Collection集合&List集合&Set集合
1.Collection集合
1.1集合体系结构【记忆】
-
集合类的特点
提供一种存储空间可变的存储模型,存储的数据容量可以随时发生改变
-
集合类的体系图
1.2Collection集合概述和基本使用【应用】
-
Collection集合概述
-
是单例集合的顶层接口,它表示一组对象,这些对象也称为Collection的元素
-
JDK 不提供此接口的任何直接实现,它提供更具体的子接口(如Set和List)实现
-
-
Collection集合基本使用
public class CollectionDemo01 { public static void main(String[] args) { //创建Collection集合的对象 Collection<String> c = new ArrayList<String>(); //添加元素:boolean add(E e) c.add("hello"); c.add("world"); c.add("java"); //输出集合对象 System.out.println(c); } }
1.3Collection集合的常用方法【应用】
方法名 | 说明 |
---|---|
boolean add(E e) | 添加元素 |
boolean remove(Object o) | 从集合中移除指定的元素 |
void clear() | 清空集合中的元素 |
boolean contains(Object o) | 判断集合中是否存在指定的元素 |
boolean isEmpty() | 判断集合是否为空 |
int size() | 集合的长度,也就是集合中元素的个数 |
1.4Collection集合的遍历【应用】
- 迭代器的介绍
- 迭代器,集合的专用遍历方式
- Iterator
iterator():返回此集合中元素的迭代器,通过集合的iterator()方法得到 - 迭代器是通过集合的iterator()方法得到的,所以我们说它是依赖于集合而存在的
- Collection集合的遍历
public class IteratorDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
Collection<String> c = new ArrayList<>();
//添加元素
c.add("hello");
c.add("world");
c.add("java");
c.add("javaee");
//Iterator<E> iterator():返回此集合中元素的迭代器,通过集合的iterator()方法得到
Iterator<String> it = c.iterator();
//用while循环改进元素的判断和获取
while (it.hasNext()) {
String s = it.next();
System.out.println(s);
}
}
}
1.5集合使用步骤图解【理解】
- 使用步骤
1.6集合的案例-Collection集合存储学生对象并遍历【应用】
-
案例需求
创建一个存储学生对象的集合,存储3个学生对象,使用程序实现在控制台遍历该集合
-
代码实现
- 学生类
public class Student { private String name; private int age; public Student() { } public Student(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } }
- 测试类
public class CollectionDemo { public static void main(String[] args) { //创建Collection集合对象 Collection<Student> c = new ArrayList<Student>(); //创建学生对象 Student s1 = new Student("林青霞", 30); Student s2 = new Student("张曼玉", 35); Student s3 = new Student("王祖贤", 33); //把学生添加到集合 c.add(s1); c.add(s2); c.add(s3); //遍历集合(迭代器方式) Iterator<Student> it = c.iterator(); while (it.hasNext()) { Student s = it.next(); System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge()); } } }
2.List集合
2.1List集合概述和特点【记忆】
- List集合概述
- 有序集合(也称为序列),用户可以精确控制列表中每个元素的插入位置。用户可以通过整数索引访问元素,并搜索列表中的元素
- 与Set集合不同,列表通常允许重复的元素
- List集合特点
- 有索引
- 可以存储重复元素
- 元素存取有序
2.2List集合的特有方法【应用】
方法名 | 描述 |
---|---|
void add(int index,E element) | 在此集合中的指定位置插入指定的元素 |
E remove(int index) | 删除指定索引处的元素,返回被删除的元素 |
E set(int index,E element) | 修改指定索引处的元素,返回被修改的元素 |
E get(int index) | 返回指定索引处的元素 |
2.3集合的案例-List集合存储学生对象并遍历【应用】
-
案例需求
创建一个存储学生对象的集合,存储3个学生对象,使用程序实现在控制台遍历该集合
-
代码实现
-
学生类
public class Student { private String name; private int age; public Student() { } public Student(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } }
-
测试类
public class ListDemo { public static void main(String[] args) { //创建List集合对象 List<Student> list = new ArrayList<Student>(); //创建学生对象 Student s1 = new Student("林青霞", 30); Student s2 = new Student("张曼玉", 35); Student s3 = new Student("王祖贤", 33); //把学生添加到集合 list.add(s1); list.add(s2); list.add(s3); //迭代器方式 Iterator<Student> it = list.iterator(); while (it.hasNext()) { Student s = it.next(); System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge()); } System.out.println("--------"); //for循环方式 for(int i=0; i<list.size(); i++) { Student s = list.get(i); System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge()); } } }
-
2.4并发修改异常【应用】
-
出现的原因
迭代器遍历的过程中,通过集合对象修改了集合中的元素,造成了迭代器获取元素中判断预期修改值和实际修改值不一致,则会出现:ConcurrentModificationException
-
解决的方案
用for循环遍历,然后用集合对象做对应的操作即可
-
示例代码
public class ListDemo { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 List<String> list = new ArrayList<String>(); //添加元素 list.add("hello"); list.add("world"); list.add("java"); //遍历集合,得到每一个元素,看有没有"world"这个元素,如果有,我就添加一个"javaee"元素,请写代码实现 // Iterator<String> it = list.iterator(); // while (it.hasNext()) { // String s = it.next(); // if(s.equals("world")) { // list.add("javaee"); // } // } for(int i=0; i<list.size(); i++) { String s = list.get(i); if(s.equals("world")) { list.add("javaee"); } } //输出集合对象 System.out.println(list); } }
2.5列表迭代器【应用】
-
ListIterator介绍
- 通过List集合的listIterator()方法得到,所以说它是List集合特有的迭代器
- 用于允许程序员沿任一方向遍历的列表迭代器,在迭代期间修改列表,并获取列表中迭代器的当前位置
