【4】Java集合
一、集合概述
1. Java中的集合是工具类，可以存储任意数量的具有共同属性的对象。
与数组不同，集合的长度可以动态改变，所以数组适合去存储固定长度的数据，集合适合去存储不固定长度的数据。
2. 集合的应用场景：
1）无法预测存储数据的数量。
2）存储具有一对一关系的数据（比如某件商品，其商品编号只对应这件商品）。
3）需要进行数据的增删。
4）数据重复问题。
二、集合框架的体系结构
1、collection：存储类的对象
Collection三个子接口:
1）List(序列)
存放的数据有序、可以重复
List常用实现类ArrayList(长度动态增长的数组)
2）Queue(队列)
存放的数据有序、可以重复
Queue实现类LinkedList(同时实现了List接口表示的是链表的内容)
3）Set(集)
无序、不可以重复
Set实现类HashSet(哈希集)
2、Map
键值对 Map实现类HashMap(哈希表，存储为键值对<key,value>)
三、List
1、List概述
1. List中元素有序且可以重复，称为序列。
2. List可以精确地控制每个元素的插入位置，或删除某个位置的元素。
3. List的两个主要实现类：ArrayList和LinkedList。
4. ArrayList底层是由数组实现的，长度动态增长。ArrayList中的元素可以为null且可以有多个。
在列表尾部插入或删除数据非常有效，但是在中间则需要耗费较多资源。所以更适合查找和更新元素。
2、list的常用方法
List list = new ArrayList();
list.contains()；用来判断列表中是否包含要查找的对象，括号中写对象名
list.add();添加元素
list.remove();移除元素/移除元素有两种方法1.根据下标移除2.根据要移除的元素内容移除
list.get();获取列表中指定位置处的元素
list.size();获取列表长度
举例：
import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class ListDemo1 { public static void main(String[] args) { // 用ArrayList存储编程语言的名称，并输出 List list=new ArrayList(); list.add("Java"); list.add("C"); list.add("C++"); list.add("Go"); list.add("swift"); //输出列表中元素的个数 System.out.println("列表中元素的个数为："+list.size()); //遍历输出所有编程语言 System.out.println("**************************************"); for(int i=0;i<list.size();i++){ System.out.print(list.get(i)+","); } //移除列表中的C++ System.out.println(); //list.remove(2); list.remove("C++"); System.out.println("**************************************"); System.out.println("移除C++以后的列表元素为："); for(int i=0;i<list.size();i++){ System.out.print(list.get(i)+","); } } }
3、List代码实例：添加公告
1、 需求
--公告的添加和显示
--在指定位置处插入公告
--删除公告 --修改公告
2、分析
1）公告类属性： --编号 id --标题 title -- 创建人 creator --创建时间 createTime
2）公告类方法 --构造方法 --获取和设置属性值的方法
import java.util.Date; public class Notice { private int id;//ID private String title;//标题 private String creator;//创建人 private Date createTime;//创建时间 public Notice(int id, String title, String creator, Date createTime) { super(); this.id = id; this.title = title; this.creator = creator; this.createTime = createTime; } public int getId() { return id; } public void setId(int id) { this.id = id; } public String getTitle() { return title; } public void setTitle(String title) { this.title = title; } public String getCreator() { return creator; } public void setCreator(String creator) { this.creator = creator; } public Date getCreateTime() { return createTime; } public void setCreateTime(Date createTime) { this.createTime = createTime; } }
import java.util.ArrayList; import java.util.Date; public class NoticeTest { public static void main(String[] args) { // 创建Notice类的对象，生成三条公告 Notice notice1 = new Notice(1, "欢迎来到学校！", "管理员", new Date()); Notice notice2 = new Notice(2, "请同学们按时提交作业！", "老师", new Date()); Notice notice3 = new Notice(3, "考勤通知！", "老师", new Date()); // 添加公告 ArrayList noticeList = new ArrayList(); noticeList.add(notice1); noticeList.add(notice2); noticeList.add(notice3); // 显示公告 System.out.println("公告的内容为："); for (int i = 0; i < noticeList.size(); i++) { System.out.println(i + 1 + ":" + ((Notice) (noticeList.get(i))).getTitle());//这里需要强制转换，加上Notice } System.out.println("**************************************"); // 在第一条公告后面添加一条新公告 Notice notice4 = new Notice(4, "在线编辑器可以使用啦！", "管理员", new Date()); noticeList.add(1, notice4); // 显示公告 System.out.println("公告的内容为："); for (int i = 0; i < noticeList.size(); i++) { System.out.println(i + 1 + ":" + ((Notice) (noticeList.get(i))).getTitle()); } System.out.println("**************************************"); // 删除按时提交作业的公告 noticeList.remove(2); // 显示公告 System.out.println("删除公告后的内容为："); for (int i = 0; i < noticeList.size(); i++) { System.out.println(i + 1 + ":" + ((Notice) (noticeList.get(i))).getTitle()); } //将第二条公告改为：Java在线编辑器可以使用啦！ System.out.println("**************************************"); //修改第二条公告中title的值 notice4.setTitle("Java在线编辑器可以使用啦！"); noticeList.set(1, notice4); System.out.println("修改后公告的内容为："); for (int i = 0; i < noticeList.size(); i++) { System.out.println(i + 1 + ":" + ((Notice) (noticeList.get(i))).getTitle()); } } }
四、set
1、set概述
Set是元素无序并且不可以重复的集合，被称为集，Set是接口。
HashSet是Set的一个重要实现类，称为哈希集
HashSet中的元素无序并且不可以重复
HashSet中只允许一个null元素 具有良好的存取和查找性能
HashSet的底层其实是HashMap。 HashSet默认容量是16，默认的加载因子为0.75
2、补充知识：迭代器 ITerator
迭代器：Iterator接口可以以统一的方式对各种集合元素进行遍历 hasNext():检测集合中是否还有下一个元素 next():返回集合中的下一个元素
迭代器使用完会释放空间，再次使用需要给到新的引用 把集合添加到迭代器中：（导入包）Iterator 迭代器名=集合名.iterator()方法 遍历迭代器并输出：
代码实例：
import java.util.HashSet; import java.util.Iterator; import java.util.Set; public class WordDemo { public static void main(String[] args) { // 将英文单词添加到HashSet中 Set set = new HashSet(); // 向集合中添加元素 set.add("blue"); set.add("red"); set.add("black"); set.add("yellow"); set.add("white"); // 显示集合的内容 System.out.println("集合中的元素为："); Iterator it = set.iterator(); // 遍历迭代器并输出元素 while (it.hasNext()) { System.out.print(it.next() + " "); } System.out.println(); // 在集合中插入一个新的单词 // set.add("green"); set.add("white"); it = set.iterator(); // 遍历迭代器并输出元素 System.out.println("**************************"); System.out.println("插入重复元素后的输出结果为："); while (it.hasNext()) { System.out.print(it.next() + " "); } //插入失败，但是不会报错 } }
3、HashSet实例：宠物猫信息管理
1）需求与提示
*需求 --添加和显示宠物猫信息 --查找某只宠物猫的信息并输出 --修改宠物猫的信息 --删除宠物猫信息 宠物猫类的定义： *属性 --名字 name --年龄 month --品种 species *类中方法的定义具体如截图所示 方法： 构造方法 获取和设置属性值的方法 其他方法：tostring方法
2）代码
public class Cat { private String name; //名字 private int month; //年龄 private String species;//品种 //构造方法 public Cat(String name, int month, String species) { super(); this.name = name; this.month = month; this.species = species; } //getter与setter方法 public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getMonth() { return month; } public void setMonth(int month) { this.month = month; } public String getSpecies() { return species; } public void setSpecies(String species) { this.species = species; } /** * toString()方法是Object类的方法，我们定义的所有类都是Object类的子类； 如果输出该类的对象，就会自动调用toString()方法，这样会输出该对象的地址； 如果想输出对象的内容，可以在该类中重写toString（）方法 *改写toString方法 * 1\重写Object类的toString()方法，输出对象时，就可以自动调用toString()方法。 * 这个方法只是为了方便输出，比如System.out.println(xx)，括号里面的“xx”如果不是String类型的话，就自动调用xx的toString()方法。 我们在Cat中重写toString方法，输出Cat对象的各个属性值。 总而言之，它只是sun公司开发java的时候为了方便所有类的字符串操作而特意加入的一个方法。 * @return */ @Override public String toString() { return "[姓名：" + name + ", 年龄：" + month + ", 品种：" + species + "]"; } @Override public int hashCode() { final int prime = 31; int result = 1; result = prime * result + month; result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode()); result = prime * result + ((species == null) ? 0 : species.hashCode()); return result; } @Override public boolean equals(Object obj) { //判断对象是否相等，相等则返回true，不用继续比较属性了 if(this==obj) return true; //判断obj是否是Cat类的对象 if(obj.getClass()==Cat.class){ Cat cat=(Cat)obj; return cat.getName().equals(name)&&(cat.getMonth()==month)&&(cat.getSpecies().equals(species)); } return false; } }
import java.util.HashSet; import java.util.Iterator; import java.util.Set; public class CatTest { public static void main(String[] args) { // 定义宠物猫对象 Cat huahua = new Cat("花花", 12, "英国短毛猫"); Cat fanfan = new Cat("凡凡", 3, "中华田园猫"); // 将宠物猫对象放入HashSet中 Set<Cat> set = new HashSet<Cat>(); set.add(huahua); set.add(fanfan); // 显示宠物猫信息 Iterator<Cat> it = set.iterator();//使用迭代器 while (it.hasNext()) { System.out.println(it.next()); } // 再添加一个与花花属性一样的猫 Cat huahua01 = new Cat("花花", 12, "英国短毛猫"); set.add(huahua01); System.out.println("**********************************"); System.out.println("添加重复数据后的宠物猫信息："); it = set.iterator(); while (it.hasNext()) { System.out.println(it.next()); } System.out.println("**********************************"); // 重新插入一个新宠物猫 Cat huahua02 = new Cat("花花二代", 2, "英国短毛猫"); set.add(huahua02); System.out.println("添加花花二代后的宠物猫信息："); it = set.iterator(); while (it.hasNext()) { System.out.println(it.next()); } System.out.println("**********************************"); // 在集合中查找花花的信息并输出 if (set.contains(huahua)) { System.out.println("花花找到了！"); System.out.println(huahua); } else { System.out.println("花花没找到！"); } // 在集合中使用名字查找花花的信息 System.out.println("**********************************"); System.out.println("通过名字查找花花信息"); boolean flag = false; Cat c = null; it = set.iterator(); while (it.hasNext()) { c = it.next(); if (c.getName().equals("花花")) { flag = true;// 找到了 break; } } if (flag) { System.out.println("花花找到了"); System.out.println(c); } else { System.out.println("花花没找到"); } // 删除花花二代的信息并重新输出 for (Cat cat : set) { if ("花花二代".equals(cat.getName())) { set.remove(cat); break; } } System.out.println("**********************************"); System.out.println("删除花花二代后的数据"); for(Cat cat:set){ System.out.println(cat); } //删除集合中的所有宠物猫信息 System.out.println("**********************************"); boolean flag1=set.removeAll(set); if(set.isEmpty()){ System.out.println("猫都不见了。。。"); }else{ System.out.println("猫还在。。。"); } } }
4、toString方法+重写equals和hashcode方法
1）为什么要在Cat类中重写toString方法呢？
这个方法只是为了方便输出，比如System.out.println(xx)，括号里面的“xx”如果不是String类型的话，就自动调用xx的toString()方法。
我们在Cat中重写toString方法，输出Cat对象的各个属性值。
