第48节：Java当中的集合框架

Posted 2021-01-07 程序员哆啦A梦

Java当中的集合框架

01

在我们班里有50位同学，就有50位对象。

// 简书作者：达叔小生
Student[] stus = new Student[20];

结果来了一位插班生，该同学因为觉得学IT行业好，才要求老师转专业的。可以结果没有多余的空位了，数组里的长度都是安排好的，没有空间了。

为了解决新同学的问题，老师们重新创建一个空间（重复创建一个新的数组），为了能够更好的解决问题，老师提供了可以不断扩大空间（Java提供了集合，当数据多了，个数不稳定时，可以用集合）。

在Java中，数组的长度是不可以改变的，在数组中存储的是同种类型的元素，可以存储基本数据类型值；但是集合的长度是可以改变的，存储的是对象，对象的类型可以不一样，集合是存储对象的，当数据多，即对象多的时候，可以用集合来存储。

虽然数组和集合类都是容器
为什么用集合来解决问题，数组难道就不可以吗？

数组也可以存储对象的，但是因为长度的固定，限制了数组，而集合的长度是可以改变的，在数组中可以用来存储基本数据类型，而在集合中只能用来存储对象，但是可以存的对象可以是不同类型的对象哦~

数组可以存放基本数据类型和对象
集合只能存放对象

在Java语言这种面向对象语言中，对一切事物的体现都可以用对象的形式来表现，为了对对象进行方便的操作，Java就提供了集合这个名词，用来存储对象一种方式。

02

类集合框架主体

集合框架的构成及分类

// 简书作者：达叔小生
java.util
类 Vector<E>
java.lang.Object
 -> java.util.AbstractCollection<E>
  -> java.util.AbstractList<E>
   -> java.util.Vector<E>

// 简书作者：达叔小生
public class Vector<E>
extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess,Cloneable,Serializable

类集框架，那么什么是类集框架，集合的种类有哪些，类集框架的基础结构。

类集框架是一组类和接口的集合，位于java.util包当中，是用来用户存储和管理对象的，在这个类集合框架中，我们主要学习的为三大类，分别是集合，列表和映射。

集合，列表，映射

类集合框架是jdk提供的一类类和接口，主要掌握集合，列表，映射，集合是无序的，集合中的元素不允许是重复的，列表是有序的，列表中的元素是允许重复的，映射是以键值对的方式来存储数据，键是不可重复的，值是可以重复的。

其实在jdk最早的时候jdk1.0版的时候，提供的集合是很少的，但是随着发展，到jdk1.2的时候就变多了，为了营造更多的需求，就有了集合框架。

所以的根接口为Collection.

// 简书作者：达叔小生
// 集合框架体系
Iterator
 ->Collection
 -> Map

// 简书作者：达叔小生
Collection
 -> Set 无序不重复 -> 无序HashSet，需要排序TreeSet
 -> List 有序可重复 -> 查，改ArrayList，增删LinkedList

Map
 -> 无序 HashMap
 -> 排序 TreeMap

03

顶级Iterator和Collection

Collection的相关方法，可以去官方下载文档来看哦：

方法	说明
add(E e)	返回的是boolean的类型，确保collection包含指定的元素
addAll(Collection<? extends E> e)	返回的是boolean的类型，将指定collection中的所有元素添加到collection中
clear()	返回Void，移除此collection中的所有元素
contains(Object o)	返回boolean类型，如果此collection包含指定的元素，则返回true
containsAll(Collection<?> c)	返回boolean类型，如果此collection包含指定collection中的所有元素，则返回true
equals(Object o)	返回boolean类型，比较collection与指定对象是否相等
hashCode()	返回的是int类型，返回此 collection 的哈希码值
isEmpty()	返回 boolean类型，如果此collection不包含元素，则返回true
iterator()	返回Iterater<E>，返回在此collection的元素上进行迭代的迭代器
size()	返回Int类型，返回此collection中的元素数

Collection接口：它定义了集合体系中最共性的功能

// 简书作者：达叔小生
java.util
接口 Collection<E>
所有超级接口：
Iterable<E>

// 简书作者：达叔小生
public interface Collection<E>
extends Iterable<E>

Collection接口为层次结构中的根接口，由上方提供的图片得知，Collection表示为一组对象，这些对象称为Collection的元素，在这个类集合框架中，我们主要学习的为三大类，分别是集合，列表和映射。

注意一些collection允许有重复的元素，有的不允许，有的是有序的，有的是无序的。

这些都跟三大类有关。

在java中，jdk不提供Collection接口的实现，都是由它的子接口进行实现的。

Collection是List和Set的父类

List和Set也都是由再次向下，由它们的子类接口实现的。

// 简书作者：达叔小生
Set 和 HashSet 为Set的实现类 使用
Iterator -> Collection -> Set -> HashSet
Iterator -> Collection -> List -> ArrayList

