概述
- 集合类的由来:
- 对象用于封装特有数据,对象多了需要存储,如果对象的个数不确定。就使用集合容器进行存储。
- 集合特点:
- 用于存储对象的容器。
- 集合的长度是可变的。
- 集合中不可以存储基本数据类型值。
体系
- 集合容器因为内部的数据结构不同,有多种具体容器。不断的向上抽取,就形成了集合框架。
- 框架的顶层就是Collection接口:
- List:有序(存入和取出的顺序一致),元素都有索引(角标),元素可以重复。
- Set:元素不能重复,无序。
功能(Collection接口)
添加
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2boolean add(E e);
boolean addAll(Collection coll);判断
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3boolean remove(object obj):
boolean removeAll(Collection coll);
void clear();删除
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3boolean contains(object obj):
boolean containsAll(Colllection coll);
boolean isEmpty();//判断集合中是否有元素。获取
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9int size():
Iterator iterator():取出元素的方式:迭代器。
该对象必须依赖于具体容器,因为每一个容器的数据结构都不同。
所以该迭代器对象是在容器中进行内部实现的。
对于使用容器者而言,具体的实现不重要,只要通过容器获取到该实现的迭代器的对象即可,
也就是iterator方法。
Iterator接口就是对所有的Collection容器进行元素取出的公共接口。
其实就是抓娃娃游戏机中的夹子!其他
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2boolean retainAll(Collection coll);//取交集。
Object[] toArray();//将集合转成数组。
方法演示
展示一下如何使用这些方法
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72public class CollectionDemo {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
Collection coll = new ArrayList();
// show(coll);
Collection c1 = new ArrayList();
Collection c2 = new ArrayList();
show(c1,c2);
}
public static void show(Collection coll){
//1,添加元素。add.
coll.add("abc1");
coll.add("abc2");
coll.add("abc3");
System.out.println(coll);
//2,删除元素。remove
coll.remove("abc2");//会改变集合的长度
//清空集合.
//coll.clear();
System.out.println(coll.contains("abc3"));
System.out.println(coll);
}
public static void show(Collection c1,Collection c2){
//给c1添加元素。
c1.add("abc1");
c1.add("abc2");
c1.add("abc3");
c1.add("abc4");
//给c2添加元素。
c2.add("abc1");
c2.add("abc2");
c2.add("abc3");
c2.add("abc4");
c2.add("abc5");
System.out.println("c1:"+c1);
System.out.println("c2:"+c2);
//演示addAll
// c1.addAll(c2);//将c2中的元素添加到c1中。
//演示removeAll
// boolean b = c1.removeAll(c2);//将两个集合中的相同元素从调用removeAll的集合中删除。
// System.out.println("removeAll:"+b);
//演示containsAll
// boolean b = c1.containsAll(c2);
// System.out.println("containsAll:"+b);
//演示retainAll
boolean b = c1.retainAll(c2);//取交集,保留和指定的集合相同的元素,而删除不同的元素。
//和removeAll功能相反 。
System.out.println("retainAll:"+b);
System.out.println("c1:"+c1);
}
}
迭代器
演示迭代器方法:
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23public static void main(String[] args) {
Collection coll = new ArrayList();
coll.add("abc1");
coll.add("abc2");
coll.add("abc3");
coll.add("abc4");
// System.out.println(coll);
// 使用了Collection中的iterator()方法。 调用集合中的迭代器方法,是为了获取集合中的迭代器对象。
// Iterator it = coll.iterator();
// while(it.hasNext()){
// System.out.println(it.next());
// }
//这样写也可以
for(Iterator it = coll.iterator(); it.hasNext(); ){
System.out.println(it.next());
}
}
}迭代器图解
List
List:有序(存入和取出的顺序一致),元素都有索引(角标),元素可以重复。
特有的常见方法:有一个共性特点就是都可以操作角标。
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151,添加
void add(index,element);
void add(index,collection);
2,删除;
Object remove(index):
3,修改:
Object set(index,element);
4,获取:
Object get(index);
int indexOf(object);
int lastIndexOf(object);
List subList(from,to);list集合是可以完成对元素的增删改查。
ListIterator
在迭代器过程中,不要使用集合操作元素,容易出现异常。
否则会报错(java.util.ConcurrentModificationException)
可以使用Iterator接口的子接口ListIterator来完成在迭代中对元素进行更多的操作。
它可以实现在迭代过程中完成对元素的增删改查。
注意:只有list集合具备该迭代功能
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27public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
list.add("abc1");
list.add("abc2");
list.add("abc3");
System.out.println("list:"+list);
ListIterator it = list.listIterator();
while(it.hasNext()){
Object obj = it.next();
if(obj.equals("abc2")){
it.set("abc9");
}
}
System.out.println("hasNext:"+it.hasNext());
//判断是否有上一个数据
System.out.println("hasPrevious:"+it.hasPrevious());
//反向迭代数据
while(it.hasPrevious()){
System.out.println("previous:"+it.previous());
}
System.out.println("list:"+list);
}
List常用子类特点
- Vector:内部是数组数据结构,是同步的。增删,查询都很慢!
