Java 单列集合方法解析与应用
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java 单列集合方法解析与应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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集合概述
这是Java的集合框架图，从该图中可以看到，Java 集合框架主要包括两种类型的容器，一种是集合（Collection），存储一个元素集合，另一种是图（Map），存储键/值对映射。Collection 接口又有 3 种子类型，List、Set 和 Queue，再下面是一些抽象类，最后是具体实现类，常用的有 ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap 等等。
集合框架是一个用来代表和操纵集合的统一架构。所有的集合框架都包含如下内容：
-
接口：是代表集合的抽象数据类型。例如 Collection、List、Set、Map 等。之所以定义多个接口，是为了以不同的方式操作集合对象
-
实现（类）：是集合接口的具体实现。从本质上讲，它们是可重复使用的数据结构，例如：ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。
-
算法：是实现集合接口的对象里的方法执行的一些有用的计算，例如：搜索和排序。这些算法被称为多态，那是因为相同的方法可以在相似的接口上有着不同的实现。
例如下图集合框架的三个内容的分别举例：1
除了集合，该框架也定义了几个 Map 接口和类。Map 里存储的是键/值对。尽管 Map 不是集合，但是它们完全整合在集合中。
继承树
Collection体系的继承树：
Map体系的继承树：
集合接口
集合框架定义了一些接口。
下表是对每个接口的概述：
| 接口 | 接口描述 |
|---|---|
| Collection | Collection 接口 Collection 是最基本的集合接口，一个 Collection 代表一组 Object，即 Collection 的元素, Java不提供直接继承自Collection的类，只提供继承于的子接口(如List和set)。Collection 接口存储一组不唯一，无序的对象。 |
| List | List 接口 List接口是一个有序的 Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置，能够通过索引(元素在List中位置，类似于数组的下标)来访问List中的元素，第一个元素的索引为 0，而且允许有相同的元素。List 接口存储一组不唯一，有序（插入顺序）的对象。 |
| Set | Set 具有与 Collection 完全一样的接口，只是行为上不同，Set 不保存重复的元素。Set 接口存储一组唯一，无序的对象。 |
| SortedSet | SortedSet 继承于Set保存有序的集合。 |
| Map | Map 接口存储一组键值对象，提供key（键）到value（值）的映射。 |
| Map.Entry | Map.Entry 描述在一个Map中的一个元素（键/值对）。是一个 Map 的内部接口。 |
| SortedMap | SortedMap 继承于 Map，使 Key 保持在升序排列。 |
| Enumeration | Enumeration 这是一个传统的接口和定义的方法，通过它可以枚举（一次获得一个）对象集合中的元素。这个传统接口已被迭代器取代。 |
Set和List的区别
- Set 接口实例存储的是无序的，不重复的数据。List 接口实例存储的是有序的，可以重复的元素。
- Set 检索效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变 <实现类有HashSet,TreeSet>。
- List 和数组类似，可以动态增长，根据实际存储的数据的长度自动增长 List 的长度。查找元素效率高，插入删除效率低，因为会引起其他元素位置改变 <实现类有ArrayList,LinkedList,Vector> 。
数组和集合的区别
相同点
- 都是容器,可以存储多个数据
不同点
- 数组的长度是不可变的,集合的长度是可变的
- 数组可以存基本数据类型和引用数据类型
- 集合只能存引用数据类型,如果要存基本数据类型,需要存对应的包装类
单列集合具体应用
将上述Java的集合框架图进行缩减为下图继承树所示，我们经常编写的是实现类实现下面这些接口。
1. Collection集合
1.1 Collection 集合概述
Collection 集合是单例集合的顶层接口,它表示一组对象,这些对象也称为Collection的元素
JDK 不提供此接口的任何直接实现。它提供更具体的子接口(如Set和List)实现
1.2 创建Collection集合的对象
使用多态的方式：可以使用具体的实现类ArrayList（）或者 LinkedList（）
1.3 Collection集合常用方法
| 方法名 | 说明 |
|---|---|
| boolean add(E e) | 添加元素 |
| boolean remove(Object o) | 从集合中移除指定的元素 |
| boolean removeIf(Object o) | 根据条件进行移除 |
| void clear() | 清空集合中的元素 |
| boolean contains(Object o) | 判断集合中是否存在指定的元素 |
| boolean isEmpty() | 判断集合是否为空 |
| int size() | 集合的长度，也就是集合中元素的个数 |
1.4 Collection集合的遍历：迭代器
迭代器介绍
- 迭代器,集合的专用遍历方式
- Iterator iterator(): 返回此集合中元素的迭代器,通过集合对象的iterator()方法得到
Iterator中的常用方法：
