Java集合二
Java集合二
一、Set
1.1、Set的概述和特点
- Set集合是不包含重复元素的集合
- 没有带索引的方法，所以使用普通for循环遍历
java.util Interface Set<E>
E - 由此集合维护的元素的类型
public interface Set<E> extends Collection<E>
1.2、哈希值
- 哈希值：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
- Object类中有一个方法可以获取对象的哈希值：public int hashCode():返回对象的哈希码值
- 对象的哈希值特点：
- 同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是i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
二、HashSet
2.1、HashSet集合概念及特点
- 底层数据结构是哈希表
- 对于集合的迭代顺序不作任何保证，也就是说不保证存储和取出的元素的顺序一致
- 没有索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历
- 由于是Set集合，所以不包含重复元素的集合
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
public class hashsetdemo {
public static void main(String[] args) {
//创建HashSet集合对象
HashSet<String> hs = new HashSet<String>();
//添加元素
hs.add("hello");
hs.add("hello");
hs.add("world");
hs.add("meet");
//遍历集合
//方法一
// for(String s:hs){
// System.out.println(s);//world meet hello
// }
//方法二
Iterator<String> it = hs.iterator();
while(it.hasNext()){
String s = it.next();
System.out.println(s);//world meet hello
}
}
}
import gather.Collection.Student;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
//HashSet集合存储学生对象并遍历
public class hashdemo02 {
public static void main(String[] args) {
//1、创建学生类-------->Student
//2、创建集合
HashSet<Student> hs = new HashSet<Student>();
//3、创建学生对象
Student s1 = new Student(12,"王");
Student s2 = new Student(13,"小");
Student s3 = new Student(15,"虎");
//4、添加学生元素
hs.add(s1);
hs.add(s2);
hs.add(s3);
//5、遍历集合
//方法一
Iterator<Student> it = hs.iterator();
// while(it.hasNext()){
// Student s = it.next();
// System.out.println(s.getAge()+","+s.getName());
// }
//方法二
for(Student s:hs){
System.out.println(s.getAge()+","+s.getName());
}
}
}
2.2、HashSet集合保证元素唯一性源码分析
2.3、哈希表
- JDK8之前，哈希表底层采用数组+链表实现，可以说是一个元素为链表的数组
- JDK8之后，在长度比较长的时候，底层实现了优化
三、LinkedHashSet
3.1、LinkedHashSet集合概述和特点
- 哈希表和链表实现Set接口，具有可预测的迭代次序
- 由链表保证元素有序，也就是说元素的存储和取出的顺序是一致的
- 由哈希表保证元素唯一，也就是说没有重复的元素
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashSet;
public class LinkedHashSetdemo01 {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
LinkedHashSet<String> lh = new LinkedHashSet<String>();
//添加元素
lh.add("hello");
lh.add("hello");
lh.add("good");
lh.add("perfer");
//遍历集合
//方法一
// for (String s:lh){
// System.out.println(s);
// }
//方法二
Iterator<String> it = lh.iterator();
while(it.hasNext()){
String s = it.next();
System.out.println(s);
}
}
}
四、TreeSet
4.1、TreeSet集合概述和特点
- 元素有序，这里的顺序不是指存储和取出的顺序，而是按照一定的规则进行排序，具体排序方式取决于构造方法
- TreeSet()：根据其元素的自然排序进行排序
- TreeSet(Compatator comparator)：根据指定的比较器进行排序
- 没有带索引方法，所以不能用普通for循环遍历
- 由于是Set集合，所以不包含重复元素的集合
import java.util.TreeSet;
public class treesetdemo01 {
public static void main(String[] args) {
//创建TreeSet集合
TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();
//添加元素
ts.add(11);
ts.add(16);
ts.add(11);
ts.add(10);
//遍历集合
//方法一
for (Integer i:ts){
System.out.println(i);
}
//方法二
// Iterator<Integer> it = ts.iterator();
// while(it.hasNext()){
// Integer i = it.next();
