Java集合框架的知识总结

Posted 2020-10-11

说明：先从整体介绍了Java集合框架包含的接口和类，然后总结了集合框架中的一些基本知识和关键点，并结合实例进行简单分析。

 

1、综述

        所有集合类都位于java.util包下。集合中只能保存对象（保存对象的引用变量）。（数组既可以保存基本类型的数据也可以保存对象）。

       当我们把一个对象放入集合中后，系统会把所有集合元素都当成Object类的实例进行处理。从JDK1.5以后，这种状态得到了改进：可以使用泛型来限制集合里元素的类型，并让集合记住所有集合元素的类型（参见具体泛型的内容）。

 

    Java的集合类主要由两个接口派生而出：Collection和Map，Collection和Map是Java集合框架的根接口，这两个接口又包含了一些接口或实现类。

 

 

Set和List接口是Collection接口派生的两个子接口，Queue是Java提供的队列实现，类似于List。

 

 

Map实现类用于保存具有映射关系的数据（key-value）。

 

Set、List和Map可以看做集合的三大类。

     List集合是有序集合，集合中的元素可以重复，访问集合中的元素可以根据元素的索引来访问。

     Set集合是无序集合，集合中的元素不可以重复，访问集合中的元素只能根据元素本身来访问（也是不能集合里元素不允许重复的原因）。

     Map集合中保存Key-value对形式的元素，访问时只能根据每项元素的key来访问其value。

 

对于Set、List和Map三种集合，最常用的实现类分别是HashSet、ArrayList和HashMap三个实现类。（并发控制的集合类，以后有空研究下）。

 

2、Collection接口

     Collection接口是List、Set和Queue接口的父接口，同时可以操作这三个接口。

Collection接口定义操作集合元素的具体方法大家可以参考API文档，这里通过一个例子来说明Collection的添加元素、删除元素、返回集合中元素的个数以及清空集合元素的方法。

public class TestCollection
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Collection c = new ArrayList();
        //添加元素
        c.add("孙悟空");
        //虽然集合里不能放基本类型的值，但Java支持自动装箱
        c.add(6);

        System.out.println("c集合的元素个数为:" + c.size());
       
　　　　 //删除指定元素
        c.remove(6);
       
　　　　 System.out.println("c集合的元素个数为:" + c.size());
        //判断是否包含指定字符串
        System.out.println("c集合的是否包含孙悟空字符串:" + c.contains("孙悟空"));

        c.add("轻量级J2EE企业应用实战");

        System.out.println("c集合的元素：" + c);        

　　　　　Collection books = new HashSet();

        books.add("轻量级J2EE企业应用实战");
        books.add("Struts2权威指南");

        System.out.println("c集合是否完全包含books集合？" + c.containsAll(books));

        //用c集合减去books集合里的元素
        c.removeAll(books);

        System.out.println("c集合的元素：" + c);

        //删除c集合里所有元素
        c.clear();

        System.out.println("c集合的元素：" + c);

        //books集合里只剩下c集合里也同时包含的元素
        books.retainAll(c);

        System.out.println("books集合的元素:" + books);
    }
}

程序输出结果：

c集合的元素个数为:2 
c集合的元素个数为:1 
c集合的是否包含孙悟空字符串:true 
c集合的元素：[孙悟空, 轻量级J2EE企业应用实战] 
c集合是否完全包含books集合？false 
c集合的元素：[孙悟空] 
c集合的元素：[] 
books集合的元素:[]

 

3、两种遍历集合的方法Iterator接口和foreach循环

    1、Iterator接口

 Iterator也是Java集合框架的成员，主要用于遍历（即迭代访问）Collection集合中的元素，也称为迭代器。

提供的三种方法：

boolean hasNext():返回集合里的下一个元素。

Object next():返回集合里下一个元素。

void remove();删除集合里上一次next方法返回的元素。

 

public class TestIterator 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        //创建一个集合 
        Collection books = new HashSet(); 

        books.add("轻量级J2EE企业应用实战"); 
        books.add("Struts2权威指南"); 
        books.add("基于J2EE的Ajax宝典"); 