- boolean hasNext(): 判断当前位置是否有元素可以被取出
- E next(): 获取当前位置的元素,将迭代器对象移向下一个索引位置
代码示例：
public class test
public static void main(String[] args)
// 创建集合对象
Collection<String> c = new LinkedList<>();
// 添加元素
c.add("小爱");
c.add("小童");
c.add("小梦");
c.add("小倩");
// Iterator<E> iterator()：返回此集合中元素的迭代器，通过集合的iterator()方法得到
Iterator<String> it = c.iterator();
//用while循环改进元素的判断和获取
System.out.println("迭代器############################");
while (it.hasNext())
String s = it.next();
System.out.println(s);
// 增强for
System.out.println("增强for循环############################");
for (String s : c)
System.out.println(s);
扩展：迭代器中删除的方法
void remove(): 删除迭代器对象当前指向的元素（迭代器删了，源集合也删除）
public class IteratorDemo2
public static void main(String[] args)
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("a");
list.add("b");
list.add("b");
list.add("c");
list.add("d");
Iterator<String> it = list.iterator();
while(it.hasNext())
String s = it.next();
if("b".equals(s))
//指向谁,那么此时就删除谁.
it.remove();
System.out.println(list);
1.5 Collection集合的遍历：增强for循环
说明：
- 它是JDK5之后出现的,其内部原理是一个Iterator迭代器
- 实现Iterable接口的类才可以使用迭代器和增强for
- 简化数组和Collection集合的遍历
格式：
for(集合/数组中元素的数据类型 变量名 : 集合/数组名)
// 已经将当前遍历到的元素封装到变量中了,直接使用变量即可
小技巧：在IEDA中集合对象后加.for就可自动提示补全，如下面所示：
回车就自动补全了，
1.6 代码示例
public class test
public static void main(String[] args)
// 创建集合对象
Collection<String> c = new LinkedList<>();
// 添加元素
c.add("小爱");
c.add("小童");
c.add("小梦");
c.add("小倩");
// Iterator<E> iterator()：返回此集合中元素的迭代器，通过集合的iterator()方法得到
Iterator<String> it = c.iterator();
//用while循环改进元素的判断和获取
System.out.println("迭代器############################");
while (it.hasNext())
String s = it.next();
System.out.println(s);
//1,数据类型一定是集合或者数组中元素的类型
//2,str仅仅是一个变量名而已,在循环的过程中,依次表示集合或者数组中的每一个元素
//3,c就是要遍历的集合或者数组
// 增强for
System.out.println("增强for循环############################");
for (String str : c)
System.out.println(str);
2. List集合
2.1 List集合的概述
List集合的概述：
- 有序集合,这里的有序指的是存取顺序
- 用户可以精确控制列表中每个元素的插入位置,用户可以通过整数索引访问元素,并搜索列表中的元素
- 与Set集合不同,列表通常允许重复的元素
List集合的特点：
- 存取有序
- 可以重复
- 有索引
2.2 List集合的特有方法
如上图所示：List继承Collection接口，List也能用Collection的所有方法
接口只是一种规范，实现了这个接口就能用里面的所有方法，也就是下面的方法。
| 方法名 | 说明 |
|---|---|
| boolean add(E e) | 添加元素 |
| boolean remove(Object o) | 从集合中移除指定的元素 |
| boolean removeIf(Object o) | 根据条件进行移除 |
| void clear() | 清空集合中的元素 |
| boolean contains(Object o) | 判断集合中是否存在指定的元素 |
| boolean isEmpty() | 判断集合是否为空 |
| int size() | 集合的长度，也就是集合中元素的个数 |
但是也不止于此，List里面还有一些特有方法
| 方法名 | 描述 |
|---|---|
| void add(int index,E element) | 在此集合中的指定位置插入指定的元素 |
| E remove(int index) | 删除指定索引处的元素，返回被删除的元素 |
| E set(int index,E element) | 修改指定索引处的元素，返回被修改的元素 |
| E get(int index) | 返回指定索引处的元素 |
3. Queue集合
队列结构： 先进先出