-
示例代码
public class ListIteratorDemo { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 List<String> list = new ArrayList<String>(); //添加元素 list.add("hello"); list.add("world"); list.add("java"); //获取列表迭代器 ListIterator<String> lit = list.listIterator(); while (lit.hasNext()) { String s = lit.next(); if(s.equals("world")) { lit.add("javaee"); } } System.out.println(list); } }
2.6增强for循环【应用】
-
定义格式
for(元素数据类型 变量名 : 数组/集合对象名) { 循环体; }
-
示例代码
public class ForDemo { public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,2,3,4,5}; for(int i : arr) { System.out.println(i); } System.out.println("--------"); String[] strArray = {"hello","world","java"}; for(String s : strArray) { System.out.println(s); } System.out.println("--------"); List<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("hello"); list.add("world"); list.add("java"); for(String s : list) { System.out.println(s); } System.out.println("--------"); //内部原理是一个Iterator迭代器 /* for(String s : list) { if(s.equals("world")) { list.add("javaee"); //ConcurrentModificationException } } */ } }
2.7集合的案例-List集合存储学生对象三种方式遍历【应用】
-
案例需求
创建一个存储学生对象的集合,存储3个学生对象,使用程序实现在控制台遍历该集合
-
代码实现
-
学生类
public class Student { private String name; private int age; public Student() { } public Student(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } }
-
测试类
public class ListDemo { public static void main(String[] args) { //创建List集合对象 List<Student> list = new ArrayList<Student>(); //创建学生对象 Student s1 = new Student("林青霞", 30); Student s2 = new Student("张曼玉", 35); Student s3 = new Student("王祖贤", 33); //把学生添加到集合 list.add(s1); list.add(s2); list.add(s3); //迭代器:集合特有的遍历方式 Iterator<Student> it = list.iterator(); while (it.hasNext()) { Student s = it.next(); System.out.println(s.getName()+","+s.getAge()); } System.out.println("--------"); //普通for:带有索引的遍历方式 for(int i=0; i<list.size(); i++) { Student s = list.get(i); System.out.println(s.getName()+","+s.getAge()); } System.out.println("--------"); //增强for:最方便的遍历方式 for(Student s : list) { System.out.println(s.getName()+","+s.getAge()); } } }
-
3.数据结构
3.1数据结构之栈和队列【记忆】
-
栈结构
先进后出
-
队列结构
先进先出
3.2数据结构之数组和链表【记忆】
-
数组结构
查询快、增删慢
-
队列结构
查询慢、增删快
4.List集合的实现类
4.1List集合子类的特点【记忆】
-
ArrayList集合
底层是数组结构实现,查询快、增删慢
-
LinkedList集合
底层是链表结构实现,查询慢、增删快
4.2集合的案例-ArrayList集合存储学生对象三种方式遍历【应用】
-
案例需求
创建一个存储学生对象的集合,存储3个学生对象,使用程序实现在控制台遍历该集合
-
代码实现
-
学生类
public class Student { private String name; private int age; public Student() { } public Student(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } }
-
测试类
public class ArrayListDemo { public static void main(String[] args) { //创建ArrayList集合对象 ArrayList<Student> array = new ArrayList<Student>(); //创建学生对象 Student s1 = new Student("林青霞", 30); Student s2 = new Student("张曼玉", 35); Student s3 = new Student("王祖贤", 33); //把学生添加到集合 array.add(s1); array.add(s2); array.add(s3); //迭代器:集合特有的遍历方式 Iterator<Student> it = array.iterator(); while (it.hasNext()) { Student s = it.next(); System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge()); } System.out.println("--------"); //普通for:带有索引的遍历方式 for(int i=0; i<array.size(); i++) { Student s = array.get(i); System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge()); } System.out.println("--------"); //增强for:最方便的遍历方式 for(Student s : array) { System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge()); } } }
-
4.3LinkedList集合的特有功能【应用】
-
特有方法
方法名 说明 public void addFirst(E e) 在该列表开头插入指定的元素 public void addLast(E e) 将指定的元素追加到此列表的末尾 public E getFirst() 返回此列表中的第一个元素 public E getLast() 返回此列表中的最后一个元素 public E removeFirst() 从此列表中删除并返回第一个元素 public E removeLast() 从此列表中删除并返回最后一个元素
5.Set集合
5.1Set集合概述和特点【应用】
- Set集合的特点
- 元素存取无序
- 没有索引、只能通过迭代器或增强for循环遍历
- 不能存储重复元素
- Set集合的基本使用
public class SetDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
Set<String> set = new HashSet<String>();
//添加元素
set.add("hello");
set.add("world");
set.add("java");
//不包含重复元素的集合
set.add("world");
//遍历
for(String s : set) {
System.out.println(s);
}
}
}
5.2哈希值【理解】
-
哈希值简介
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
-
如何获取哈希值
Object类中的public int hashCode():返回对象的哈希码值
-
哈希值的特点
- 同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的
