学习笔记5：JavaSE & API（集合 & Map）
1、集合综述
（1）定义：集合与数组一样，可以保存一组元素，并且提供了操作元素的相关方法，使用更方便。
（2）java集合框架中相关接口
- java.util.Collection接口：所有集合的顶级接口。Collection下面有多种实现类，因此我们有更多的数据结构可供选择。
- java.util.List：线性表。是可重复集合，并且有序。
- java.util.Set：不可重复的集合，大部分实现类是无序的。
（3）集合中的元素：集合不可以放基本类型（如果放基本类型会自动装箱），只可以放引用类型（地址）。
（4）元素重复的判定：依靠元素自身equals比较的结果，为true就认为是重复元素。默认equals比较的是地址。
2、java.util.Collection接口
（1）子接口：
- List：可重复且有序，常用实现类，ArrayList
- Set：不可重复，HashSet
（2）常用方法
- add()：是有返回值的，添加成功返回true。
- size()：返回集合的大小。
- isEmpty()：是否为空。
- clear()：清空集合内元素。
- contains(): 是否包含某元素，通过equals方法比较，默认是比较的地址。
- remove()：删除某元素。对于list而言，重复元素只会删除一次。
（3）集合间的操作
- addAll()：两集合取并集。当添加后的集合发生改变了，返回true。
- containsAll()：判断是否包含所有元素。
- retainAll()：两个集合取交集。
- removeAll()：两个集合删交集。
3、集合的遍历
（1）迭代器模式：java.util.Iterator 迭代器接口。 Iterator iterator()， 该方法可以获取一个用于遍历当前集合的迭代器实现类。
- hasNext()：判断是否有下一个，一定要先判断
- next()：移动到下一个，并取出
- 示例
Collection c = new ArrayList(); c.add("one"); c.add("#"); c.add("two"); c.add("#"); c.add("three"); Iterator it = c.iterator(); //一定先判断，再取出，然后再操作 while(it.hasNext()){ String e = (String)it.next(); System.out.println(e); if("#".equals(e)){ //不可以直接用集合删除元素 it.remove(); } } System.out.println(c);
- 注意：
- 遍历过程中，不要通过集合的add、remove改变集合的元素个数。
- 遍历过程中，可以使用迭代器的remove的方法删除，但是迭代器没有add。
- Iteartor也是可以加泛型的。
（2）新循环遍历
- 说明：JDK5之后，推出了一个新的特性，增强型for循环.也称为新循环。是可以使用相同的语法遍历集合或数组。
- 语法：for（变量：集合）{ }
（3）泛型：
- JDK5推出的新特性。也称作参数化类型，在使用一个类时去指定该类中某个属性的类型、方法返回值的类型、方法参数的类型。
- 泛型在集合中广泛使用，用于指定该集合中的元素类型。
- 集合中不指定泛型，默认是Object。
4、List集
（1）定义
- java.util.List接口，继承自Collection。
- List集合是可重复集，并且有序，提供了一套可以通过下标操作元素的方法。
（2）常用实现类
- java.util.ArrayList：连续空间、查询性能好、可重复、有序
- java.util.LinkedList：链表、增删性能好（首位增删性能最佳）
（3）常用方法
- get()：通过下标访问元素
- set()：设置某个位置的元素，同时，返回值是被替换下来的元素
- Collections.reverse()：反转集合。Collections是集合的工具类，里面有很多静态方法。
- 重载add()：在指定位置添加
- 重载remove()：删除指定位置元素，同时，返回值是删除的元素
- subList()：截取指定字符串，（a, b）含头不含尾。注意：对子集的操作，就是对原集合的操作。
- clear()：清空集合
5、集合转换为数组
（1）Collection提供了一个方法：toArray，可以将当前集合转换为一个数组。
（2）toArray()：传一个指定类型的数组进去，数组长度固定，返回指定类型的数组。
- 如果长度过大，则返回值数组的后面几位为null；
- 如果长度过小，则返回数组长度为集合内部数组的长度；
- 如果长度正好，则返回正常长度的数组。
List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("one"); list.add("two"); list.add("three"); /* 重载的toArray方法要求传入一个数组，内部会将集合所有元素存入该数组后将其返回（前提是该数组长度>=集合的size）。 如果给定的数组长度不足，则方法内部会自行根据给定数组类型创建一个与集合size一致长度的数组并将集合元素存入后返回。 */ String[] array = list.toArray(new String[list.size()]); //其实可以直接写成传入长度0 // String[] array = list.toArray(new String[0]); System.out.println(array.length); System.out.println(Arrays.toString(array));
6、数组转换为List集合
（1）说明：数组的工具类Arrays提供了一个静态方法asList()，可以将一个数组转换为一个List集合。
（2）Arrays.asList(array)：数组转成集合
- 对该集合的操作，就是对数组的操作，比如set
- 同时，一切改变数组长度的操作都是报错：UnsupportedOperationException，比如add和remove。
