肖sir__Java集合框架__15

1.1 集合介绍

数组回顾：

Java中数组可以保存多个对象，但数组长度不可变。如果需要保存数量变化的数据，数组就无法满足需求。并且数组无法保存具有映射关系的数据，如成绩表为语文=79，数学=80。

在Java中为了保存数量不确定的数据，以及保存具有映射关系的数据，Java 提供了集合类。集合类主要负责保存其他数据，因此集合类也被称为容器类。Java 所有的集合类都位于 java.util 包下，提供了一个表示和操作对象集合的统一构架，包含大量集合接口，以及这些接口的实现类和操作它们的算法。

数组和集合的区别：

1，数组元素既可以是基本类型的值，也可以是对象，而集合中只能保存对象。

2，数组的长度是固定的，集合的长度是动态的

 

集合框架介绍

Java 集合类型分为 Collection 和 Map，它们是 Java 集合的根接口

 

 

集合框架介绍

Collection接口基本结构

 

 

Map接口基本结构

 

 

1.4 集合框架介绍

Collection接口基本结构

 

 

1.5 集合框架介绍

Java集合接口的作用

 

1.6 类和类之间的关系介绍

在Java中类与类之间的关系通常使用UML图来表示

类之间的关系有6种：

实现（Realize）

泛化（Generalize）

关联（Associate）

聚合（Aggregate）

组合（Compose）

依赖（Dependency）

关系强度（耦合度）由高到低为：泛化=实现>组合>聚合>关联>依赖。

 

1.7 类和类之间的关系介绍

1.8 类和类之间的关系介绍

1.9 类和类之间的关系介绍

 

 

2.1 List集合

List 是一个有序、可重复的集合，集合中每个元素都有其对应的顺序索引。List 集合

允许使用重复元素，可以通过索引来访问指定位置的集合元素。

List 实现了Collection接口，它两个常用的实现类：ArrayList 类和 LinkedList 类

1，ArrayList

该类实现了List的接口，实现了可变大小的数组，随机访问和遍历元素时，提供更好的性能。该类也是非同步的,在多线程的情况下不要使用。ArrayList插入删除效率低。

2，LinkedList

该类实现了List接口，允许有null（空）元素。主要用于创建链表数据结构，该类没有同步方法，如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步，解决方法就是在创建List时候构造一个同步的List。LinkedList 查找效率低

 

2.2 List集合

集合遍历，例如：ArrayList

List<String> list=new ArrayList<String>();

list.add("1");

list.add("2");

list.add("3");

//第一种遍历方法使用 For-Each 遍历 List

for (String str : list) { //也可以改写 for(int i=0;i<list.size();i++) 这种形式

System.out.println(str);

}

//第二种遍历 使用迭代器进行相关遍历

Iterator<String> ite=list.iterator();

while(ite.hasNext())//判断下一个元素之后有值

{

System.out.println(ite.next());

}

 

2.3 List集合

List练习题：

1，往ArrayList集合中添加三个商品信息，包括商品编号、名称和价格，然后遍历集

合输出这些商品信息。

2，开发设计一个仓库管理系统，系统有四个功能，1,入库商品，2,出库商品，3,查询

商品，4,统计商品数量。通过控制台输入来操作系统

 

3.1 Map集合

Map 是一种键-值对（key-value）集合，Map 集合中的每一个元素都包含一个键

（key）对象和一个值（value）对象。用于保存具有映射关系的数据。

Map里key 和 value 都可以是任何引用类型的数据。Map 的 key 不允许重复，value可以重复，即同一个 Map 对象的任何两个 key 通过 equals 方法比较总是返回 false。

Map 中的 key 和 value 之间存在单向一对一关系，即通过指定的 key，总能找到唯一的、确定的 value。从 Map 中取出数据时，只要给出指定的 key，就可以取出对应的 value。

Map接口主要有两个实现类：HashMap 类和 TreeMap 类。其中，HashMap 类按

哈希算法来存取键对象，而 TreeMap 类可以对键对象进行排序。

 

 

3.2 Map集合

遍历Map，例如：HashMap

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

map.put("1", "value1");

map.put("2", "value2");

map.put("3", "value3");

//第一种：普遍使用，二次取值，通过Map.keySet遍历key和value

for (String key : map.keySet()) {

System.out.println("key= "+ key + " and value= " + map.get(key));

}

//第二种：推荐，尤其是容量大时，通过Map.entrySet遍历key和value

for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {

System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());

}

 

3.3 Map集合

Map练习题：

1，使用HashMap设计一个学校学员管理系统，系统有增加，删除，修改，查询，统计（统计可以按班级来统计，也可以统计全部人数） 共5个功能。使用学号作为key，学生类student作为value，学生的信息有姓名，年龄，性别，学号，班级。通过控制台录入学员信息。

 

4.1 Set集合

Set 集合类似于一个罐子，程序可以依次把多个对象“丢进”Set 集合，而 Set 集合通常不能记住元素的添加顺序。也就是说 Set 集合中的对象不按特定的方式排序，只是简单地把对象加入集合。Set 集合中不能包含重复的对象，并且最多只允许包含一个 null 元素。