- ArrayList:内部是数组数据结构,是不同步的。替代了Vector。查询的速度快。
- LinkedList:内部是链表数据结构,是不同步的。增删元素的速度很快。
- Vector 的Enumeration方法和迭代器功能相同,但名字过长
LinkedList
jdk1.6的方法更新
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11getFirst();.//获取但不移除,如果链表为空,抛出NoSuchElementException.
getLast();
JDK1.6
peekFirst();//获取但不移除,如果链表为空,返回null.
peekLast():
removeFirst();//获取并移除,如果链表为空,抛出NoSuchElementException.
removeLast();
JDK1.6
pollFirst();//获取并移除,如果链表为空,返回null.
pollLast();
存储自定义对象
1 | public class ArrayListTest { |
链表练习
用链表简单模拟一个堆栈及队列的输入输出过程
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33import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
public class LinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
LinkedList link = new LinkedList();
link.addFirst("abc1");
link.addFirst("abc2");
link.addFirst("abc3");
link.addFirst("abc4");
// System.out.println(link);
// System.out.println(link.getFirst());//获取第一个但不删除。
// System.out.println(link.getFirst());
// System.out.println(link.removeFirst());//获取元素但是会删除。
// System.out.println(link.removeFirst());
while(!link.isEmpty()){
System.out.println(link.removeLast());
}
System.out.println(link);
// Iterator it = link.iterator();
// while(it.hasNext()){
// System.out.println(it.next());
// }
}
}
Set
- Set:元素不可以重复,是无序。Set接口中的方法和Collection一致。
HashSet
HashSet: 内部数据结构是哈希表 ,是不同步的。
如何保证该集合的元素唯一性呢?
- 是通过对象的hashCode和equals方法来完成对象唯一性的!
- 如果对象的hashCode值不同,那么不用判断equals方法,就直接存储到哈希表中。
- 如果对象的hashCode值相同,那么要再次判断对象的equals方法是否为true。
- 如果为true,视为相同元素,不存。如果为false,那么视为不同元素,就进行存储。
记住:如果元素要存储到HashSet集合中,必须覆盖hashCode方法和equals方法。一般情况下,如果定义的类会产生很多对象,比如人,学生,书,通常都需要覆盖equals,hashCode方法。建立对象判断是否相同的依据。
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16//Person类有name,年龄
//重写hashCode,equals
public int hashCode() {
return name.hashCode()+age*27;
return 100;
}
public boolean equals(Object obj) {
//判断是否是同一个对象
if(this == obj)
return true;
//判断是否属于Person类
if(!(obj instanceof Person))
throw new ClassCastException("类型错误");
Person p = (Person)obj;
return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;
}
练习
将Person类中去除相同元素
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20//前提:Person中
public static ArrayList getSingleElement(ArrayList al) {
//1,定义一个临时容器。
ArrayList temp = new ArrayList();
//2,迭代al集合。
Iterator it = al.iterator();
while(it.hasNext()){
Object obj = it.next();
//3,判断被迭代到的元素是否在临时容器存在。
if(!temp.contains(obj)){
temp.add(obj);
}
}
return temp;
}
LinkedHashSet
- 与HashSet区别就是HashSet无序,LinkedHashSet有序,
TreeSet
TreeSet可以对Set集合中的元素进行排序。是不同步的。
判断元素唯一性的方式:就是根据比较方法的返回结果是否是0,是0,就是相同元素,不存。
TreeSet对元素进行排序的方式一:
让元素自身具备比较功能,就需要实现Comparable接口。覆盖compareTo方法。
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19//Person中的方法
public int compareTo(Object o) {
//向下转型前最好进行健壮性增强
Person p = (Person)o;
int temp = this.age-p.age;
return temp==0?this.name.compareTo(p.name):temp;
/*
if(this.age>p.age)
return 1;
if(this.age<p.age)
return -1;
else{
return this.name.compareTo(p.name);
}
*/
}如果不要按照对象中具备的自然顺序进行排序。如果对象中不具备自然顺序。怎么办?