（3）new ArrayList(list)：包含Collection的构造器，创建的ArrayList包含Collection的所有元素。Collection可以是list也可以是set，如果是set，注意它会去重。
String[] array = {"one","two","three","four","five"};
System.out.println("array:"+ Arrays.toString(array));
//方法一：asList，数组和集合是同一引用
List<String> list = Arrays.asList(array);
System.out.println("list:" + list);
//对该集合的操作就是对原数组对应的操作
list.set(1,"six");
System.out.println("list:" + list);
System.out.println("array:"+ Arrays.toString(array));
//会改变数组长度的操作都是不支持的，因为数组是定长的。
//会抛出异常:java.lang.UnsupportedOperationException(不支持的操作异常)
//list.add("seven");
//方法二：addAll
List<String> list2 = new ArrayList<>();
list2.addAll(list);
System.out.println("list2:"+list2);
//方法三：所有的集合都支持一个参数为Collection的构造器，作用是在创建当前集合的同时包含给定集合中的所有元素
List<String> list3 = new ArrayList<>(list);
list3.add("seven");
System.out.println("list3:"+list3);
7、集合的排序
（1）java.util.Collections类：集合的工具类，里面定义了很多静态方法用于操作集合。
（2）Collections.sort(list)：自然排序，升序。
（3）Collections.shuffle(list)：乱序。
（4）Collections.sort(list, comparator)：使用Comparator比较器。
（5）两种排序比较：
- Collections.sort(list)：list的元素需要实现Comparable接口，重写compareTo()方法。
- Collections.sort(list, comparator)：使用Comparator比较器，并实现compare方法。
（6）示例
/********************************** 自然排序 *********************************************/ List<Integer> list = new ArrayList<>(); Random random = new Random(); for(int i=0;i<10;i++){ list.add(random.nextInt(100)); } System.out.println(list); Collections.sort(list); System.out.println(list); /********************************** 自定义类型排序 *********************************************/ List<Point> list2 = new ArrayList<>(); list2.add(new Point(1,2)); list2.add(new Point(15,8)); list2.add(new Point(9,7)); System.out.println(list2); Collections.sort(list2,new Comparator<Point>() { @Override public int compare(Point o1, Point o2) {//compare:比较 int len1 = o1.getX()*o1.getX()+o1.getY()* o1.getY(); int len2 = o2.getX()*o2.getX()+o2.getY()* o2.getY(); return len1-len2; } }); //lambda写法 Collections.sort(list2,(o1,o2)-> o1.getX() * o1.getX() + o1.getY() * o1.getY() - o2.getX() * o2.getX() - o2.getY() * o2.getY() ); System.out.println(list);
8、Map 查找表
（1）定义：Map体现的结构是一个多行两列的表格，其中左列称为key，右列称为value。
- Map总是成对保存数据，并且总是根据key获取对应的value。可以将查询的条件作为key查询对应的结果作为value保存到Map中。
- Map有一个要求：key不允许重复(equals比较的结果)
（2）java.util.Map接口：是所有Map的顶级接口，规定了Map的相关功能。
（3）常用实现类:
- java.util.HashMap：称为散列表，使用散列算法实现的Map，当今查询速度最快的数据结构。
- java.util.TreeMap：使用二叉树实现的Map。
（4）常用方法：
- size()：获取map长度
- put(k,v)：将一个键值对存入map
- 如果使用重复的key存入value，则是替换value操作，此时put方法的返回值就是被替换的value。否则返回值为null。
- 如果value的类型是包装类，切记不要用基本类型接收返回值，避免因为自动拆箱导致的空指针。
- get(Object key)
- remove(Object key)：删除给定的key所对应的键值对，返回值为这个key对应的value。
- containsKey(Object key)
- containsValue(Object value)
- keySet()：获取所有key。将当前Map中所有的key以一个Set集合形式返回，遍历该集合等同于遍历所有的key。
- entrySet()：获取所有键值对
