Java 类集初探
类集
- 类集：主要功能就是Java数据结构的实现（java.util）
- 类集就是动态对象数组（链表也是动态数组）
Collection 接口*
- Collection是整个类集之中单值保存的最大 父接口 。即：每一次仅可以向集合中保存一个对象
public interface Collection<E>
extends Iterable<E>
- 在Collection定义的常用操作方法
常用操作方法
- 向集合中保存数据
public boolean add(E e);
- 追加一个集合
public boolean addAll(Collection<? extends E>c);
- 清空集合（根元素为null）
public void clear();
- 判断是否有指定的内容
public boolean contains(Object o);
- 判断是否为空集合
public boolean isEmpty();
- 删除对象
public boolean remove(Object o);
- 取得元素个数
public int size();
- 以对象数组保存集合
public Object [] toArray();
- 为Iterator接口实例化
public Iterator<E> iterator();
contains() 和 remove() 一定要依靠 equals() 的支持；
List子接口
- List子接口是Collection接口中最常用的子接口；
- List对Collection接口进行了功能的扩充；
常用操作
- 取得索引编号的内容
public E get(int index);
- 修改索引的内容
public E set(int index , E element);
- 为LisIterator接口实例化对象
public ListIterator<E> listIterator();
List属于接口，如果想使用接口进行操作，就必须存在子类；使用 ArrayList 子类实现（和Vector子类）
ArrayList子类
public static void main(String [] args) throws IOException {
List<String> all = new ArrayList<String>();
System.out.println("size:" + all.size() + "Null:" + all.isEmpty());
all.add("Hello");
all.add("Hello");
all.add("World");
System.out.println("size:" + all.size() + "Null:" + all.isEmpty());
// Collection接口定义了size()方法取得集合长度
// List子接口增加了 get() 方法，可取取得所有的数据
for (int x = 0 ; x < all.size() ; x++) {
String str = all.get(x);
System.out.println(str);
}
}
}
通过对ArrayList()子类的使用分析在：List集合中所保存的数据是按照保存的顺序存放的，而且允许重复数据；List子接口有get()方法，可以获得集合中指定序列的内容
- 为Collection接口实例化
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) throws IOException {
Collection<String> all = new ArrayList<String>();
System.out.println("size:" + all.size() + "Null:" + all.isEmpty());
all.add("Hello");
all.add("Hello");
all.add("World");
System.out.println("size:" + all.size() + "Null:" + all.isEmpty());
Object[] obj = all.toArray();//变为对象数组读取数据
for (int x = 0 ; x < obj.length ; x ++) {
System.out.println(obj[x].toString());
}
/*for (int x = 0 ; x < all.size() ; x++) {
String str = all.get(x);// 由于Collection类中没有get()方法所以无法使用
System.out.println(str);
}*/
}
}
- List保存对象
class Book {
private String title ;
private double price ;
public Book(String title , double price) {
this.price = price;
this.title = title;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj) {
return true ;
}
if (obj == null) {
return false;
}
if(!(obj instanceof Book)) {
return false ;
}
Book book = (Book) obj;
if (this.title.equals(book.title) && this.price == book.price){
return true;
}
return false;
}
@Override
public String toString() {
return this.title + "\t" + this.price + "\n";
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
List<Book> all = new ArrayList<Book>();
all.add(new Book("Java",11.1));
all.add(new Book("python",22.2));
all.add(new Book("C/C++",33.3));
all.add(new Book("PHP",44.4));
// 切记：remove和contains方法需要在类中覆写equls()类
all.remove(new Book("PHP",44.4));
System.out.println(all);
}
}
Vector子类（旧）
-
区别：
Vector子类采用同步处理，线程安全；而ArrayList子类则采用非线程安全的异步处理机制。ArrayList支持Iterator、ListIterator、foreach输出，而Vector还支持Enumeration。
总结：
- List中的数据保存顺序就是数据的添加顺序
- List集合中允许保存有重复的元素
- List子接口比Collection扩充了get()、set()方法
- List大多使用ArrayList子类进行操作
Set 子接口
Set子接口只是简单点额继承了Collection接口，并没有效仿List接口对原接口的功能方法进行扩充。
-
常见子类：HashSet、TreeSet
-
观察 HashSet 子类：
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
Set<String> all = new HashSet<String>();
all.add("Hello");
all.add("Hello");//不保存重复的数据
all.add("World");
all.add("HUAWEI");
