集合Collection -- 整理
集合预备知识:Iterator迭代器、泛型、数据结构
1 集合概述
- 集合:集合是java中提供的一种容器,可以用来存储多个数据。
集合和数组既然都是容器,它们有啥区别呢?
- 数组的长度是固定的。集合的长度是可变的。
- 数组中存储的是同一类型的元素,可以存储基本数据类型值。集合存储的都是对象。而且对象的类型可以不一致。在开发中一般当对象多的时候,使用集合进行存储。
2 集合框架
JAVASE提供了满足各种需求的API,在使用这些API前,先了解其继承与接口操作架构,才能了解何时采用哪个类,以及类之间如何彼此合作,从而达到灵活应用。
集合按照其存储结构可以分为两大类,分别是单列集合java.util.Collection
和双列集合java.util.Map
。
Collection集合详解、Map集合详解、集合工具类Collections
- Collection:单列集合类的根接口,用于存储一系列符合某种规则的元素,它有两个重要的子接口,分别是
java.util.List
和java.util.Set
。其中,List
的特点是元素有序、元素可重复。Set
的特点是元素无序,而且不可重复。List
接口的主要实现类有java.util.ArrayList
和java.util.LinkedList
,Set
接口的主要实现类有java.util.HashSet
和java.util.TreeSet
。 - Map:双列集合。现实生活中,我们常会看到这样的一种集合:IP地址与主机名,身份证号与个人,系统用户名与系统用户对象等,这种一一对应的关系,就叫做映射。Java提供了专门的集合类用来存放这种对象关系的对象,即
java.util.Map
接口。 Collection
中的集合:元素是孤立存在的(理解为单身),向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。Map
中的集合:元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成,通过键可以找对所对应的值。需要注意的是,Map
中的集合不能包含重复的键,值可以重复;每个键只能对应一个值。
集合本身是一个工具,它存放在java.util
包中。在Collection
接口定义着单列集合框架中最最共性的内容。
3 Collection集合
3.1 Collection 集合概述
- Collection:单列集合类的根接口,用于存储一系列符合某种规则的元素,它有两个重要的子接口,分别是
java.util.List
和java.util.Set
。其中,List
的特点是元素有序、元素可重复。Set
的特点是元素无序,而且不可重复。List
接口的主要实现类有java.util.ArrayList
和java.util.LinkedList
,Set
接口的主要实现类有java.util.HashSet
和java.util.TreeSet
。
集合本身是一个工具,它存放在java.util
包中。在Collection
接口定义着单列集合框架中最最共性的内容。
3.2 Collection 常用功能
Collection是所有单列集合的父接口,因此在Collection中定义了单列集合(List和Set)通用的一些方法,这些方法可用于操作所有的单列集合。方法如下:
public boolean add(E e)
: 把给定的对象添加到当前集合中 。public void clear()
:清空集合中所有的元素。public boolean remove(E e)
: 把给定的对象在当前集合中删除。public boolean contains(E e)
: 判断当前集合中是否包含给定的对象。public boolean isEmpty()
: 判断当前集合是否为空。public int size()
: 返回集合中元素的个数。public Object[] toArray()
: 把集合中的元素,存储到数组中。
方法演示:
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
public class Demo1Collection {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
// 使用多态形式
Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
// 使用方法
// 添加功能 boolean add(String s)
coll.add("小李广");
coll.add("扫地僧");
coll.add("石破天");
System.out.println(coll);
// boolean contains(E e) 判断o是否在集合中存在
System.out.println("判断 扫地僧 是否在集合中"+coll.contains("扫地僧"));
//boolean remove(E e) 删除在集合中的o元素
System.out.println("删除石破天:"+coll.remove("石破天"));
System.out.println("操作之后集合中元素:"+coll);
// size() 集合中有几个元素
System.out.println("集合中有"+coll.size()+"个元素");
// Object[] toArray()转换成一个Object数组
Object[] objects = coll.toArray();
// 遍历数组
for (int i = 0; i < objects.length; i++) {
System.out.println(objects[i]);
}
// void clear() 清空集合
coll.clear();
System.out.println("集合中内容为:"+coll);
// boolean isEmpty() 判断是否为空
System.out.println(coll.isEmpty());
}
}
tips: 有关Collection中的方法可不止上面这些,其他方法可以自行查看API学习。
3.3 List接口
3.3.1 List接口介绍
java.util.List
接口继承自Collection
接口,是单列集合的一个重要分支,习惯性地会将实现了List
接口的对象称为List集合。在List集合中允许出现重复的元素,所有的元素是以一种线性方式进行存储的,在程序中可以通过索引来访问集合中的指定元素。另外,List集合还有一个特点就是元素有序,即元素的存入顺序和取出顺序一致。
看完API,我们总结一下:
List接口特点:
- 它是一个元素存取有序的集合。例如,存元素的顺序是11、22、33。那么集合中,元素的存储就是按照11、22、33的顺序完成的)。
- 它是一个带有索引的集合,通过索引就可以精确的操作集合中的元素(与数组的索引是一个道理)。
- 集合中可以有重复的元素,通过元素的equals方法,来比较是否为重复的元素。
tips:我们在基础班的时候已经学习过List接口的子类java.util.ArrayList类,该类中的方法都是来自List中定义。
3.3.2 List接口中常用方法
List作为Collection集合的子接口,不但继承了Collection接口中的全部方法,而且还增加了一些根据元素索引来操作集合的特有方法,如下:
public void add(int index, E element)
: 将指定的元素,添加到该集合中的指定位置上。public E get(int index)