// System.out.println(i);
// }
}
}
4.2、自然排序Comparable的使用
- 对实现它的每个类的对象强加一个整体排序。 这个排序被称为类的自然排序 ，类的
compareTo方法被称为其自然比较方法 - TreeSet()：构造一个新的，空的树组，根据其元素的自然排序进行排序。
//案例：存储学生对象并遍历，创建TreeSet集合使用无参构造方法
//要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名字母排序
public class Student implements Comparable<Student>{
private int age;
private String name;
public Student(){};
public Student(int age, String name) {
this.age = age;
this.name = name;
}
public void setAge(int age){
this.age=age;
}
public void setName(String name){
this.name=name;
}
public int getAge(){
return age;
}
public String getName(){
return name;
}
@Override
public int compareTo(Student s) {
// return 0;//返回0，默认之后的值与前面的值相同
// return 1;//返回1时，这里默认之后的值比前一个值大，所以时按照存储顺序输出
// return -1;//返回-1时，这里默认之后的值比前一个值小，所以会输出结果与存储顺序相反
//按照年龄从小到大来排序
// int num = this.age-s.age;//从大到小排序，降序
int num = this.age-s.age;//从小到大排序，升序
//年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序
int num2 = num==0?this.name.compareTo(s.name):num;
return num2;
}
}
import java.util.TreeSet;
public class treesetdemo02 {
public static void main(String[] args) {
//1、创建学生类---------》Student
//2、创建TreeSet集合的无参构造
TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();
//3、创建学生对象
Student s1 = new Student(16,"王华");
Student s2 = new Student(13,"李明");
Student s3 = new Student(15,"钱军");
Student s4 = new Student(9,"文华");
Student s5 = new Student(9,"郑国");
Student s6 = new Student(9,"郑国");
//把学生对象添加到集合
ts.add(s1);
ts.add(s2);
ts.add(s3);
ts.add(s4);
ts.add(s5);
ts.add(s6);
//遍历集合
for (Student s:ts){
System.out.println(s.getAge()+","+s.getName());//java.lang.ClassCastException:类转换异常
}
}
}
-
结论：
-
用TreeSet集合存储自定义对象，无参构造方法使用的是自然排序对元素进行排序的
-
自然排序，就是让元素所属的类实现Comparable接口，重写comparaTo(To)方法
-
重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
-
4.3、比较器排序Comparator的使用
- 比较功能，对一些对象的集合施加了一个整体排序 。 可以将比较器传递给排序方法（如
Collections.sort或Arrays.sort），以便对排序顺序进行精确控制。 比较器还可以用来控制某些数据结构（如顺序sorted sets或sorted maps），或对于不具有对象的集合提供的排序natural ordering - TreeSet(Comparator<? super E> comparator)：构造一个新的，空的树集，根据指定的比较器进行排序。
//案例：存储学生对象并遍历，创建TreeSet集合使用带参构造方法
//要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名字母排序
public class Student{
private int age;
private String name;
public Student(){};
public Student(int age, String name) {
this.age = age;
this.name = name;
}
public void setAge(int age){
this.age=age;
}
public void setName(String name){
this.name=name;
}
public int getAge(){
return age;
}
public String getName(){
return name;
}
}
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;
public class treesetdemo03 {
public static void main(String[] args) {
//1、创建学生类---------》Student
//2、创建TreeSet集合的带参构造
TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student s, Student s0) {
int num = s.getAge()-s0.getAge();
int num2 = num==0?s.getName().compareTo(s0.getName()):num;
return num2;
}
});
//3、创建学生对象
Student s1 = new Student(16,"王华");
Student s2 = new Student(13,"李明");
Student s3 = new Student(15,"钱军");