- 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
-
获取哈希值的代码
- 学生类
public class Student { private String name; private int age; public Student() { } public Student(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } @Override public int hashCode() { return 0; } }
- 测试类
public class HashDemo { public static void main(String[] args) { //创建学生对象 Student s1 = new Student("林青霞",30); //同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的 System.out.println(s1.hashCode()); //1060830840 System.out.println(s1.hashCode()); //1060830840 System.out.println("--------"); Student s2 = new Student("林青霞",30); //默认情况下,不同对象的哈希值是不相同的 //通过方法重写,可以实现不同对象的哈希值是相同的 System.out.println(s2.hashCode()); //2137211482 System.out.println("--------"); System.out.println("hello".hashCode()); //99162322 System.out.println("world".hashCode()); //113318802 System.out.println("java".hashCode()); //3254818 System.out.println("world".hashCode()); //113318802 System.out.println("--------"); System.out.println("重地".hashCode()); //1179395 System.out.println("通话".hashCode()); //1179395 } }
5.3HashSet集合概述和特点【应用】
-
HashSet集合的特点
- 底层数据结构是哈希表
- 对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顺序一致
- 没有带索引的方法,所以不能使用普通for循环遍历
- 由于是Set集合,所以是不包含重复元素的集合
-
HashSet集合的基本使用
public class HashSetDemo01 { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 HashSet<String> hs = new HashSet<String>(); //添加元素 hs.add("hello"); hs.add("world"); hs.add("java"); hs.add("world"); //遍历 for(String s : hs) { System.out.println(s); } } }
5.4HashSet集合保证元素唯一性源码分析【理解】
-
HashSet集合保证元素唯一性的原理
1.根据对象的哈希值计算存储位置
如果当前位置没有元素则直接存入
如果当前位置有元素存在,则进入第二步
2.当前元素的元素和已经存在的元素比较哈希值
如果哈希值不同,则将当前元素进行存储
如果哈希值相同,则进入第三步
3.通过equals()方法比较两个元素的内容
如果内容不相同,则将当前元素进行存储
如果内容相同,则不存储当前元素
-
HashSet集合保证元素唯一性的图解
5.5常见数据结构之哈希表【理解】
5.6HashSet集合存储学生对象并遍历【应用】
-
案例需求
- 创建一个存储学生对象的集合,存储多个学生对象,使用程序实现在控制台遍历该集合
- 要求:学生对象的成员变量值相同,我们就认为是同一个对象
-
代码实现
-
学生类
public class Student { private String name; private int age; public Student() { } public Student(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } @Override public boolean equals(Object o) { if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; Student student = (Student) o; if (age != student.age) return false; return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null; } @Override public int hashCode() { int result = name != null ? name.hashCode() : 0; result = 31 * result + age; return result; } }
-
测试类
public class HashSetDemo02 { public static void main(String[] args) { //创建HashSet集合对象 HashSet<Student> hs = new HashSet<Student>(); //创建学生对象 Student s1 = new Student("林青霞", 30); Student s2 = new Student("张曼玉", 35); Student s3 = new Student("王祖贤", 33); Student s4 = new Student("王祖贤", 33); //把学生添加到集合 hs.add(s1); hs.add(s2); hs.add(s3); hs.add(s4); //遍历集合(增强for) for (Student s : hs) { System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge()); } } }
-
5.7LinkedHashSet集合概述和特点【应用】
-
LinkedHashSet集合特点
- 哈希表和链表实现的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
-
LinkedHashSet集合基本使用
public class LinkedHashSetDemo { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 LinkedHashSet<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<String>(); //添加元素 linkedHashSet.add("hello"); linkedHashSet.add("world"); linkedHashSet.add("java"); linkedHashSet.add("world"); //遍历集合 for(String s : linkedHashSet) { System.out.println(s); } } }
6.Set集合排序
6.1TreeSet集合概述和特点【应用】
-
TreeSet集合概述
- 元素有序,可以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(Comparator comparator) :根据指定的比较器进行排序
- 没有带索引的方法,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
- 元素有序,可以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集合基本使用
public class TreeSetDemo01 { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>(); //添加元素 ts.add(10); ts.add(40); ts.add(30); ts.add(50); ts.add(20); ts.add(30); //遍历集合 for(Integer i : ts) { System.out.println(i); } } }
6.2自然排序Comparable的使用【应用】
-
案例需求
- 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,按照姓名的字母顺序排序
-
实现步骤
- 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compareTo(T o)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
-
代码实现
-
学生类