:返回集合中指定位置的元素。public E remove(int index)
: 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。public E set(int index, E element)
:用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。
List集合特有的方法都是跟索引相关:
public class ListDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建List集合对象
List<String> list = new ArrayList<String>();
// 往 尾部添加 指定元素
list.add("图图");
list.add("小美");
list.add("不高兴");
System.out.println(list);
// add(int index,String s) 往指定位置添加
list.add(1,"没头脑");
System.out.println(list);
// String remove(int index) 删除指定位置元素 返回被删除元素
// 删除索引位置为2的元素
System.out.println("删除索引位置为2的元素");
System.out.println(list.remove(2));
System.out.println(list);
// String set(int index,String s)
// 在指定位置 进行 元素替代(改)
// 修改指定位置元素
list.set(0, "三毛");
System.out.println(list);
// String get(int index) 获取指定位置元素
// 跟size() 方法一起用 来 遍历的
for(int i = 0;i<list.size();i++){
System.out.println(list.get(i));
}
//还可以使用增强for
for (String string : list) {
System.out.println(string);
}
}
}
3.4 List的子类
3.4.1 ArrayList集合
java.util.ArrayList
集合数据存储的结构是数组结构。元素增删慢,查找快,由于日常开发中使用最多的功能为查询数据、遍历数据,所以ArrayList
是最常用的集合。
许多程序员开发时非常随意地使用ArrayList完成任何需求,并不严谨,这种用法是不提倡的。
3.2 LinkedList集合
java.util.LinkedList
集合数据存储的结构是链表结构。方便元素添加、删除的集合。
LinkedList是一个双向链表
实际开发中对一个集合元素的添加与删除经常涉及到首尾操作,而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。这些方法我们作为了解即可:
public void addFirst(E e)
:将指定元素插入此列表的开头。public void addLast(E e)
:将指定元素添加到此列表的结尾。public E getFirst()
:返回此列表的第一个元素。public E getLast()
:返回此列表的最后一个元素。public E removeFirst()
:移除并返回此列表的第一个元素。public E removeLast()
:移除并返回此列表的最后一个元素。public E pop()
:从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。public void push(E e)
:将元素推入此列表所表示的堆栈。public boolean isEmpty()
:如果列表不包含元素,则返回true。
LinkedList是List的子类,List中的方法LinkedList都是可以使用,这里就不做详细介绍,我们只需要了解LinkedList的特有方法即可。在开发时,LinkedList集合也可以作为堆栈,队列的结构使用。(了解即可)
方法演示:
public class LinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
LinkedList<String> link = new LinkedList<String>();
//添加元素
link.addFirst("abc1");
link.addFirst("abc2");
link.addFirst("abc3");
System.out.println(link);
// 获取元素
System.out.println(link.getFirst());
System.out.println(link.getLast());
// 删除元素
System.out.println(link.removeFirst());
System.out.println(link.removeLast());
while (!link.isEmpty()) { //判断集合是否为空
System.out.println(link.pop()); //弹出集合中的栈顶元素
}
System.out.println(link);
}
}
3.5 Set接口
java.util.Set
接口和java.util.List
接口一样,同样继承自Collection
接口,它与Collection
接口中的方法基本一致,并没有对Collection
接口进行功能上的扩充,只是比Collection
接口更加严格了。与List
接口不同的是,Set
接口中元素无序,并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。
Set
集合有多个子类,这里我们介绍其中的java.util.HashSet
、java.util.LinkedHashSet
这两个集合。
tips:Set集合取出元素的方式可以采用:迭代器、增强for。
3.5.1 HashSet集合介绍
java.util.HashSet
是Set
接口的一个实现类,它所存储的元素是不可重复的,并且元素都是无序的(即存取顺序不一致)。java.util.HashSet
底层的实现其实是一个java.util.HashMap
支持,由于我们暂时还未学习,先做了解。
HashSet
是根据对象的哈希值来确定元素在集合中的存储位置,因此具有良好的存取和查找性能。保证元素唯一性的方式依赖于:hashCode
与equals
方法。
我们先来使用一下Set集合存储,看下现象,再进行原理的讲解:
public class HashSetDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建 Set集合
HashSet<String> set = new HashSet<String>();
//添加元素
set.add(new String("cba"));
set.add("abc");
set.add("bac");
set.add("cba");
//遍历
for (String name : set) {
System.out.println(name);
}
}
}
输出结果如下,说明集合中不能存储重复元素:
cba
abc
bac
tips:根据结果我们发现字符串"cba"只存储了一个,也就是说重复的元素set集合不存储。
3.5.2 HashSet集合存储数据的结构(哈希表)
什么是哈希表呢?
