JavaSE集合基础总览

Posted 2021-01-10 龙渊

Java集合

Java集合，也称之为容器。基本上你写所有的Java程序，都必须要用到一个包。该API基本都位于java.util工具类包中，是JavaSE中的重中之重。
简单可以总结为“1136”，分别是一个图，一个类，三个知识点，六个接口。下面逐个剖析。

1.一个图

备注：

• 实现Collection接口的，基本都是按个的方式存入的集合类。
• 实现Map接口的，基本都是按照键值对的方式存入的集合类。
• 这两个接口都定义了该类型集合的基本方法。
• Collectionz中，两个对象互相equalsw为true，即为重复。（或者说，是hashCode中相等）

(1)六个接口：Collection接口

 1 import java.util.*;
 2 
 3 public class CollectionTest {
 4     public static void main(String[] args) {
 5         // 父类引用，指向子类对象
 6         // 为求方便更换其他子类的实现
 7         Collection c = new ArrayList<>();
 8         // 可以放入不同类型的对象
 9         c.add("hello");
10         c.add("f1");
11         c.add(new Integer(100));
12         System.out.println(c.size());   // 3
13         System.out.println(c);  // [hello,f1,100]
14     }
15 }

 

(2)六个接口：Iterator接口

大部分容器类，都必须实现Collection接口，而实现该接口必须实现其的iterator方法。
iterator方法的作用就是，所有实现Collection接口方法的容器子类，不管其具体的实现、使用的数据结构，其必须提供一个iterator方法用以进行统一的遍历数据方式。
（举个栗子，我不管你馒头店具体是怎么去做馒头，存储馒头的，反正你做馒头必须要实现卖馒头的方法，我去到按照金钱交易的方式一定能得到馒头）
所以：

• 所有实现了Collection接口的容器类都有一个iterator方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象。
• Iterator对象称为迭代器，用以方便的实现对容器内元素的遍历操作。
• Iterator对象的的remove方法是在迭代中删除元素的唯一的安全方法
• 也可以使用增强的for循环遍历容器数据，但是因为不方便操作，除了简单的遍历读取外，不建议使用。 示例：
  

   1 import java.util.*;
   2 
   3 public class IteratorTest {
   4     public static void main(String[] args) {
   5         Collection c = new HashSet<>();
   6         c.add(new Name("f1", "l1"));
   7         c.add(new Name("f2", "l2"));
   8         c.add(new Name("f3", "l3"));
   9         Iterator i = c.iterator();
  10         while (i.hasNext()) {
  11             //next()的返回值为Object，需要转换为相应类型
  12             Name = n = (Name) i.next();
  13             System.out.println(n.getName());
  14             // 因为set没有顺序，所以返回[f2,f1,f3,l1,l2,l3]
  15         }
  16     }
  17 }

   

(3)六个接口：Set接口

• Set接口是Collection的子接口，Set接口没有提供额外的方法，但是实现Set接口的容器类中的元素是没有顺序的，且不可重复。
• Set容器可以与数学中“集合”的概率相对应。
• Java API中所提供的Set容器类有HashSet、TreeSet等。
  示例：
  

   1 import java.util.*;
   2 
   3 /**
   4  * 求交集 去重
   5  */
   6 public class SetTest {
   7     public static void main(String[] args) {
   8         Set s1 = new HashSet<>();
   9         Set s2 = new HashSet<>();
  10         s1.add("a");s1.add("b");s1.add("c");
  11         s2.add("d");s2.add("a");s2.add("b");
  12         //Set和List容器类都具有Constructor(Constructor c)
  13         //构造方法用以初始化容器类
  14         Set sn = new HashSet<>(s1);
  15         sn.retainAll(s2);
  16         Set su = new HashSet<>(s1);
  17         su.addAll(s2);
  18         System.out.println(sn);// [a,b]
  19         System.out.println(su);// [d,a,c,b]
  20     }
  21 }

   

(4)六个接口：List接口

• List接口是Collection的子接口，实现List接口的容器类中的元素是有序的，且可重复的。
• List容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器的位置，可以根据序号存取容器中的元素。
• Java API所提供的List容器类有ArrayList、LinkeList等。

一个类：Collections类

• 该类位于java.util.Collections，提供了一些静态方法实现了基于List容器的一些常用算法。
• sort (对List容器内的元素进行排序)
• shuffle (对List容器内的对象进行随机排序)
• reverse (对List容器内的对象进行逆序排序)
• fill (用一个特定的对象重写整个List容器)
• copy (将src List容器内容拷贝到dest List容器)
• binarySearch (对于顺序的List容器，采用二分法查找的方式查找特定对象)
  其余的方法可以具体去看API文档，再给个示例：
  

   1 import java.util.*;
   2 /**
   3  * 举例部分Collections的算法排序，具体看API
   4  */
   5 public class Collections {
   6     public static void main(String[] args) {
   7         List l1 = new LinkedList<>();
   8         for (int i = 0; i <= 9; i++) {
   9             l1.add("a" + i);
  10         }
  11         /**
  12          * 目前l1的值排序为： [a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9]
  13          */
  14         Collections.reverse(l1);// 逆序排序
  15         System.out.println(l1);// [a9,a8,a7,a6,a5,a4,a3,a2,a1,a0]
  16         Collections.shuffle(l1);// 随机排序
  17         System.out.println(l1);// [a1,a3,a8,a9,a4,a6,a5,a2,a0,a7]
  18         Collections.sort(l1);// 正序排序
  19         System.out.println(l1);// [a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9]
  20         System.out.println(Collections.binarySearch(l1, "a5"));// 6
  21     }
  22 }

   

(5)六个接口：Comparable接口

• 问题：Collections类的方法算法根据什么来确定容器中对象的“大小”顺序？
• 所有可以“排序”的类，都实现了java.lang.Comparable接口，Comparable接口只有一个方法，compareTo，该方法：
  • 返回0表示this == obj
  • 返回正数表示this > obj
  • 返回负数表示this < obj
• 实现了Comparable接口的类通过重写compareTo方法从而确定该类对象的排序的具体方式。

(6)六个接口：Map接口

• 实现Map接口的类用来存储键值对。
• Map接口的实现类有HashMap和TreeMap等。Map类中存储的键值对通过键来标识，所以键值 不能重复。

泛型

• 起因：
  • JDK1.4以前类型不明确
    • 装入集合的类型都被当作Object对待，从而失去了自己的实际类型。
    • 从集合中取出时往往需要转型，效率低，容易发生错误。
• 解决办法：
  • 在定义集合的时候同时定义集合中对象的类型。
  • ：
    • 可以在定义Collection的时候指定。
    • 也可以在循环时用Iteration指定。
• 好处：
  • 增强程序的可读性和稳定性。

总结

• 一个图
• 一个类
  • Collections
• 三个知识点
  • For - 增强的for循环
  • Generic - 泛型
  • Auto-boxing/unboxing - 自动打包、解包
• 六个接口(如上)