System.out.println(all + ">>>" + all.size());
}
}
通过观察发现：Set集合下没有重复的数据元素（Set 子接口的特征）即：HashSet 子类特征属于 无序排列
- 观察 TreeSet子类：
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
Set<String> all = new TreeSet<String>();
all.add("Hello");
all.add("Hello");//不保存重复的数据
all.add("World");
all.add("Array");
System.out.println(all + ">>>" + all.size());
}
}
分析得出：TreeSet子类没有重复数据，以及所保存的内容默认自动升序排序。
数据排序问题
class Book implements Comparable<Book>{
private String title ;
private double price ;
public Book(String title , double price) {
this.title = title;
this.price = price;
}
@Override
public String toString() {
return this.title + "\t" + this.price;
}
/*
* 集合本质上就是动态对象数组，而动态的对象数组排序使用的是比较器
* 所以我们使用comparable比较器
*
* 由于存在重复的元素，compareTo会认为是同一个对象，（Set子接口的特性）
* 所以 set子接口的重复判读就是依靠Comparable
* 为此我们可以使用String的compareTo方法进行同对象的比较
*/
@Override
public int compareTo(Book o) {
if (this.price > o.price) {
return 1;
} else if(this.price < o.price) {
return -1;
} else {
// 我们调用String类的compareTo方法来比较
return this.title.compareTo(o.title);
}
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
Set<Book> all = new TreeSet<Book>();
all.add(new Book("Java",11.1));
all.add(new Book("Java",11.1)); //信息完全重复
all.add(new Book("php",11.1)); //信息部分重复
all.add(new Book("Python",33.3)); //信息完全不重复
System.out.println(all);
}
}
通过观察发现，Comparable接口支持了TreeSet类的重复数据的判断，并不支持对HashSet类的重复数据的判读
重复元素问题
通过上述的各段代码发现：Comparable接口（比较器）只负责对TreeSet子类的重复元素的判断；（依靠comparTo()方法，如若发现数据相同则判断为是同样的对象元素，则 return 0;）
如果要判断数据元素的重复，只能依靠Object中的方法：
- 取得哈希码
public int hashCode();
- 对象比较
public boolean equals(Object obj);
代码：
@Override
public int hashCode() {
final int prime = 31;
int result = 1;
long temp;
temp = Double.doubleToLongBits(price);
result = prime * result + (int) (temp ^ (temp >>> 32));
result = prime * result + ((title == null) ? 0 : title.hashCode());
return result;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj)
return true;
if (obj == null)
return false;
if (getClass() != obj.getClass())
return false;
Book other = (Book) obj;
if (Double.doubleToLongBits(price) != Double.doubleToLongBits(other.price))
return false;
if (title == null) {
if (other.title != null)
return false;
} else if (!title.equals(other.title))
return false;
return true;
}
-
总结：
在不考虑排序问题情况下，判断元素是否重复，依靠Object方法中的 hashCode() 和 equals()
总结：
- 在开发中，Set子接口不建议首选，如果使用也是首选建议HashSet类；
- Comparable 比较器普遍应用于Java理论中
集合输出
Collection、List、Set三个接口，List接口是最有利于输出操作的（ArrayList子类），故此集合的输出：
Iterator*：迭代输出
public interface Iterator<E> {
public boolean hasNext();
public E next<E>();
}
Iterator是一个接口，如若取得接口的实例化需要依靠Collection接口iterator()方法
public Iterator<E> iterator();// java.util.Collection
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
Set<String> all = new HashSet<String>();//Set子接口
all.add("Mirror");
all.add("wangyuyang");
all.add("wangyuyang");
Iterator<String> iter = all.iterator();// 实例化接口
while (iter.hasNext()) { //判断是否为空
String str = iter.next();// 获取元素数据
System.out.println(str);
}
}
}
Set的特性会自动不保留重复数据，并无序输出
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
List<String> all = new ArrayList<String>();//List子接口
all.add("Mirror");
all.add("wangyuyang");
all.add("wangyuyang");
Iterator<String> iter = all.iterator();// 实例化接口
while (iter.hasNext()) { //判断是否为空
String str = iter.next();// 获取元素数据
System.out.println(str);
}
}
}
显示添加的所有元素并原样添加的顺序输出
-
集合的输出问题：
在遇到集合的输出问题是，完全可以直接使用Iterator接口进行输出
ListIterator：双向迭代
-
Iterator本身只具备”由前向后“的输出，而 ListLterator 子接口则支持双向迭代。