在JDK1.8之前,哈希表底层采用数组+链表实现,即使用链表处理冲突,同一hash值的链表都存储在一个链表里。但是当位于一个桶中的元素较多,即hash值相等的元素较多时,通过key值依次查找的效率较低。而JDK1.8中,哈希表存储采用数组+链表+红黑树实现,当链表长度超过阈值(8)时,将链表转换为红黑树,这样大大减少了查找时间。
简单的来说,哈希表是由数组+链表+红黑树(JDK1.8增加了红黑树部分)实现的,如下图所示。
看到这张图就有人要问了,这个是怎么存储的呢?
为了方便大家的理解我们结合一个存储流程图来说明一下:
总而言之,JDK1.8引入红黑树大程度优化了HashMap的性能,那么对于我们来讲保证HashSet集合元素的唯一,其实就是根据对象的hashCode()
和equals()
方法来决定的。如果我们往集合中存放自定义的对象,那么保证其唯一,就必须复写hashCode()
和equals()
方法建立属于当前对象的比较方式。
3.5.3 HashSet存储自定义类型元素
给HashSet中存放自定义类型元素时,需要重写对象中的hashCode()
和equals()
方法,建立自己的比较方式,才能保证HashSet集合中的对象唯一
创建自定义Student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;
return age == student.age &&
Objects.equals(name, student.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, age);
}
}
public class HashSetDemo2 {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象 该集合中存储 Student类型对象
HashSet<Student> stuSet = new HashSet<Student>();
//存储
Student stu = new Student("于谦", 43);
stuSet.add(stu);
stuSet.add(new Student("郭德纲", 44));
stuSet.add(new Student("于谦", 43));
stuSet.add(new Student("郭麒麟", 23));
stuSet.add(stu);
for (Student stu2 : stuSet) {
System.out.println(stu2);
}
}
}
执行结果:
Student [name=郭德纲, age=44]
Student [name=于谦, age=43]
Student [name=郭麒麟, age=23]
3.5.4 LinkedHashSet集合
我们知道HashSet保证元素唯一,可是元素存放进去是没有顺序的,那么我们要保证有序,怎么办呢?
在HashSet下面有一个子类java.util.LinkedHashSet
,它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。
演示代码如下:
public class LinkedHashSetDemo {
public static void main(String[] args) {
Set<String> set = new LinkedHashSet<String>();
set.add("bbb");
set.add("aaa");
set.add("abc");
set.add("bbc");
Iterator<String> it = set.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
}
}
结果:
bbb
aaa
abc
bbc
4 Collections集合工具类
4.1 Collections常用功能
-
java.utils.Collections
是集合工具类,用来对集合进行操作。部分方法如下: -
public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements)
:往集合中添加一些元素。 -
public static void shuffle(List<?> list)
:打乱集合顺序。 -
public static <T> void sort(List<T> list)
:将集合中元素按照默认规则排序。 -
public static <T> void sort(List<T> list,Comparator<? super T> )
:将集合中元素按照指定规则排序。
代码演示:
public class CollectionsDemo {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
//原来写法
//list.add(12);
//list.add(14);
//list.add(15);
//list.add(1000);
//采用工具类 完成 往集合中添加元素
Collections.addAll(list, 5, 222, 1,2);
System.out.println(list);
//排序方法
Collections.sort(list);
System.out.println(list);
}
}
结果:
[5, 222, 1, 2]
[1, 2, 5, 222]
代码演示之后 ,发现我们的集合按照顺序进行了排列,可是这样的顺序是采用默认的顺序,如果想要指定顺序那该怎么办呢?
我们发现还有个方法没有讲,public static <T> void sort(List<T> list,Comparator<? super T> )
:将集合中元素按照指定规则排序。接下来讲解一下指定规则的排列。
4.2 Comparator比较器
我们还是先研究这个方法
public static <T> void sort(List<T> list)
:将集合中元素按照默认规则排序。
不过这次存储的是字符串类型。
public class CollectionsDemo2 {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("cba");
list.add("aba");
list.add("sba");
list.add("nba");
//排序方法
Collections.sort(list);
System.out.println(list);
}
}
结果:
[aba, cba, nba, sba]
我们使用的是默认的规则完成字符串的排序,那么默认规则是怎么定义出来的呢?