Set 实现了 Collection 接口，它主要有两个常用的实现类：HashSet 类和 TreeSet类。

HashSet是无序的，TreeSet是有序的。

说明：如果向 Set 集合中添加两个相同的元素，则后添加的会覆盖前面添加的元素，即在 Set 集合中不会出现相同的元素。

 

4.2 Set集合

Set遍历，例如：HashSet

HashSet<String> courseSet = new HashSet<String>();

String course1 = new String("Java入门教程");

String course2 = new String("Python基础教程");

String course3 = new String("C语言学习教程");

courseSet.add(course1); // 将 course1 存储到 Set 集合中

courseSet.add(course2); // 将 course2 存储到 Set 集合中

courseSet.add(course3); // 将 course3 存储到 Set 集合中

Iterator<String> it = courseSet.iterator();

while (it.hasNext()) {

System.out.println("《" + (String) it.next() + "》"); // 输出 Set 集合中的元素

}

4.3 Set集合

Set练习题：

1，设计开发一个考试成绩管理系统，系统有新增，查询，排序，统计的功能。当老师录入每名学生的

成绩后，程序将按照从低到高的排列顺序显示学生成绩。此外，老师可以查询本次考试是否有满分的

学生存在，不及格的成绩有哪些，90 分以上成绩的学生有几名。老师通过控制台操作系统。

 

4.4 Set集合

Set和List的区别

1，Set 接口实例存储的是无序的，不重复的数据。

2，List 接口实例存储的是有序的，可以重复的元素。

3，Set检索效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变。

4，List查找元素效率高，插入和删除效率低，插入和删除会引起其他元素位置改变。

 

5.1 Collections类

Collections 类是 Java 提供的一个操作 Set、List 和 Map 等集合的工具类。

Collections对List集合元素常用排序方法：

void reverse(List list)：对指定 List 集合元素进行逆向排序。

void shuffle(List list)：对 List进行随机排序（shuffle 方法模拟了“洗牌”动作）。

void sort(List list)：根据元素的自然顺序对指定 List 集合的元素按升序进行排序。

void sort(List list, Comparator c)：根据指定 Comparator对 List 进行排序。

void swap(List list, int i, int j)：将指定 List 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换。

 

5.2 Collections类

Collections常用查找、替换集合元素的方法：

int binarySearch(List list, Object key)：搜索有序List 集合，获得对象在List集合中的索引。

Object max(Collection coll)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素。

Object max(Collection coll, Comparator comp)：根据 Comparator 返回给定集合中的最大元素。

Object min(Collection coll)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最小元素。

Object min(Collection coll, Comparator comp)：根据Comparator 返回给定集合中的最小元素。

void fill(List list, Object obj)：使用指定元素 obj 替换指定 List 集合中的所有元素。

int frequency(Collection c, Object o)：返回指定集合中指定元素的出现次数。

5.3 Collections类

Collections练习题：

1，随机生成10个数字，分别输出最大最小元素，如果有重复元素，则统计该重复元

素在集合中出现的次数。

2，通过控制台随机输入10个数字，对输入的10个数字进行逆向，并交换最大值和最

小值的位置。

3， 用Java实现斗地主游戏，洗牌、发牌、看牌

下面提供的是牌和花色

{"♠","♣","♥","♦"};

{"2","A","K","Q","J","10","9","8","7","6","5","4","3"};

 

6.1 泛型

Java集合在使用时可能存在的问题：

1，集合对元素类型没有任何限制，这样可能引发一些问题。例如，想创建一个只能保存 Dog 对象的集合，但程序也可以轻易地将 Cat 对象“丢”进去，所以可能引发异常。

2，由于把对象“丢进”集合时，集合丢失了对象的状态信息，集合只知道它盛装的是 Object，因此取出集合元素后通常还需要进行强制类型转换。这种强制类型转换既增加了编程的复杂度，也可能引发 ClassCastException 异常。

为解决上述问题

Java在JDK5版本中引入泛型, 泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许程序

员在编译时检测到非法的类型。泛型的本质是参数化类型。

例如：集合中的泛型，List<T>，Set<T>，Map<T,V>

6.2 泛型

泛型通配符：常用的 T，E，K，V，？

？表示不确定的 java 类型

T (type) 表示具体的一个java类型

K V (key value) 分别代表java键值中的Key Value

E (element) 代表Element

说明：上面的通配符不是固定，也可以用其他字母代替，只是在开发中习惯了使用以上字母。

6.3 泛型

泛型类：public class class_name<data_type1,data_type2,…>{} 例如：

public class Stu<N, A, S> {

private N name; // 姓名

private A age; // 年龄

private S sex; // 性别

}

泛型方法：public static List<T> find(Class<T>class,int userId){} 例如：

public static <T> T demo(T book) {

return book;

}

6.4 泛型

泛型类，练习题：

1，设计一个图书馆管理系统，系统有增删改查统计功能，可以按分类统计图书的数

量，图书有分种类，种类包含编号和名称两个属性，图书有编号，名称，种类编号三

个属性。系统通过控制台进行操作。