可以使用TreeSet集合第二种排序方式二:
让集合自身具备比较功能,定义一个类实现Comparator接口,覆盖compare方法。
将该类对象作为参数传递给TreeSet集合的构造函数。
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16/**
* 创建了一个根据Person类的name进行排序的比较器。
*/
public class ComparatorByName implements Comparator {
public int compare(Object o1, Object o2) {
Person p1 = (Person)o1;
Person p2 = (Person)o2;
int temp = p1.getName().compareTo(p2.getName());
return temp==0?p1.getAge()-p2.getAge(): temp;
//return 1; 这样写的话,注销前面的就意味着按输入顺序来
}
}内部实现用的二叉树,打个比方,返回正数为右子树,负数为左子树
泛型
- jdk1.5出现的安全机制。
- 好处:
- 1、将运行时期的问题ClassCastException转到了编译时期。
- 2、避免了强制转换的麻烦。
- <>:什么时候用?
- 当操作的引用数据类型不确定的时候。就使用<>。将要操作的引用数据类型传入即可.
- 其实<>就是一个用于接收具体引用数据类型的参数范围。
- 在程序中,只要用到了带有<>的类或者接口,就要明确传入的具体引用数据类型 。
- 泛型技术是给编译器使用的技术,用于编译时期。确保了类型的安全。
擦除补偿
- 运行时,会将泛型去掉,生成的class文件中是不带泛型的,这个称为泛型的擦除。
- 为什么擦除呢?
- 因为为了兼容运行的类加载器。
- 泛型的补偿:
- 在运行时,通过获取元素的类型进行转换动作。不用使用者在强制转换了。
泛型类
在jdk1.5后,使用泛型来接收类中要操作的引用数据类型。
泛型类。什么时候用?
- 当类中的操作的引用数据类型不确定的时候,就使用泛型来表示。
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12//主类调用此类时,需为其赋上数据类型
public class Tool<QQ>{
private QQ q;
public QQ getObject() {
return q;
}
public void setObject(QQ object) {
this.q = object;
}
}
泛型方法
泛型方法的使用
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32public class Tool<QQ>{
private QQ q;
public QQ getObject() {
return q;
}
public void setObject(QQ object) {
this.q = object;
}
/**
* 将泛型定义在方法上。
* @param str
*/
public <W> void show(W str){
System.out.println("show : "+str.toString());
}
public void print(QQ str){
System.out.println("print : "+str);
}
/**
* 当方法静态时,不能访问类上定义的泛型。如果静态方法使用泛型,
* 只能将泛型定义在方法上。
* @param obj
*/
public static <Y> void method(Y obj){
System.out.println("method:"+obj);
}
}
通配符
泛型的通配符:? 未知类型。
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23public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> al = new ArrayList<String>();
al.add("abc");
al.add("hehe");
ArrayList<Integer> al2 = new ArrayList<Integer>();
al2.add(5);
al2.add(67);
printCollection(al);
printCollection(al2);
}
/**
* 迭代并打印集合中元素。
* @param al
*/
public static void printCollection(Collection<?> al) {
Iterator<?> it = al.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.println(it.next().toString());
}
}
泛型的限定
上限 ? extends E
- 接收E类型或者E的子类型对象
- 一般存储对象的时候用。比如 添加元素 addAll.
下限 ? super E
- 接收E类型或者E的父类型对象。
- 一般取出对象的时候用。比如比较器。
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9public static void printCollection(Collection<? extends Person> al) {
Iterator<? extends Person> it = al.iterator();
while(it.hasNext()){
Person p = it.next();
System.out.println(p.getName()+":"+p.getAge());
}
}什么时候用上限?