Student s4 = new Student(9,"文华");
Student s5 = new Student(9,"郑国");
Student s6 = new Student(9,"郑国");
//把学生对象添加到集合
ts.add(s1);
ts.add(s2);
ts.add(s3);
ts.add(s4);
ts.add(s5);
ts.add(s6);
//遍历集合
for (Student s:ts){
System.out.println(s.getAge()+","+s.getName());//java.lang.ClassCastException:类转换异常
}
}
}
- 结论：
- 用TreeSet集合存储自定义对象，带参构造方法使用的是比较器排序对元素进行排序的
- 比较器排序，就是让集合构造方法接收Comparator的实现类对象，重写compare(To1,To2)方法
- 重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
4.4、例子
import java.util.TreeSet;
//成绩排序
public class treesetdemo04 {
public static void main(String[] args) {
//1、创建学生成绩类------->StudentDegree
//2、创建TreeSet集合
//方式一：采用的是------------->比较器排序Comparator
// TreeSet<StudentDegree> ts = new TreeSet<StudentDegree>(new Comparator<StudentDegree>() {
// @Override
// public int compare(StudentDegree t, StudentDegree t1) {
// double num = (t1.getCd()+t1.getMd())-(t.getCd()+t.getMd());//此种写法到学科很多时就很麻烦，所以我们可以在学生成绩类中添加一个总分方法
// double num = t1.getsum()-t.getsum();//主要条件
// double num2 = num==0?t1.getCd()-t.getCd():num;//次要条件
// 次要条件二大家可以自己去试着补充
// return (int) num2;
// }
// });
//方式二：采用的是---------->自然排序Comparable，具体操作内容见学生成绩类
TreeSet<StudentDegree> ts = new TreeSet<StudentDegree>();
//3、创建学生成绩对象
StudentDegree sd1 = new StudentDegree("李明",96.5,80.0);
StudentDegree sd2 = new StudentDegree("钱军",99.0,85.0);
StudentDegree sd3 = new StudentDegree("文华",86.0,93.5);
StudentDegree sd4 = new StudentDegree("刘乐",95.5,100.0);
StudentDegree sd5 = new StudentDegree("刘明",96.5,99.0);
//4、添加到集合
ts.add(sd1);
ts.add(sd2);
ts.add(sd3);
ts.add(sd4);
ts.add(sd5);
//5、遍历集合（按总分从高到低排序）
//方法一
// Iterator<StudentDegree> it = ts.iterator();
// while(it.hasNext()){
// StudentDegree sd = it.next();
// System.out.println(sd.getName()+","+sd.getCd()+","+sd.getMd()+"总分："+ sd.getsum());
// }
//方法二
for (StudentDegree sd:ts){
System.out.println(sd.getName()+","+sd.getCd()+","+sd.getMd()+"总分："+ sd.getsum());
}
}
}
//方式一比较器排序Comparator的学生成绩类
public class StudentDegree{
private String name;
private double cd;//语文成绩
private double md;//数学成绩
。。。省略掉重写类和set、get方法
}
//方式二自然排序Comparable的学生成绩类
public class StudentDegree implements Comparable<StudentDegree>{
private String name;
private double cd;//语文成绩
private double md;//数学成绩
public double getsum(){
return this.cd+this.md;
}
。。。省略掉重写类和set、get方法
@Override
public int compareTo(StudentDegree s) {
double num = (s.cd+s.md)-(this.cd+this.md);//总成绩由高到低排序
double num2 = num==0?s.cd-this.cd:num;
return (int)num2;
}
}
//不重复随机数：获取10个1~20之间的随机数，要求随机数不能重复，并在控制台输出
import java.util.HashSet;
import java.util.Random;
import java.util.Set;
public class Setdemo {
public static void main(String[] args) {
//创建Set集合
// Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();
Set<Integer> set = new TreeSet<Integer>();//这里采用TreeSet的结果是有序的
//创建随机数对象
Random random = new Random();
//判断集合长度是否小于10，若是，则产生一个随机数；
while (set.size() < 10) {
int num = random.nextInt(20) + 1;
set.add(num);
}
for (Integer i : set) {
System.out.println(i);
}
}
}
五、泛型
5.1、泛型的概述和好处