public class Student implements Comparable<Student> { private String name; private int age; public Student() { } public Student(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } @Override public int compareTo(Student s) { // return 0; // return 1; // return -1; //按照年龄从小到大排序 int num = this.age - s.age; // int num = s.age - this.age; //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; } }
-
测试类
public class TreeSetDemo02 { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(); //创建学生对象 Student s1 = new Student("xishi", 29); Student s2 = new Student("wangzhaojun", 28); Student s3 = new Student("diaochan", 30); Student s4 = new Student("yangyuhuan", 33); Student s5 = new Student("linqingxia",33); Student s6 = new Student("linqingxia",33); //把学生添加到集合 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.getName() + "," + s.getAge()); } } }
-
6.3比较器排序Comparator的使用【应用】
-
案例需求
- 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,按照姓名的字母顺序排序
-
实现步骤
- 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(T o1,T o2)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
-
代码实现
-
学生类
public class Student { private String name; private int age; public Student() { } public Student(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } }
-
测试类
public class TreeSetDemo { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() { @Override public int compare(Student s1, Student s2) { //this.age - s.age //s1,s2 int num = s1.getAge() - s2.getAge(); int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num; return num2; } }); //创建学生对象 Student s1 = new Student("xishi", 29); Student s2 = new Student("wangzhaojun", 28); Student s3 = new Student("diaochan", 30); Student s4 = new Student("yangyuhuan", 33); Student s5 = new Student("linqingxia",33); Student s6 = new Student("linqingxia",33); //把学生添加到集合 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.getName() + "," + s.getAge()); } } }
-
6.4成绩排序案例【应用】
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案例需求
- 用TreeSet集合存储多个学生信息(姓名,语文成绩,数学成绩),并遍历该集合
- 要求:按照总分从高到低出现
-
代码实现
-
学生类
public class Student { private String name; private int chinese; private int math; public Student() { } public Student(String name, int chinese, int math) { this.name = name; this.chinese = chinese; this.math = math; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getChinese() { return chinese; } public void setChinese(int chinese) { this.chinese = chinese; } public int getMath() { return math; } public void setMath(int math) { this.math = math; } public int getSum() { return this.chinese + this.math; } }
-
测试类
public class TreeSetDemo { public static void main(String[] args) { //创建TreeSet集合对象,通过比较器排序进行排序 TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() { @Override public int compare(Student s1, Student s2) { // int num = (s2.getChinese()+s2.getMath())-(s1.getChinese()+s1.getMath()); //主要条件 int num = s2.getSum() - s1.getSum(); //次要条件 int num2 = num == 0 ? s1.getChinese() - s2.getChinese() : num; int num3 = num2 == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num2; return num3; } }); //创建学生对象 Student s1 = new Student("林青霞", 98, 100); Student s2 = new Student("张曼玉", 95, 95); Student s3 = new Student("王祖贤", 100, 93); Student s4 = new Student("柳岩", 100, 97); Student s5 = new Student("风清扬", 98, 98); Student s6 = new Student("左冷禅", 97, 99); // Student s7 = new Student("左冷禅", 97, 99); Student s7 = new Student("赵云", 97, 99); //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); ts.add(s7); //遍历集合 for (Student s : ts) { System.out.println(s.getName() + "," + s.getChinese() + "," + s.getMath() + "," + s.getSum()); } } }
-
6.5不重复的随机数案例【应用】
-
案例需求
- 编写一个程序,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
-
代码实现
public class SetDemo { public static void main(String[] args) { //创建Set集合对象 // Set<Integer> set = new HashSet<Integer>(); Set<Integer> set = new TreeSet<Integer>(); //创建随机数对象 Random r = new Random(); //判断集合的长度是不是小于10 while (set.size()<10) { //产生一个随机数,添加到集合 int number = r.nextInt(20) + 1; set.add(number); } //遍历集合 for(Integer i : set) { System.out.println(i); } } }
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