来解释：一些collection允许有重复的元素，有的不允许，有的是有序的，有的是无序的。是因为数据结构的不同。为 -> 三大类集合，列表，映射

出现了集合框架，有了很多种容器可以完成很多需求，我们区分容器是靠着每个容器的数据结构不同，去命名了解的。

04

三大类集合，列表，映射

Set为集合，在集合中的对象是不按照顺序排列的，并且是没有重复的对象的。
简单为：无序，无重复。

List为列表，中在列表中的对象是由顺序的排序的，并且是有重复的对象。
简单为：有序，有重复。

Map为映射，在集合中的每个元素都有一个键对象和一个值对象，在Map中键是不可以重复的，值是可以重复的。
键不可重复，值可以重复；

Set为无序集合，无序无重复；
List为有序集合，有序有重复；
Map为映射，存储键值对，键不可重复，值可以重复；

05

Collection是所有集合类的根接口，有人问那么这个呢？
Collections，其实这个是集合操作的工具类。

// 简书作者：达叔小生
Collection
 -> Set
  -> HashSet
  -> LinkedHashSet
  -> TreeSet

 -> List
  -> ArrayList
  -> Vector
  -> LinkedList

 -> Queue
  -> LinkedList
  -> PriorityQueue

 -> Map
  -> Hashtable
  -> HashMap
  -> TreeMap
  -> LinkedHashMap

// 简书作者：达叔小生
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

public class Demo{
 public static void main(String args[]){
 // 创建列表的实现类对象
  ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<String>();
 // 添加数据
 arrayList.add("a");
 arrayList.add("b");
 arrayList.add("c");
// 移除
 arrayList.remove(1);
 // 获取数据
 String s = arrayList.get(1);
 System.out.println(s);
 // 获取长度
 int a = arrayList.size();
 // 打印所有元素
 for(int i=0; i<arrayList.size(); i++){
  String s = arrayList.get(i);
  System.out.println(s);
 }
 }
}

Set 和 HashSet 为Set的实现类 使用

// 简书作者：达叔小生
import java.util.Set;
import java.util.HashSet;
public class Demo{
 public static void main(String args[]){
  HashSet<String> hashSet = new HashSet<String>();
 Set<String> set = hashSet;
 // 实现类向上转型为接口
 // 同理 Set<String> set = new HashSet<String>();
 // 添加元素
 set.add("a"); 
 set.add("b");
 set.add("c");
 set.add("d");
 // 获取集合中的元素长度
 int a = set.size();
 }
}

Iterator 接口 迭代器对象

迭代是Java中的用来表示取元素的名称而已，Iterator 接口 迭代器对象用来取元素，无论是什么数据结构，最终共性的取出方式，取值是一个一个取的，在之前先要判断是否有值，如果有就取一个，如果没有就over，不取。

// 简书作者：达叔小生
Iterator - > Collection -> Set - > HashSet
hasNext() next()
it.hasNext() 是否还有元素
it.next() 取出元素

Iterator -> Collection -> List -> ArrayList

Set 和 HashSet 为Set的实现类 使用

// 简书作者：达叔小生
hasNext() 判断是否还有下一个元素
next() 取出这个元素，然后把游标移动到下一位

Iterator -> Collection -> Set -> HashSet

// 简书作者：达叔小生
import java.util.Set;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
public class Demo{
 public static void main(String args[]){
  HashSet<String> hashSet = new HashSet<String>();
 Set<String> set = hashSet;
 // 实现类向上转型为接口
 // 同理 Set<String> set = new HashSet<String>();
 // 添加元素
 set.add("a"); 
 set.add("b");
 set.add("c");
 set.add("d");
 // 迭代器 iterator() 遍历整个set
// 通过迭代器取出集合中的对象
 Iterator<String> it = set.iterator<String>();
 while(it.hasNext){
  String s = it.next();
  System.out.println(s);
 }
 }
}

Iterator迭代器 iterator()

// 简书作者：达叔小生
Iterator<E> iterator()
// 返回在此collection的元素上的迭代效果。

接口Iterable<E>中的iterator
在此collection的元素上进行迭代
iterator()可以获取具体容器中的迭代器对象
迭代器返回的是Iterator接口

迭代器的方法

方法	说明
hasNext()	返回boolean类型，如果有元素可以迭代（取出），则返回true
next()	返回E，返回迭代的下一个元素
remove()	返回void，从迭代器中移除迭代器返回的最后一个元素

java.util.NoSuchElementException 没有这个元素异常
it.next()

// 简书作者：达叔小生
public class IteratorDemo{
 public static void mian(String[] args){
  // 创建集合对象
  Collection collection  = new ArrayList();
 // 存储的是对象的引用
 // 集合存储不了基本数据类型
 // collection.add(12); == 内部效果 collection.add(Integer.valueOf(12); // 自动装箱
 // 即在jdk1.5后，存储的是基本数据类型包装类的对象
  collection.add("ab");
  collection.add("bbb");
  collection.add("cbbb");
  collection.add("dbbbb");
  // 获取迭代器 iterator()方法
  Iterator it = collection.iterator();
  while(it.hasNext(){
   System.out.println(it.next());
  }
  // 
   //可以转变为
   // for(Iterator it = collection.iterator(); it.hasNext(); ) {}
  //
  // 每个存储对象的长度
  for(Iterator it = collection.iterator(); it.hasNext(); ){
   // 取出对象
   Object object = it.next();
   // 向下转型，才能使用元素的特殊方法
   String str = (String)object;
   // 打印对象长度
   System.out.println(str.length());
  } 
 }
}