-
判断是否有前一个元素：（逆向）
public boolean hasPreviout();
- 取得前一个元素：（逆向）
public E previous();
- 实例ListIterator接口的List方法：
public ListIterator<E> listIterator();
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
List<String> all = new ArrayList<String>();//Set子接口
all.add("A");
all.add("B");
all.add("C");
System.out.println("正向迭代输出");
ListIterator<String> iter = all.listIterator();
while (iter.hasNext()) { //判断是否为空
String str = iter.next();// 获取元素数据
System.out.println(str);
}
System.out.println("***********");
System.out.println("逆向迭代输出");
while(iter.hasPrevious()) {
System.out.println(iter.previous());
}
}
}
上例程序实现了双向迭代的功能；利用hasNet()方法判断是否为空，next()方法输出元素内容，实现正向迭代输出；利用ListIterator接口中的hasPrevious()和Previous()方法来实现逆向迭代输出。
- 注意：
如果利用ListIterator接口实现逆向迭代输出，就需要先进行正向迭代输出；也就是说在实现逆向迭代输出前必须实现正向迭代输出。
Enumeration：枚举输出
Enumeration 和 Vector类同时发布的输出接口；早期的Vector类定义的集合就需要Enumeration 来输出。
- 接口定义
public interface Enumberation<E>{
public boolean hasMoreElements(); //判断是否有下一个元素
public E nextElement(); // 获取当前元素内容
}
- 实例化 Enumeration接口对象，只能依靠 Vector子类
public Enumeration<E> elements() // 取得Enumeration接口对象
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
Vector<String> all = new Vector<String>();//Set子接口
all.add("A");
all.add("B");
all.add("C");
Enumeration<String> enu = all.elements();
while(enu.hasMoreElements()) {
System.out.println(new String(enu.nextElement()));
}
}
}
foreach 输出
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
List<String> all = new ArrayList<String>();//Set子接口
all.add("A");
all.add("B");
all.add("C");
for (String str : all) {
System.out.println(str);
}
}
}
Map接口
Collection每次都会保存一个对象，而Map接口主要负责一对对象的信息。
主要操作方法
- 向集合中保存数据
public V put(K key , V value);
- 根据Key查找Value
public V get(Object key);
- 将Map结合转化为Set集合
public Set<Map Entry<K,V>> entrySet();
- 取出所有Key值
public Set<K> keySet();
- 常用子类：
- HashMap
- Hashtable
观察HashMap
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
Map<String,Integer> map = new HashMap<String,Integer>();
map.put("壹", 1);
map.put("贰", 2);
map.put("叁", 3);
map.put("叁", 33);
System.out.println(map);
}
}
通过代码分析可以发现：HashMap实现的输出是无序的；发现的重复的Key会进行覆盖，使用新的内容key的value覆盖原来的value
- get方法的应用
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
Map<String,Integer> map = new HashMap<String,Integer>();
map.put("壹", 1);
map.put("贰", 2);
map.put(null, 3);
System.out.println(map.get("壹")); //返回 1
System.out.println(map.get("陸"));//key不存在返回 null
System.out.println(map.get(null));// 返回 3
}
}
通过HashMap和get()方法的代码观察发现，Map主要的目的是实现数据的信息的查找，Collection主要的目的是实现信息数据的输出。
- 取得所有的key值：
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
Map<String,Integer> map = new HashMap<String,Integer>();
map.put("壹", 1);
map.put("贰", 2);
map.put("叁", 3);
Set<String> set = map.keySet();// 取得key
Iterator<String> iter = set.iterator();
while(iter.hasNext()) {
System.out.println(iter.next());//输出全部的key
}
}
}
观察Hashtable
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
Map<String,Integer> map = new Hashtable<String, Integer>();
map.put("壹", 1);
map.put("贰", 2);
map.put("叁", 3);
System.out.println(map);
}
}
通过设置key或value为Null值来比较Hashtable和HashMap两个子类之间区别：Hashtable子类不允许存在null值，而HashMap允许Key或Value中为null值。*
Iterator输出的问题（重点）
-
涉及到集合的输出，一定要使用Iterator进行输出；而Map接口中未定义返回Iterator接口对象的方法，故此Map数据使用Iterator输出就需要将Map集合转换为Set集合。
-
在Collection接口中，Iterator得到的是一个Collection完整的对象；而Map则不同了，但是Map.put()向集合中存一对数据的时候，会自动的封装为Map.Entry接口对象
public static interface Map.Entry<K,V>;//（等同于一个外部接口）