说到排序了,简单的说就是两个对象之间比较大小,那么在JAVA中提供了两种比较实现的方式,一种是比较死板的采用java.lang.Comparable
接口去实现,一种是灵活的当我需要做排序的时候在去选择的java.util.Comparator
接口完成。
那么我们采用的public static <T> void sort(List<T> list)
这个方法完成的排序,实际上要求了被排序的类型需要实现Comparable接口完成比较的功能,在String类型上如下:
public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
String类实现了这个接口,并完成了比较规则的定义,但是这样就把这种规则写死了,那比如我想要字符串按照第一个字符降序排列,那么这样就要修改String的源代码,这是不可能的了,那么这个时候我们可以使用
public static <T> void sort(List<T> list,Comparator<? super T> )
方法灵活的完成,这个里面就涉及到了Comparator这个接口,位于位于java.util
包下,排序是comparator能实现的功能之一,该接口代表一个比较器,比较器具有可比性!顾名思义就是做排序的,通俗地讲需要比较两个对象谁排在前谁排在后,那么比较的方法就是:
-
public int compare(String o1, String o2)
:比较其两个参数的顺序。两个对象比较的结果有三种:大于,等于,小于。
如果要按照升序排序,
则o1 小于o2,返回(负数),相等返回0,01大于02返回(正数)
如果要按照降序排序
则o1 小于o2,返回(正数),相等返回0,01大于02返回(负数)
操作如下:
public class CollectionsDemo3 {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("cba");
list.add("aba");
list.add("sba");
list.add("nba");
//排序方法 按照第一个单词的降序
Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String o1, String o2) {
return o2.charAt(0) - o1.charAt(0);
}
});
System.out.println(list);
}
}
结果如下:
[sba, nba, cba, aba]
4.3 Comparable和Comparator两个接口的区别
Comparable:强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。这种排序被称为类的自然排序,类似compareTo()
方法被称为它的自然比较方法。只能在类中实现compareTo()
一次,不能经常修改类的代码实现自己想要的排序。实现此接口的对象列表(和数组)可以通过Collections.sort()
和Arrays.sort()
进行自动排序,对象可以用作有序映射中的键或有序集合中的元素,无需指定比较器。
Comparator:强行对某个对象进行整体排序。可以将Comparator 传递给sort方法(如Collections.sort()
和Arrays.sort()
),从而允许在排序顺序上实现精确控制。还可以使用Comparator来控制某些数据结构(如有序set或有序映射)的顺序,或者为那些没有自然顺序的对象collection提供排序。
4.4 练习
创建一个学生类,存储到ArrayList集合中完成指定排序操作。
Student 初始类
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 String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}
测试类:
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
// 创建四个学生对象 存储到集合中
ArrayList<Student> list = new ArrayList<Student>();
list.add(new Student("rose",18));
list.add(new Student("jack",16));
list.add(new Student("abc",16));
list.add(new Student("ace",17));
list.add(new Student("mark",16));
/*
让学生 按照年龄排序 升序
*/
// Collections.sort(list);//要求 该list中元素类型 必须实现比较器Comparable接口
for (Student student : list) {
System.out.println(student);
}
}
}
发现,当我们调用Collections.sort()
方法的时候 程序报错了。
原因:如果想要集合中的元素完成排序,那么必须要实现比较器Comparable接口。
于是我们就完成了Student类的一个实现,如下:
public class Student implements Comparable<Student>{
....