总而言之，它只是sun公司开发java的时候为了方便所有类的字符串操作而特意加入的一个方法。
2）HashSet中，是无法添加相同的对象的。那么什么是相同的对象？
问：用相同的属性对对象进行初始化，它们是相同的对象吗？
如：
Cat cat1 = new Cat("花花", 12, "英国短毛猫");
Cat cat2 = new Cat("花花", 12, "英国短毛猫");
答：不是。
所以这样的两个对象，是可以加入的HashSet中的。这往往与我们的期望是不符的，我们认为他们应该是"相同的"，不应该重复加入。
程序是通过调用hashCode和equals两个方法来判断对象是否相等的。
所以，对于上面提到的问题，我们可以通过重写这两个方法来实现我们需求。
equals方法思路：
1）先判断对象是否相等，相等返回true，不用继续比较属性；
2）判断obj是否为目标类的对象，若是则通过强制类型转换为目标类对象后继续比较属性值是否相同；
3）以上都不满足则返回false：
@Override public boolean equals(Object obj) { //判断对象是否相等，相等则返回true，不用继续比较属性了 if(this==obj) return true; //判断obj是否是Cat类的对象 if(obj.getClass()==Cat.class){ Cat cat=(Cat)obj; return cat.getName().equals(name)&&(cat.getMonth()==month)&&(cat.getSpecies().equals(species)); } return false; }
3）自动生成toString、hashCode和equals
右键Generate
一般情况下hashcode直接用equals需要手动修改下
4）其他
hashCode方法是对类中的数据再分类，例如：分成了3份， 不重写也没关系。
如果hashCode()值相同，还需要根据equals()方法判断是否为同一个对象。
hashCode的值不同时，则两个对象必定不同
五、Map
1、Map概述
1）Map中的数据是以键值对（key-value）的形式存储的；
2）key-value以Entry类型的对象实例存在；Entry是一个接口
3）可以通过key值快速地查找value；
4）一个映射不能包含重复的键；
5）每个键最对只能映射到一个值。
2. HashMap
1）基于哈希表的Map接口的实现；
2）允许使用null值和null键；
3）key值不允许重复；
4）HashMap中的Entry对象是无序排列的。
3、 HashMap打印输出
Map 类型，Map 是一个接口，无法进行实例化操作，可以定义一个引用指向HashMap()的方法构造一个Map类，
向Map中添加元素的时，使用 对象名.put ( key,value) 的方法添加一个键值对。
打印输出有两种方式：
1）打印输出value的值(直接使用迭代器)
2）打印输输出key和value的值：通过entrySet方法
通过keySet()方法将map中所有key值的取出，返回值是个只存放key值的Set集合
通过entrySet()方法将map集合中的映射关系取出，返回映射所包含的映射关系的Set集合
虽然使用keyset及entryset来进行遍历能取得相同的结果，但两者的遍历速度是有差别的。
keySet():迭代后只能通过get()取key；再根据key值取value。
entrySet()：迭代后可以e.getKey()，e.getValue()取key和value。
4、HashMap代码实例
import java.util.*; import java.util.Map.Entry; public class DictionaryDemo { public static void main(String[] args) { Map<String,String> animal=new HashMap<String,String>(); System.out.println("请输入三组单词对应的注释，并存放到HashMap中"); Scanner console=new Scanner(System.in); //添加数据 int i=0; while(i<3){ System.out.println("请输入key值（单词）："); String key=console.next(); System.out.println("请输入value值（注释）："); String value=console.next(); animal.put(key, value); i++; } //打印输出value的值（直接使用迭代器） System.out.println("*****************************************"); System.out.println("使用迭代器输出所有的value："); Iterator<String> it=animal.values().iterator(); while(it.hasNext()){ System.out.print(it.next()+" "); } System.out.println(); System.out.println("*****************************************"); //打印输出key和value的值 //通过entrySet方法 System.out.println("通过entrySet方法得到key－value："); Set<Entry<String, String>> entrySet=animal.entrySet(); for(Entry<String, String> entry:entrySet){ System.out.print(entry.getKey()+"-");; System.out.println(entry.getValue()); } System.out.println(); System.out.println("*****************************************"); //通过单词找到注释并输出 //使用keySet方法 System.out.println("请输入要查找的单词："); String strSearch=console.next(); //1.取得keySet Set<String> keySet=animal.keySet(); //2.遍历keySet for(String key:keySet){ if(strSearch.equals(key)){ System.out.println("找到了！"+"键值对为："+key+"-"+animal.get(key)); break; } } } }