        //获取books集合对应的迭代器 
        Iterator it = books.iterator(); 

        while(it.hasNext()) 
        { 
　　　　　　　//未使用泛型，需要强制转换
            String book = (String)it.next(); 

            System.out.println(book); 

            if (book.equals("Struts2权威指南")) 
            { 
                it.remove();

        　　　　//使用Iterator迭代过程中，不可修改集合元素,下面代码引发异常
        　　　　//books.remove(book); 

            } 

            //对book变量赋值，不会改变集合元素本身 
             book = "测试字符串"; 

        } 
        System.out.println(books); 
    } 
}

 

程序运行结果：

Struts2权威指南 
基于J2EE的Ajax宝典 
轻量级J2EE企业应用实战 
[基于J2EE的Ajax宝典, 轻量级J2EE企业应用实战]

 

说明：

（1）通过语句“book = "测试字符串"; ”对迭代变量book进行赋值时，当我们再次输出books集合时，集合里的元素没有任何变化。即当使用Iterator对集合元素进行迭代时，Iterator并不是把集合元素本身传给迭代变量，而是把集合元素的值传给了迭代变量。

（2）当使用Iterator来访问Collection集合元素时，只有通过Iterator的remove方法删除（it.remove();）上一次next方法返回的集合元素才可以给集合中添加元素（book = "测试字符串"; ）。否则引发java.util.ConcurrentModificationExcption异常。

 

    2、使用foreach循环遍历集合元素。

格式：for(元素类型 t  元素变量 x ： 遍历对象A) {

                     // 程序块

}

说明：

（1）foreach简化了对数组和集合的遍历，如果不希望遍历整个集合，或者在循环内部需要操作下标值就需要使用传统的for循环。

（2）简化了编程，提高了代码的可读性和安全性（不用怕数组越界）。

（3）foreach一般结合泛型使用

实例应用：

public class TestArray {
    public static void main(String args[]) {
        TestArray test = new TestArray();
        test.test1();
        test.listToArray();
        test.testArray3();

    }

    /**
     * foreach语句输出一维数组
     */
    public void test1() {
        // 定义并初始化一个数组
        int arr[] = { 2, 3, 1 };
        System.out.println("----1----排序前的一维数组");

        for (int x : arr) {
            System.out.println(x); // 逐个输出数组元素的值
        }

        // 对数组排序
        Arrays.sort(arr);

        // 利用java新特性for each循环输出数组
        System.out.println("----1----排序后的一维数组");

        for (int x : arr) {
            System.out.println(x); // 逐个输出数组元素的值
        }
    }

    /**
     * 集合转换为一维数组
     */
    public void listToArray() {
        // 创建List并添加元素
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("1");
        list.add("3");
        list.add("4");

        // 利用froeach语句输出集合元素
        System.out.println("----2----froeach语句输出集合元素");

        for (String x : list) {
            System.out.println(x);
        }

        // 将ArrayList转换为数组
        Object s[] = list.toArray();

        // 利用froeach语句输出集合元素
        System.out.println("----2----froeach语句输出集合转换而来的数组元素");

        for (Object x : s) {
            System.out.println(x.toString()); // 逐个输出数组元素的值
        }
    }

    /**
     * foreach输出二维数组测试
     */
    public void testArray2() {
        int arr2[][] = { { 4, 3 }, { 1, 2 } };

        System.out.println("----3----foreach输出二维数组测试");

        for (int x[] : arr2) {
            for (int e : x) {
                System.out.println(e); // 逐个输出数组元素的值
            }
        }
    }

    /**
     * foreach输出三维数组
     */
    public void testArray3() {
        int arr[][][] = { { { 1, 2 }, { 3, 4 } }, { { 5, 6 }, { 7, 8 } } };

        System.out.println("----4----foreach输出三维数组测试");

        for (int[][] a2 : arr) {
            for (int[] a1 : a2) {
                for (int x : a1) {
                    System.out.println(x);
                }
            }
        }
    }
}

程序运行结果：

----1----排序前的一维数组 
2 
3 
1 
----1----排序后的一维数组 
1 
2 
3 
----2----froeach语句输出集合元素 
1 
3 
4 
----2----froeach语句输出集合转换而来的数组元素 
1 
3 
4 
----4----foreach输出三维数组测试 
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