@Override
public int compareTo(Student o) {
return this.age-o.age;//升序
}
}
再次测试,代码就OK 了效果如下:
Student{name='jack', age=16}
Student{name='abc', age=16}
Student{name='mark', age=16}
Student{name='ace', age=17}
Student{name='rose', age=18}
4.5 扩展
如果在使用的时候,想要独立的定义规则去使用 可以采用Collections.sort(List list,Comparetor c)方式,自己定义规则:
Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
return o2.getAge()-o1.getAge();//以学生的年龄降序
}
});
效果:
Student{name='rose', age=18}
Student{name='ace', age=17}
Student{name='jack', age=16}
Student{name='abc', age=16}
Student{name='mark', age=16}
如果想要规则更多一些,可以参考下面代码:
Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
// 年龄降序
int result = o2.getAge()-o1.getAge();//年龄降序
if(result==0){//第一个规则判断完了 下一个规则 姓名的首字母 升序
result = o1.getName().charAt(0)-o2.getName().charAt(0);
}
return result;
}
});
效果如下:
Student{name='rose', age=18}
Student{name='ace', age=17}
Student{name='abc', age=16}
Student{name='jack', age=16}
Student{name='mark', age=16}
5 Map集合
5.1 概述
现实生活中,我们常会看到这样的一种集合:IP地址与主机名,身份证号与个人,系统用户名与系统用户对象等,这种一一对应的关系,就叫做映射。Java提供了专门的集合类用来存放这种对象关系的对象,即java.util.Map
接口。
我们通过查看Map
接口描述,发现Map
接口下的集合与Collection
接口下的集合,它们存储数据的形式不同,如下图。
Collection
中的集合,元素是孤立存在的(理解为单身),向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。Map
中的集合,元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成,通过键可以找对所对应的值。Collection
中的集合称为单列集合,Map
中的集合称为双列集合。- 需要注意的是,
Map
中的集合不能包含重复的键,值可以重复;每个键只能对应一个值。
5.2 Map常用子类
通过查看Map接口描述,看到Map有多个子类,这里我们主要讲解常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。
- HashMap<K,V>:存储数据采用的哈希表结构,元素的存取顺序不能保证一致。由于要保证键的唯一、不重复,需要重写键的
hashCode()
方法、equals()
方法。 - LinkedHashMap<K,V>:HashMap下有个子类LinkedHashMap,存储数据采用的哈希表结构+链表结构。通过链表结构可以保证元素的存取顺序一致;通过哈希表结构可以保证的键的唯一、不重复,需要重写键的
hashCode()
方法、equals()
方法。
tips:Map接口中的集合都有两个泛型变量<K,V>,在使用时,要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量<K,V>的数据类型可以相同,也可以不同。
5.3 Map接口中的常用方法
Map接口中定义了很多方法,常用的如下:
public V put(K key, V value)
: 把指定的键与指定的值添加到Map集合中。public V remove(Object key)
: 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除,返回被删除元素的值。public V get(Object key)
根据指定的键,在Map集合中获取对应的值。boolean containsKey(Object key)
判断集合中是否包含指定的键。public Set<K> keySet()
: 获取Map集合中所有的键,存储到Set集合中。public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()
: 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。
Map接口的方法演示
public class MapDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建 map对象
HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>();
//添加元素到集合
map.put("黄晓明", "杨颖");
map.put("文章", "马伊琍");
map.put("邓超", "孙俪");
System.out.println(map);
//String remove(String key)
System.out.println(map.remove("邓超"));
System.out.println(map);
// 想要查看 黄晓明的媳妇 是谁
System.out.println(map.get("黄晓明"));
System.out.println(map.get("邓超"));
}
}
tips:
使用put方法时,若指定的键(key)在集合中没有,则没有这个键对应的值,返回null,并把指定的键值添加到集合中;
若指定的键(key)在集合中存在,则返回值为集合中键对应的值(该值为替换前的值),并把指定键所对应的值,替换成指定的新值。
5.4 Map集合遍历键找值方式
键找值方式:即通过元素中的键,获取键所对应的值
分析步骤:
- 获取Map中所有的键,由于键是唯一的,所以返回一个Set集合存储所有的键。方法提示:
keyset()
- 遍历键的Set集合,得到每一个键。
- 根据键,获取键所对应的值。方法提示:
get(K key)
代码演示:
public class MapDemo01 {
public static void main(String[] args) {
//创建Map集合对象
HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
//添加元素到集合
map.put("胡歌", "霍建华");
map.put("郭德纲", "于谦");
map.put("薛之谦", "大张伟");
//获取所有的键 获取键集
Set<String> keys = map.keySet();
// 遍历键集 得到 每一个键
for (String key : keys) {
//key 就是键
//获取对应值
String value = map.get(key);
System.out.println(key+"的CP是:"+value);
}
}
}
遍历图解:
5.5 Entry键值对对象
我们已经知道,Map
中存放的是两种对象,一种称为key(键),一种称为value(值),它们在在Map
中是一一对应关系,这一对对象又称做Map
中的一个Entry(项)
。Entry
将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象,这样我们在遍历Map
集合时,就可以从每一个键值对(Entry
)对象中获取对应的键与对应的值。
既然Entry表示了一对键和值,那么也同样提供了获取对应键和对应值得方法:
public K getKey()
:获取Entry对象中的键。public V getValue()