- 将当前Map中每一组键值对以一个Entry实例形式表示，并存入Set集合后返回。
- java.util.Map.Entry的每一个实例用于表示Map中的一组键值对，其中方法：K getKey():获取对应的key，V getValue():获取对应的value。
-
values()：获取所有值。将当前Map中所有的value以一个集合形式返回（Collection）
（5）示例：
Map<String,Integer> map = new HashMap<>(); map.put("语文",99); map.put("数学",98); map.put("英语",97); //获取map长度 int size = map.size(); System.out.println("size:"+size); //获取某个值 Integer score = map.get("语文"); System.out.println("语文:"+score); //判断包含：key 或 value boolean ck = map.containsKey("语文"); System.out.println("包含key:"+ck); boolean cv = map.containsValue(99); System.out.println("包含value:"+cv); //删除键值对，返回值为该key对应的value Integer value = map.remove("语文"); System.out.println("删除后" + map); System.out.println("删除的值" + value);
9、Map 的遍历
（1）遍历的方式
- 遍历所有的key
- 遍历所有的键值对
- 遍历所有的value(相对不常用)
- forEach：lambda表达式遍历
（2）代码示例
public static void main(String[] args) { Map<String,Integer> map = new HashMap<>(); map.put("语文",99); map.put("数学",98); map.put("英语",97); /************************************* 普通遍历 ****************************************/ //获取所有键值对 Set<Map.Entry<String,Integer>> entrySet = map.entrySet(); for(Map.Entry<String,Integer> e : entrySet){ String key = e.getKey(); Integer value1 = e.getValue(); System.out.println(key+":"+value1); } //获取所有key Set<String> keySet = map.keySet(); for(String key : keySet){ System.out.println("遍历 key:"+key); } //获取所有值 Collection<Integer> values = map.values(); for(Integer value2 : values){ System.out.println("遍历 value:"+value2); } /************************************* forEach ****************************************/ //集合的forEach Collection<String> c = new ArrayList<>(); c.add("one"); c.add("two"); c.add("three"); c.forEach(s->System.out.println(s)); //Map的forEach map.forEach((k,v)-> System.out.println(k+":"+v)); /******************************* forEach解析：BiConsumer类型的参数 ***********************************/ /* * BiConsumer<R, T> 是一个函数式接口，它接受两个参数并且没有返回值。 * 其中，R 和 T 是参数的类型。 * May的forEach接收的是BiConsumer类型参数 * */ //1、完整代码：遍历键值对，主动调用accept BiConsumer<String,Integer> action = new BiConsumer<String, Integer>() { public void accept(String k, Integer v) { System.out.println("完整写法"+k+":"+v); } }; Set<Map.Entry<String,Integer>> entrySet1 = map.entrySet(); for(Map.Entry<String,Integer> e : entrySet1) { String k = e.getKey(); Integer v = e.getValue(); action.accept(k,v); } //2、Map的forEach方法的回调写法 BiConsumer<String,Integer> action1 = new BiConsumer<String, Integer>() { public void accept(String k, Integer v) { System.out.println("使用forEach"+k+":"+v); } }; map.forEach(action1); //3、简写：使用lambda表达式形式创建 BiConsumer<String,Integer> action2 = (k,v)->System.out.println("lambda："+k+":"+v); map.forEach(action2); //4、简写：最终写法 map.forEach((k,v)->System.out.println("最终写法："+k+":"+v)); }