- 泛型：是JDK5引入的特性，它提供了编译类型安全检测机制，该机制允许在编译时检测到非法的类型；它的本质是参数化类型，也就是说操作的数据类型被指定为一个参数
- 参数化类型：就是将类型由原来具体的类型参数化，然后在使用/调用时传入具体的类型
- 这种参数类型可以用类、方法和接口中，分别称为泛型类、泛型方法、泛型接口
泛型定义格式：
- <类型>：指定一种类型的格式，这里的类型可以看成为形参
- <类型1，类型2...>：指定多种类型的格式，多种类型之间用逗号隔开，这里的类型可以看成为形参
- 将来具体调用时，给定的类型可以看成为实参，并且实参的类型只能是引用数据类型
泛型的好处：
- 把运行时期的问题提前到了编译期间
- 避免了强制类型转换
5.2、泛型类
泛型类的定义格式：
- 格式：修饰符 class 类名<类型>
- 范例：public class Generic
- 此处T可以随便写为任意标识，常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型
public class Genericdemo01<T> {//T---->可以指定任何引用类型
private T t;
public T getT() {
return t;
}
public void setT(T t) {
this.t = t;
}
}
public class test {
public static void main(String[] args) {
student s = new student();
s.setName("刘华");
System.out.println(s.getName());
teacher t = new teacher();
t.setAge(30);//自动装箱 int---->Integer
// t.setAge("30");//这里只能接收单一类型，不能有其他类型,
System.out.println(t.getAge());
System.out.println("---------------");
//要想实现多种类型，可以使用泛型类来完成----->Generic
Genericdemo01<String> g1 = new Genericdemo01<String>();
g1.setT("张飞");
System.out.println(g1.getT());
Genericdemo01<Integer> g2 = new Genericdemo01<Integer>();
g2.setT(30);
System.out.println(g2.getT());
}
}
5.3、泛型方法
泛型方法的定义格式：
- 格式：修饰符 <类型> 返回值类型 方法名(类型 变量名)
- 范例：public
void show(T t)
/*public class Gernericdemo02 {
public void show(String s){
System.out.println(s);
}
public void show(int i){
System.out.println(i);
}
public void show(boolean b){
System.out.println(b);
}
}*/
/*//泛型类改进
public class Gernericdemo02 <T> {
public void show(T t){
System.out.println(t);
}
}//虽然用泛型类改进了但是每次都需要用它单独创建一个其对象，这样有点麻烦了
*/
//泛型方法改进
public class Gernericdemo02 {
public <T> void show(T t){
System.out.println(t);
}
}
public class test {
public static void main(String[] args) {
//普通类
// Gernericdemo02 g = new Gernericdemo02();
// g.show("林东");
// g.show(30);
// g.show(true);
// g.show(3.14);当需要别的类型时，就必须在方法类中在去定义一个相关类型
// //泛型类
// Gernericdemo02<Double> g = new Gernericdemo02<Double>();
// g.show(3.14);
// Gernericdemo02<Integer> g1 = new Gernericdemo02<Integer>();
// g1.show(30);
//泛型方法
Gernericdemo02 g = new Gernericdemo02();
g.show(12);
g.show("李浩");
g.show("3.14");
}
}
5.4、泛型接口
泛型接口的定义格式：
- 格式：修饰符 interface 接口名 <类型>
- 范例：public interface Generic
public interface Genericdemo03 <T> {//接口无法实例化，所以我们需要给出实现类
void show(T t);
}
public class Genericdemo03Impl <T> implements Genericdemo03<T> {
@Override
public void show(T t) {
System.out.println(t);
}
}
public class test {
public static void main(String[] args) {
Genericdemo03Impl<String> g1 = new Genericdemo03Impl<String>();
g1.show("李明");
Genericdemo03Impl<Integer> g2 = new Genericdemo03Impl<Integer>();
g2.show(30);
Genericdemo03Impl<Boolean> g3 = new Genericdemo03Impl<Boolean>();
g3.show(true);
}
}
5.5、类型通配符
为了表示各种泛型List的父类，可以使用类型通配符
- 类型通配符：<?>
- List<?>：表示元素类型未知的List，它的元素可以匹配任何类型
- 这种带通配符的List仅表示它是各种泛型List的父类，并不能把元素添加到其中
如果说我们不希望List<?>是任何泛型List的父类，只希望代表某一类泛型List的父类，可以使用类型通配符的上限
- 类型通配符上限：<? extends 类型>
- List<? extends Number>：它表示的类型是NUmber或者其子类型