- Map.Entry接口操作方法
- getkey()：获取Key值
- getValue()：获取Value值
在Map中保存的实际上是被Map.Entry接口包装的一个对象，Map.Entry接口的对象包装的是：Key和Value值对数据元素。
- 如上述，Iterator如取出输出的数据实取得是一个对象（Collection接口中就是实质上取得Collection的对象），而在Map接口中，则是取出一个Map.Entry接口对象，然后在得出Key和Value。
- 在Map定义了一种将Map集合转为Set的方法：
public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet();
-
转为Set集合后，就可以调用Iterator输出。
-
利用Map接口EntrySet()方法将Map结合变为Set集合 ——> 利用Set结合中的iterator()方法将Set进行Iterator输出 ——> 每一次取出的Set元素都是Map.Entrty接口对象，利用此对象进行Key与Value的取出
利用Iterator实现Map接口的输出 *
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
Map<String,Integer> map = new Hashtable<String, Integer>();
map.put("壹", 1);
map.put("贰", 2);
map.put("叁", 3);
// 将Map集合变为Set结合
Set<Map.Entry<String, Integer>> set = map.entrySet();
// 将Set集合实例化iterator接口对象
Iterator<Map.Entry<String, Integer>> iter = set.iterator();
while(iter.hasNext()) {
// 因为iter内容保存的是Map.Entry接口的对象，所以利用Map.Entry对象将Key和Value取出
Map.Entry<String, Integer> men = iter.next();
System.out.println(men.getKey() + "==" + men.getValue());
}
}
}
Map集合中的Key
使用的Map集合，Key的类型可以自定义；那么这个自定义的类型必须覆写Object类之中的hashCode() 和 equals()方法，因为只有依靠这两个方法，才可以判断是否元素重复。【首先的Key类型是String，尽量不要使用自定义的对象类型去定义key；因为String类中默认了hashCode() 和 equals()】
class Book{
private String title ;
public Book(String title) {
this.title = title;
}
@Override
public String toString() {
return this.title;
}
@Override
public int hashCode() {
final int prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + ((title == null) ? 0 : title.hashCode());
return result;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj)
return true;
if (obj == null)
return false;
if (getClass() != obj.getClass())
return false;
Book other = (Book) obj;
if (title == null) {
if (other.title != null)
return false;
} else if (!title.equals(other.title))
return false;
return true;
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
Map<Book,String> map = new HashMap<Book, String>();
map.put(new Book("java"),new String ("开发"));
System.out.println(map.get(new Book("java")));
}
}
或者:
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
Map<String,Book> map = new HashMap<String, Book>();
map.put(new String ("开发"),new Book("java"));
System.out.println(map.get(new String("开发")));
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
Map<String,Book> map = new HashMap<String, Book>();
map.put("开发",new Book("java"));
System.out.println(map.get("开发"));
}
}
总结
- Map集合保存数据更有利与查找，而Collection保存数据是为了输出
- Map使用Iterator接口输出步骤：……
- HashMap可以保存Null，Hashtable不可以保存null。
- 可以不可以重复，一旦出现重复会覆盖原有内容（更新Key的Value值）
Stack子类
Stack 表示：栈操作；栈是一种先进后出的数据结构；而Stack是Vector的子类。
public class Stack<E>
extends Vector<E>
需要注意：Stack虽是Vector子类，可是不会使用Vector方法。
Stack栈操作：
- 入栈：
public E push(E item);
- 出栈：
public E pop();
- 实现入栈、出栈操作
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
Stack<String> all = new Stack<String>();
all.push("A");
all.push("B");
all.push("C");
all.push("D");
System.out.println(all.pop());
System.out.println(all.pop());
System.out.println(all.pop());
System.out.println(all.pop());
}
}
如果栈中数据已经全部执行出栈而依旧继续执行出栈pop操作，则报错：空栈异常（栈中无数据则无法出栈执行操作）
Properties子类
Collections工具类
- 向集合中追加一组数据
public static <T> boolean addAll(Collection<E> c,……);
public class TestDemo {
public static void main(String [] args) {
List<String> all = new ArrayList<String>();
Collections.addAll(all, "A","B","C","D");
System.out.println(all);
}
}
Collections工具类是负责给集合操作接口Collection提供辅助的操作方法