3.2 Queue集合的特有方法
| 方法名 | 描述 |
|---|---|
| public boolean add(E e) | 如果可以在不违反容量限制的情况下立即执行此操作，则将指定的元素插入此队列，成功时返回 true ，如果当前没有空间，则抛出 IllegalStateException 。 |
| public E element() | 检索但不删除此队列的头部。 |
| public boolean offer(E e) | 如果可以在不违反容量限制的情况下立即执行此操作，则将指定的元素插入此队列。 |
| public E peek() | 检索但不删除此队列的头部，如果此队列为空，则返回 null 。 |
| public E poll() | 检索并删除此队列的头部，如果此队列为空，则返回 null 。 |
| public E remove() | 检索并删除此队列的头部。 |
4. List与Queue集合的实现类
4.1 集合子类的特点
-
ArrayList集合
底层是数组结构实现，查询快、增删慢
-
LinkedList集合
底层是链表结构实现，查询慢、增删快
4.2 LinkedList集合的特有功能
注意：ArrayList 的方法和 LinkedList 相同，但它没有两端操作数据的方法
特有方法
| 方法名 | 说明 |
|---|---|
| public void addFirst(E e) | 在该列表开头插入指定的元素 |
| public void addLast(E e) | 将指定的元素追加到此列表的末尾 |
| public E getFirst() | 返回此列表中的第一个元素 |
| public E getLast() | 返回此列表中的最后一个元素 |
| public E removeFirst() | 从此列表中删除并返回第一个元素 |
| public E removeLast() | 从此列表中删除并返回最后一个元素 |
更多的 LinkedList的方法说明可以查看：https://www.runoob.com/manual/jdk11api/java.base/java/util/LinkedList.html
5 Set集合
5.1 Set集合概述和特点
- 不可以存储重复元素
- 没有索引,不能使用普通for循环遍历
5.2 Set集合的使用
存储字符串并遍历
public class MySet1
public static void main(String[] args)
//创建集合对象
Set<String> set = new TreeSet<>();
//添加元素
set.add("ccc");
set.add("aaa");
set.add("aaa");
set.add("bbb");
// for (int i = 0; i < set.size(); i++)
// //Set集合是没有索引的，所以不能使用通过索引获取元素的方法
//
//遍历集合
Iterator<String> it = set.iterator();
while (it.hasNext())
String s = it.next();
System.out.println(s);
System.out.println("-----------------------------------");
for (String s : set)
System.out.println(s);
6. Set集合的实现类
6.1 TreeSet集合
- 不可以存储重复元素
- 没有索引
- 可以将元素按照规则进行排序
- TreeSet()：根据其元素的自然排序进行排序
- TreeSet(Comparator comparator) ：根据指定的比较器进行排序
6.1.2 TreeSet集合基本使用
存储Integer类型的整数并遍历
public class TreeSetDemo01
public static void main(String[] args)
//创建集合对象
TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();
//添加元素
ts.add(10);
ts.add(40);
ts.add(30);
ts.add(50);
ts.add(20);
ts.add(30);
//遍历集合
for(Integer i : ts)
System.out.println(i);
6.2 HashSet集合
- 底层数据结构是哈希表
- 存取无序
- 不可以存储重复元素
- 没有索引,不能使用普通for循环遍历
6.2.1 HashSet集合的基本应用
存储字符串并遍历
public class HashSetDemo
public static void main(String[] args)
//创建集合对象
HashSet<String> set = new HashSet<String>();
//添加元素
set.add("hello");
set.add("world");
set.add("java");
//不包含重复元素的集合
set.add("world");
//遍历
for(String s : set)
System.out.println(s);
扩展：哈希值
哈希值简介：是JDK根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值，表示对象的一种特性。
-
如何获取哈希值
Object类中的public int hashCode()：返回对象的哈希码值
-
哈希值的特点
- 同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的
- 默认情况下，不同对象的哈希值是不同的。而重写hashCode()方法，可以实现让不同对象的哈希值相同
以上是关于Java 单列集合方法解析与应用的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章