除了可以指定类型通配符的上限，我们也可以指定类型通配符的下限
- 类型通配符下限：<? super 类型>
- List<? super Number>：它表示的类型是Number或者其父类型
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Genericdemo04 {
public static void main(String[] args) {
//类型通配符：<?>
List<?> list1 = new ArrayList<Object>();
List<?> list2 = new ArrayList<Number>();
List<?> list3 = new ArrayList<Integer>();
System.out.println("------------------");
//类型通配符上限：<? extends 类型>
// List<? extends Number> list4 = new ArrayList<Object>();//其上限为Number，后面当然不能为其上限的父类
List<? extends Number> list5 = new ArrayList<Number>();
List<? extends Number> list6 = new ArrayList<Integer>();
System.out.println("------------------");
//类型通配符下限：<? super 类型>
List<? super Number> list7 = new ArrayList<Object>();
List<? super Number> list8 = new ArrayList<Number>();
// List<? super Number> list9 = new ArrayList<Integer>();//Number为其下限,不能在写Number的子类
}
}
5.6、可变参数
可变参数又称为参数个数可变，用作方法的形参出现，那么方法参数个数就是可变的了
- 格式：修饰符 返回值类型 方法名(数据类型...变量名)
- 范例：public static int sum(int ...a)
public class changenumber {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(sum(10,20));
System.out.println(sum(10,20,30,40,50));
}
// public static int sum(int b,int... a){ return 0; }//当有多个参数时，可变参数一定要放在最后面的位置
public static int sum(int... a){//这里a的本质就是一个数组
// System.out.println(a);//[I@2d98a335
// return 0;
int sum=0;
for (int i:a){
sum+=i;
}
return sum;
}
}
注意：1、这里参数的本质就是一个数组；2、当有多个参数时，可变参数一定要放在最后面的位置
5.7、可变参数的使用
Arrays工具类中的一个静态方法：
- public static
List asList(T... a)：返回由指定数组支持的固定大小的列表 - 返回的集合不能作增删操作，可以做修改操作
List接口中有一个静态方法：
- public static
List of(E... elements)：返回包含任意数量元素的不可变列表 - 返回的集合不能做增删改操作
Set接口中有一个静态方法：
- public staitc
Set of(E... elements)：返回一个包含任意数量元素的不可变集合 - 在给元素的时候，不能给重复的元素
- 返回的集合不能做增删操作，没有修改方法
public class Argsdemo {
public static void main(String[] args) {
// //public static <T> List <T> asList(T... a)：返回由指定数组支持的固定大小的列表
// List<String> list = Arrays.asList("hello", "30", "world");
//// list.add("java");//java.lang.UnsupportedOperationException：表示不支持请求的操作
//// list.remove("world");//java.lang.UnsupportedOperationException：表示不支持请求的操作
// list.set(1,"java");//[hello, java, world]
// System.out.println(list);
// //public static <E> List <E> of(E... elements)：返回包含任意数量元素的不可变列表
// List<String> list = List.of("hello", "3.14", "oracal","hello");
//// list.add("javaee");//java.lang.UnsupportedOperationException：表示不支持请求的操作
//// list.remove("3.14");//java.lang.UnsupportedOperationException：表示不支持请求的操作
//// list.set(1,"java");//java.lang.UnsupportedOperationException：表示不支持请求的操作
// System.out.println(list);//[hello, 3.14, oracal,hello]
//public staitc <E> Set<E> of(E... elements)：返回一个包含任意数量元素的不可变集合
// Set<String> set = Set.of("hello", "30", "java","hello");//java.lang.IllegalArgumentException:表示一种方法已经通过了非法或不正确的参数。
Set<String> set = Set.of("hello", "30", "java");
// set.add("javaee");//java.lang.UnsupportedOperationException：表示不支持请求的操作
// set.remove("java");//java.lang.UnsupportedOperationException：表示不支持请求的操作
System.out.println(set);//[30, hello, java]
}
}