:获取Entry对象中的值。
在Map集合中也提供了获取所有Entry对象的方法:
public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()
: 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。
5.6 Map集合遍历键值对方式
键值对方式:即通过集合中每个键值对(Entry)对象,获取键值对(Entry)对象中的键与值。
操作步骤与图解:
- 获取Map集合中,所有的键值对(Entry)对象,以Set集合形式返回。方法提示:
entrySet()
。 - 遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合,得到每一个键值对(Entry)对象。
- 通过键值对(Entry)对象,获取Entry对象中的键与值。 方法提示:
getkey() getValue()
public class MapDemo02 {
public static void main(String[] args) {
// 创建Map集合对象
HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
// 添加元素到集合
map.put("胡歌", "霍建华");
map.put("郭德纲", "于谦");
map.put("薛之谦", "大张伟");
// 获取 所有的 entry对象 entrySet
Set<Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();
// 遍历得到每一个entry对象
for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
// 解析
String key = entry.getKey();
String value = entry.getValue();
System.out.println(key+"的CP是:"+value);
}
}
}
遍历图解:
tips:Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了。
5.7 HashMap存储自定义类型键值
练习:每位学生(姓名,年龄)都有自己的家庭住址。那么,既然有对应关系,则将学生对象和家庭住址存储到map集合中。学生作为键, 家庭住址作为值。
注意,学生姓名相同并且年龄相同视为同一名学生。
编写学生类:
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;
return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, age);
}
}
编写测试类:
public class HashMapTest {
public static void main(String[] args) {
//1,创建Hashmap集合对象。
Map<Student,String>map = new HashMap<Student,String>();
//2,添加元素。
map.put(newStudent("lisi",28), "上海");
map.put(newStudent("wangwu",22), "北京");
map.put(newStudent("zhaoliu",24), "成都");
map.put(newStudent("zhouqi",25), "广州");
map.put(newStudent("wangwu",22), "南京");
//3,取出元素。键找值方式
Set<Student>keySet = map.keySet();
for(Student key: keySet){
Stringvalue = map.get(key);
System.out.println(key.toString()+"....."+value);
}
}
}
- 当给HashMap中存放自定义对象时,如果自定义对象作为key存在,这时要保证对象唯一,必须复写对象的hashCode和equals方法(如果忘记,请回顾HashSet存放自定义对象)。
- 如果要保证map中存放的key和取出的顺序一致,可以使用
java.util.LinkedHashMap
集合来存放。
5.8 LinkedHashMap
我们知道HashMap保证成对元素唯一,并且查询速度很快,可是成对元素存放进去是没有顺序的,那么我们要保证有序,还要速度快怎么办呢?
在HashMap下面有一个子类LinkedHashMap,它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。
public class LinkedHashMapDemo {
public static void main(String[] args) {
LinkedHashMap<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>();
map.put("邓超", "孙俪");
map.put("李晨", "范冰冰");
map.put("刘德华", "朱丽倩");
Set<Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
System.out.println(entry.getKey() + " " + entry.getValue());
}
}
}
结果:
邓超 孙俪
李晨 范冰冰
刘德华 朱丽倩
5.9 Map集合练习
需求:
计算一个字符串中每个字符出现次数。
分析:
- 获取一个字符串对象
- 创建一个Map集合,键代表字符,值代表次数。
- 遍历字符串得到每个字符。
- 判断Map中是否有该键。
- 如果没有,第一次出现,存储次数为1;如果有,则说明已经出现过,获取到对应的值进行++,再次存储。
- 打印最终结果
代码:
public class MapTest {
public static void main(String[] args) {
//友情提示
System.out.println("请录入一个字符串:");
String line = new Scanner(System.in).nextLine();
// 定义 每个字符出现次数的方法
findChar(line);
}
private static void findChar(String line) {
//1:创建一个集合 存储 字符 以及其出现的次数
HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();
//2:遍历字符串
for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
char c = line.charAt(i);
//判断 该字符 是否在键集中
if (!map.containsKey(c)) {//说明这个字符没有出现过
//那就是第一次
map.put(c, 1);
} else {
//先获取之前的次数
Integer count = map.get(c);
//count++;
//再次存入 更新
map.put(c, ++count);
}
}
System.out.println(map);
}
}
6 补充知识点
6.1 JDK9对集合添加的优化
通常,我们在代码中创建一个集合(例如,List 或 Set ),并直接用一些元素填充它。 实例化集合,几个 add方法 调用,使得代码重复。
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("abc");
list.add("def");
list.add("ghi");
System.out.println(list);
}
}
Java 9,添加了几种集合工厂方法,更方便创建少量元素的集合、map实例。新的List、Set、Map的静态工厂方法可以更方便地创建集合的不可变实例。
例子:
public class HelloJDK9 {
public static void main(String[] args) {
Set<String> str1=Set.of("a","b","c");
//str1.add("c");这里编译的时候不会错,但是执行的时候会报错,因为是不可变的集合
System.out.println(str1);
