有key
Set<String> keySet = map.keySet();
//遍历存放所有key的Set集合
Iterator<String> it =keySet.iterator();
while(it.hasNext()){ //利用了Iterator迭代器
//得到每一个key
String key = it.next();
//通过key获取对应的value
String value = map.get(key);
System.out.println(key+"="+value);
}
}
}

按照键值对遍历

public class MapDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建Map对象
Map<String, String> map = new HashMap<String,String>();
//给map中添加元素
map.put("a", "孙俪");
map.put("b", "范冰冰");
map.put("c", "柳岩");
//获取Map中的所有key与value的对应关系
Set<Map.Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();
//遍历Set集合
Iterator<Map.Entry<String,String>> it =entrySet.iterator();
while(it.hasNext()){
//得到每一对对应关系
Map.Entry<String,String> entry = it.next();
//通过每一对对应关系获取对应的key
String key = entry.getKey();
//通过每一对对应关系获取对应的value
String value = entry.getValue();
System.out.println(key+"="+value);
}
}