// 简书作者：达叔小生
// 可以使用这个，节省内存
for(java.util.Iterator iterator = collection.iterator(){
 Object object = (Object) iterator.next();
}

06

// 简书作者：达叔小生
// 创建一个Student类
public class Student{
 // 定义私有的String变量 name
 private String name;
 // 定义私有的int变量 age
 private int age;
 // 创建构造函数
 public Student(){
  super();
 }
 public Student(String name, int age){
  super();
  this.name = name;
  this.age = age;
 }
 // 创建toString()方法
 @Override
 public String toString(){
  return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
 }
 // 创建getXxx()，setXXX()方法
 public String getName(){
  return name;
 };
 public void setName(String name){
  this.name = name;
 }
 public int getAge(){
  return age;
 }
 public void setAge(int age){
  this.age = age;
 }
 // equals();
 @Override
 public boolean equals(Object obj){
  if(this == obj){
   return; 
  }
  if(! (obj instanceof Student) ){
   throw new ClassCastException("类型错误");
  }
   Student stu = (Student)obj;
   return this.name.equals(stu.name) && this.age == stu.age;
 }
}

equals()方法

// 简书作者：达叔小生
public class CollectionDemo {
 public static void main(String[] args){
  // 创建集合对象
 Collection collection = new ArrayList();
 // 添加元素 添加一个地址两次为重复
 Student stu = new Student( "a",12 );
 collection.add( stu );
 collection.add( new Student("b",13) );
 collection.add( new Student("c",14) );
 collection.add( new Student("d",15) );
 for(Iterator it = collection.iterator(); it.hasNext(); ){
  Student student = (Student) it.next();
  System.out.println(student.getName());
 }
 }
}

Map 与 HashMap(Map的实现类) 的使用

Map 为映射，映射中的每个元素都有一个键对象和一个值对象，在Map中键是不可以重复的，值是可以重复的。从jdk1.2有了这个类。

// 简书作者：达叔小生
java.util
Interface Map<K,V>
K - the type of keys maintained by this map
V - the type of mapped values

Map是一种对象，将keys键和values值建立起一种映射关系，一个map不能有重复的keys，每个key只能唯一映射到一个值。

// 简书作者：达叔小生
import java.util.Map;
import java.util.HahMap;
public class Demo{
 public static void main(String args[]){
  HashMap<String,String> hasMap = new  HashMap<String,String>();
  Map<String,String> map = hasMap;
 // 向上转型
 // 同理 Map<Stirng,String> map = new HashMap<String,String>();
 // put() 用来存放键值对
 map.put("1","a");
 map.put("2","b");
 map.put("3","c");
// 获取长度
 int i = map.size();
// 获取键为2的值
 String s = map.get("2");
 }
}

在Map中键是不可以重复的，值是可以重复的。如果map中添加一样的键，那么新的值会覆盖老的值。

Collection

// 简书作者：达叔小生
public interface List<E>
extends Collection<E>

// 简书作者：达叔小生
java.util
接口 List<E>
所有超级接口：Collection<E>，Iterable<E>
所有已知实现类：AbstractList，AbstractSequentialList，ArrayList，AttributeList，CopyOnWriteArrayList，LinkedList，RoleList，Vector，Stack。
可以用 ArrayList

public interface List<E> extends Collection<E>

// 简书作者：达叔小生
public class ListDemo{
 public static void main(String[] args){
  // List
  List list = new ArrayList();
 // 添加元素
 list.add( new Student("a",12) );
 list.add( new Student("b",13) );
 list.add( new Student("c",14) );
 // 插入元素
 // list.add( 1, new Student("d",15) );
 // list.remove(44); 
 // 角标越界IndexOutOfBoundsException)
 // list.set( 2, new Student("dashucoding", 16) );
 // 循环出对象
 for(Iterator it = List.iterator(); it.hasNext(); ){
  Student stu = (Student) it.next();
  System.out.println(stu);
 }
 // 获取对象
 Object obj = list.get(1);
 System.out.println(obj);
 // 获取对象
 for(int i = 0; i<list.size(); i++){
  System.out.println(list.get(i));
 }
}

往后余生，唯独有你
简书作者：达叔小生
90后帅气小伙，良好的开发习惯；独立思考的能力；主动并且善于沟通
简书博客： https://www.jianshu.com/u/c785ece603d1

结语

• 下面我将继续对 其他知识 深入讲解 ，有兴趣可以继续关注
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