Map<String,Integer> str2=Map.of("a",1,"b",2);
System.out.println(str2);
List<String> str3=List.of("a","b");
System.out.println(str3);
}
}
需要注意以下两点:
1:of()方法只是Map,List,Set这三个接口的静态方法,其父类接口和子类实现并没有这类方法,比如 HashSet,ArrayList等待;
2:返回的集合是不可变的;
7 模拟斗地主洗牌发牌
7.1 案例介绍
按照斗地主的规则,完成洗牌发牌的动作。
具体规则:
- 组装54张扑克牌将
- 54张牌顺序打乱
- 三个玩家参与游戏,三人交替摸牌,每人17张牌,最后三张留作底牌。
- 查看三人各自手中的牌(按照牌的大小排序)、底牌
规则:手中扑克牌从大到小的摆放顺序:大王,小王,2,A,K,Q,J,10,9,8,7,6,5,4,3
7.2 案例需求分析
- 准备牌:
完成数字与纸牌的映射关系:
使用双列Map(HashMap)集合,完成一个数字与字符串纸牌的对应关系(相当于一个字典)。
- 洗牌:
通过数字完成洗牌发牌
- 发牌:
将每个人以及底牌设计为ArrayList,将最后3张牌直接存放于底牌,剩余牌通过对3取模依次发牌。
存放的过程中要求数字大小与斗地主规则的大小对应。
将代表不同纸牌的数字分配给不同的玩家与底牌。
- 看牌:
通过Map集合找到对应字符展示。
通过查询纸牌与数字的对应关系,由数字转成纸牌字符串再进行展示。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-KesbvlON-1583662418196)(img\斗地主分析.png)]
7.3 实现代码步骤
public class Poker {
public static void main(String[] args) {
/*
* 1组装54张扑克牌
*/
// 1.1 创建Map集合存储
HashMap<Integer, String> pokerMap = new HashMap<Integer, String>();
// 1.2 创建 花色集合 与 数字集合
ArrayList<String> colors = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> numbers = new ArrayList<String>();
// 1.3 存储 花色 与数字
Collections.addAll(colors, "♦", "♣", "♥", "♠");
Collections.addAll(numbers, "2", "A", "K", "Q", "J", "10", "9", "8", "7", "6", "5", "4", "3");
// 设置 存储编号变量
int count = 1;
pokerMap.put(count++, "大王");
pokerMap.put(count++, "小王");
// 1.4 创建牌 存储到map集合中
for (String number : numbers) {
for (String color : colors) {
String card = color + number;
pokerMap.put(count++, card);
}
}
/*
* 2 将54张牌顺序打乱
*/
// 取出编号 集合
Set<Integer> numberSet = pokerMap.keySet();
// 因为要将编号打乱顺序 所以 应该先进行转换到 list集合中
ArrayList<Integer> numberList = new ArrayList<Integer>();
numberList.addAll(numberSet);
// 打乱顺序
Collections.shuffle(numberList);
// 3 完成三个玩家交替摸牌,每人17张牌,最后三张留作底牌
// 3.1 发牌的编号
// 创建三个玩家编号集合 和一个 底牌编号集合
ArrayList<Integer> noP1 = new ArrayList<Integer>();
ArrayList<Integer> noP2 = new ArrayList<Integer>();
ArrayList<Integer> noP3 = new ArrayList<Integer>();
ArrayList<Integer> dipaiNo = new ArrayList<Integer>();
// 3.2发牌的编号
for (int i = 0; i < numberList.size(); i++) {
// 获取该编号
Integer no = numberList.get(i);
// 发牌
// 留出底牌
if (i >= 51) {
dipaiNo.add(no);
} else {
if (i % 3 == 0) {
noP1.add(no);
} else if (i % 3 == 1) {
noP2.add(no);
} else {
noP3.add(no);
}
}
}
// 4 查看三人各自手中的牌(按照牌的大小排序)、底牌
// 4.1 对手中编号进行排序
Collections.sort(noP1);
Collections.sort(noP2);
Collections.sort(noP3);
Collections.sort(dipaiNo);
// 4.2 进行牌面的转换
// 创建三个玩家牌面集合 以及底牌牌面集合
ArrayList<String> player1 = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> player2 = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> player3 = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> dipai = new ArrayList<String>();
// 4.3转换
for (Integer i : noP1) {
// 4.4 根据编号找到 牌面 pokerMap
String card = pokerMap.get(i);
// 添加到对应的 牌面集合中
player1.add(card);
}
for (Integer i : noP2) {
String card = pokerMap.get(i);
player2.add(card);
}
for (Integer i : noP3) {
String card = pokerMap.get(i);
player3.add(card);
}
for (Integer i : dipaiNo) {
String card = pokerMap.get(i);
dipai.add(card);
}
//4.5 查看
System.out.println("令狐冲:"+player1);
System.out.println("石破天:"+player2);
System.out.println("鸠摩智:"+player3);
System.out.println("底牌:"+dipai);
}
}
8 Collection集合方法使用练习
package com.company.collection;
import java.util.*;
/**
* @Author: Zhao
* @Date: 2020/3/9 11:07
* @Description:
* 单列集合根接口:Collection
* Collection子接口:List(元素有序、可重复)、Set(元素无序、不可重复)
* List实现类:ArrayList(存储结构是数组结构,增删慢、查找快)、LinkedList(存储结构是链表结构,方便增删)
* Set实现类(保证元素唯一性的方式依赖于hashCode与equals方法):HashSet
*/
public class CollectionTest {
public static void main(String[] args){
// CollectionTest.collectionDemo();
// CollectionTest.listDemo();
// CollectionTest.linkedListDemo();
// CollectionTest.setDemo();