- 一般在存储元素的时候都是用上限,因为这样取出都是按照上限类型来运算的。不会出现类型安全隐患。
什么时候用下限呢?
- 通常对集合中的元素进行取出操作时,可以使用下限。如TreeSet的比较器
集合选择技巧
需要唯一吗??
- 需要:Set
- 需要制定顺序:
- 需要: TreeSet
- 不需要:HashSet
- 但是想要一个和存储一致的顺序(有序):LinkedHashSet
- 需要制定顺序:
- 不需要:List
- 需要频繁增删吗?
- 需要:LinkedList
- 不需要:ArrayList
- 需要频繁增删吗?
如何记录各容器的结构和所属体系呢??
- List
- ArrayList
- LinkedList
- Set
- HashSet
- TreeSet
- 后缀名就是该集合所属的体系,前缀名就是该集合的数据结构。
看到array:就要想到数组,就要想到查询快,有角标. - 看到Link:就要想到链表,就要想到增删快,就要想要 add get remove方法及头插尾插法
- 看到hash:就要想到哈希表,就要想到唯一性,就要想到元素需要覆盖hashCode方法和equals方法。
- 看到tree:就要想到二叉树,就要想要排序,就要想到两个接口Comparable,Comparator 。
- 而且通常这些常用的集合容器都是不同步的。
Map
- 一次添加一对元素。Collection 一次添加一个元素。
- Map也称为双列集合,Collection集合称为单列集合。
- 其实map集合中存储的就是键值对。
- map集合中必须保证键的唯一性。
常用方法
1 | 1,添加。 |
重点方法
- 取出map中所有元素
1 | //取出map中的所有元素。 |
- 取出map中所有元素–>第二种方法
1 | /* |
常用子类
- Hashtable :内部结构是哈希表,是同步的。不允许null作为键,null作为值。
- Properties:用来存储键值对型的配置文件的信息,可以和IO技术相结合
。
- Properties:用来存储键值对型的配置文件的信息,可以和IO技术相结合
- |–HashMap : 内部结构是哈希表,不是同步的。允许null作为键,null作为值。
|–TreeMap : 内部结构是二叉树,不是同步的。可以对Map集合中的键进行排序。
练习一
- 将学生对象和学生的归属地通过键与值存储到map集合中。
1 | public static void hashMapMethod(){ |
- 如果需要进行排序的话,使用TreeMap
1 | public static void treeMapDemo() { |
- 如果需要按输入顺序存储的话,LinkedHashMap
练习二
1 |
|
工具类
Collections
- Collections是集合框架的工具类, 里面的方法都是静态的。
- 对list集合进行指定顺序的排列
1 | //因为这个排序方法是基于比较器Comparable的,所以使用泛型 |
- 折半查找 binarySearch
- 最值 max
- 逆序
- 替换 replace
- 全部替换 fill
- 将list随机洗牌 shuffle
给非同步集合加锁
- 同步方法怎么实现的那?
1 | class MyCollections{ |
- 那么该如何调用这个方法那?
1 | List list = new ArrayList();//非同步的。 |
Arrays
toString
- toString 经典实现
1 | //toString的经典实现。 |
asList
- asList 数组转 List 集合
1 | public static void demo_1() { |
- toArray 集合转数组
1 | /* |
JDK5 特性
ForEach
概述
1 | foreach语句: |
- 代码演示
1 | public static void main(String[] args){ |
传统for、高级for区别
- 传统for可以完成对语句执行很多次,因为可以定义控制循环的增量和条件。
- 高级for是一种简化形式。
- 它必须有被遍历的目标。该目标要是数组,要么是Collection单列集合。
- 对数数组的遍历如果仅仅是获取数组中的元素,可以使用高级for。
- 如果要对数组的角标进行操作建议使用传统for。
注意事项
- 可以使用高级for遍历map集合吗?
- 不能直接用,但是可以将map转成单列的set,就可以用了。
1 | Map<Integer,String> map = new HashMap<Integer,String>(); |
函数可变参数
- 函数的可变参数。
- 其实就是一个数组,但是接收的是数组的元素。
- 自动将这些元素封装成数组。简化了调用者的书写。
- 注意:可变参数类型,必须定义在参数列表的结尾。
1 | public static void main(String[] args) { |
静态导入
1 | import java.util.ArrayList; |