CollectionTest.hashSetDemo();
}
/*
*单列集合通用方法
* public boolean add(E e):添加
* public void clear():清空
* public boolean remove(E e):删除给定对象
* public boolean contains(E e):是否包含给定对象
* public boolean isEmpty():集合是否为空
* public int size():集合中元素个数
* public Object[] toArray():集合中元素储存到数组中
*/
public static void collectionDemo(){
Collection<String> col = new ArrayList<>();
col.add("红的");
col.add("黄的");
col.add("绿的");
//使用迭代器Iterator遍历集合
Iterator<String> it = col.iterator();
System.out.print("集合中元素:");
while(it.hasNext()){
String s = it.next();
System.out.print(" " + s);
}
System.out.println();
col.remove("黄的");
//增强for循环(foreach循环)遍历集合
System.out.print("集合中元素:");
for(String s : col){
System.out.print(" " + s);
}
System.out.println();
System.out.println("集合中是否包含“黄的”对象:" + col.contains("黄的"));
System.out.println("集合中元素个数:" + col.size());
Object[] object = col.toArray();
System.out.print("数组object中元素:");
for(int i=0;i<object.length;i++){
System.out.print(" " + object[i]);
}
System.out.println();
}
/**
* List接口:存取有序、有索引、可以存储重复元素
* List接口作为Collection的子接口,继承了Collection接口中的所有方法,
* 还增加了一些根据元素索引(索引从0开始)来操作集合的方法:
* public void add(int index,E element):添加元素到指定位置
* public E get(int index):返回指定位置的元素
* public E remove(int index):删除并返回指定位置的元素
* public E set(int index,E element):替换指定位置的元素
*/
public static void listDemo(){
List<String> list = new ArrayList<>();
//向集合尾部添加
list.add("白的");
list.add("蓝的");
list.add("粉的");
list.add(1,"黑的");
Iterator<String> it = list.iterator();
System.out.print("集合list中元素有:");
while(it.hasNext()){
String s = it.next();
System.out.print(" " + s);
}
System.out.println();
System.out.println("集合list中第三位元素是:" + list.get(2));
System.out.println("集合list中第三位元素更新为“蓝色”:" + list.set(2,"蓝色"));
list.remove(3);
System.out.print("集合list中元素有:" );
for(String s : list){
System.out.print(" " + s);
}
}
/**
* LinkedList集合数据的存储结构是链表结构,LinkedList是一个双向链表
* LinkedList集合也可做堆栈、队列使用
* LinkedList集合是List的实现类,继承了Collection和list接口中的所有方法,
* 提供你给了大量首尾操作方法:
* public void addFirst(E e):插入到表头
* public void addLast(E e):插入到表尾
* public E getFirst():返回表头元素
* public E getLast():返回表尾元素
* public E removeFirst():移除并返回表头元素
* public E removeLast():移除并返回表尾元素
* public E pop():出栈
* public void push(E e):入栈
*/
public static void linkedListDemo(){
LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("蓝的");
linkedList.add("绿的");
linkedList.add("粉的");
linkedList.addFirst("红的");
linkedList.addLast("黄的");
System.out.println(linkedList);
System.out.println("表头元素为:" + linkedList.getFirst());
System.out.println("表尾元素为:" + linkedList.getLast());
}
/**
* Set接口:存取无序、不可以存储重复元素
* Set接口作为Collection的子接口,继承了Collection接口中的所有方法,
* 没有扩充方法,只是比Collection接口更加严格,不允许元素重复
*/
public static void setDemo(){
Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("红的");
set.add("黄的");
set.add("绿的");
set.add("红的");
System.out.println(set);
}
/**
* HashSet存储自定义对象需要重写equals和hashCode方法
*/
public static void hashSetDemo(){
HashSet<Student> hashSet = new HashSet<>();
Student stu = new Student("张三",21);
hashSet.add(stu);
hashSet.add(new Student("李四",23));
hashSet.add(new Student("王五",22));
hashSet.add(new Student("李四",23));
for(Student stu1 : hashSet){
System.out.println(stu1.getName()+stu1.getAge());
}
}
}
package com.company.collection;
import java.util.Objects;
/**
* @author:Zhaoshuang
* @date:2020/2/16
* @description:
*/
public class Student {
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age){
this.age = age;
this.name = name;
}
public String getName(){
return this.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 || this.getClass() != o.getClass())
return false;
Student s = (Student)o;
return age == s.age && Objects.equals(name,s.name);
}
@Override
public int hashCode(){
return Objects.hash(name,age);
}
}