Java 之集合框架 上（9）
Java 中的集合框架
如果一个类中存在很多相同类型的属性。
例如：学生类
学生可以选课，因此存在很多课程类型的属性。但是每个学生选择的课程的种类和数量是不一样的。
如果将每一个课程类型的属性都列到课程类中，这样就很难定义学生类了。
这时我们可以利用容器，把所有的课程类型的属性都加入到容器中，再将这个容器整体作为学生类的一个属性
上面所说的容器就是Java中的集合。
集合的概念：
现实生活中：很多的事物凑在一起。例如 超市中的购物车是商品的集合、军队是军人的集合
数学中的集合：具有共同属性的事物的总体。例如：有理数 和 整数
Java中的集合类：是一种工具类，就像是一个容器，储存任意数量的有共同属性的对象。
集合的作用：
1 在集合的内部，对数据进行组织
2 简单而快速的搜索大量的条目
3 有的集合接口，提供一系列排列有序的元素，并且可以在序列中间快速的插入或者删除有关的元素。
4 有的集合接口，提供映射关系，可以通过关键字（key）去快速查找到对应关系的唯一对象，可这个关键字可以使任意类型。
集合与数组的对比：
数组的长度或者说是容量是固定的，如果数组的长度不够用了，我们需要新建一个然后将原数组的元素复制进去，这样会很麻烦
集合的长度（容量）可以在使用过程中动态扩展
数组之能通过下标访问元素，类型固定，而有的集合可以通过任意类型查找所映射的具体对象
Java中的集合体系分为（两类）：
Collection：
下面有三个接口 List、 Queue、 Set
List和Queue中存的元素是有序的，可以重复
Set中存的元素无序且不可重复
List下有一个常用的类ArraysList（数组序列）
Queue下有一个常用的类LinkedList（链表）List接口同样可以使用
Set下也有一个常用的类HashSet类
Map：
常用的有一个常用的实现类HashMap
PS~：
Collection类中存储的为一个一个独立的对象（一个一个的单身汉）
Map类中会将<Key,Value>（Entry键值对）作为一个映射对象存储其中（一对一对的情侣）
Collection接口：
是List、Set、Queue接口的父接口
定义了可用于操作List、Set、Queue的方法（增删改查）
（具体方法可以参考JDK的API文档）
因为文件较大无法上传，想要了解的朋友可以联系我，也可以直接上网自行百度
List接口及其实现类——ArraysList
List是元素有序并且可以重复的集合，被称为序列
List可以精确的控制每一个元素的插入位置，或者删除某一个位置元素
ArraysList--数组序列，是List的一个重要实现类
ArraysList的底层是由数组实现的
下面有一个具体的实例来应用一下List
实现功能——模拟学生选课功能
1 选择课程（往集合中添加课程）
2 删除所选的某门课程（删除集合中的元素）
3 查看所选的课程
4 修改所选的课程
学生选课——创建学生类和课程类
import java.util.Set; //这两个包不要忘记添加哦 import java.util.HashSet; // 学生类 public class Student { public String id; public String name; public Set courses; // 学生类的构造函数（含参构造器） public Student(String id, String name){ this.id = id; this.name = name; // 初始化courses属性 Set是一个接口不能直接初始化 // 所以这里用HashSet初始化 this.courses = new HashSet(); } } // 课程类 public class Course { public String id; public String name; // 课程类的构造函数（含参构造器） public Course(String id ,String name){ this.id = id; this.name = name; } }
学生选课——添加课程
首先要将备选课程添加至List容器中（创建ListTest类）
3 import java.sql.Array; 4 import java.util.ArrayList; 5 import java.util.Arrays; 6 import java.util.Iterator; 7 import java.util.List; 8 9 public class ListTest { 10 // 备选课程 11 public List coursesToSelect; 12 13 // ListTest类的构造方法 14 public ListTest(){ 15 // List是一个接口不能直接初始化 使用List接口下的ArrayList类 16 this.coursesToSelect = new ArrayList(); 17 } 18 19 // 用于往coursesToSelect中添加备选课程 20 public void testAdd(){ 21 // 创建一个课程对象，并通过调用add方法，添加到备选课程List中 22 Course cr1 = new Course("1","数据结构"); 23 coursesToSelect.add(cr1); 24 /* 通过List的get方法取出元素，验证课程是否添加成功 25 * 由于对象存入集合都变成里object类型，取出时需要类型转换 26 * 由于这是添加的第一个课程信息所以下标为0 27 */ 28 Course temp = (Course) coursesToSelect.get(0); 29 System.out.println("添加了课程：" + temp.id + temp.name ); 30 31 32 33 /* 34 * List中还重载了另一个add方法 该方法不仅可以添加新元素， 35 * 而且可以指定添加的位置 36 */ 37 Course cr2 = new Course("2","C语言"); 38 coursesToSelect.add(0,cr2); // 指定添加位置为0，原位置上的元素被挤下去 39 Course temp2 = (Course) coursesToSelect.get(0); // 类型强转 40 System.out.println("添加了课程：" + temp2.id + temp2.name ); 41 42 43 /* 44 * 在添加课程过程中，如果传递的位置参数大于现在的长度时(或者数组下标小于0) 45 * 会报（IndexOutOfBoundsException）异常 46 */ 47 // Course cr3 = new Course("3","概率论"); 48 // coursesToSelect.add(4, cr3); 49 // Course temp3 = (Course) coursesToSelect.get(0); 50 // System.out.println("添加了课程" + temp3.id + temp3.name); 51 52 53 /* 54 * 除了add方法 还有另外两种方法可以实现往List中添加课程 55 * addAll方法 首先将course数组通过Arrays的asList方法转变为List 56 * 1 直接利用addAll添加课程 2 通过传递一个位置参数将课程添加至指定位置 57 */ 58 Course[] course = {new Course("4","离散数学"), new Course("5","汇编语言")}; 59 coursesToSelect.addAll(Arrays.asList(course)); 60 Course temp4 = (Course) coursesToSelect.get(2); 61 Course temp5 = (Course) coursesToSelect.get(3); 62 System.out.println("添加了两门课程:" + temp4.id + temp4.name + 63 temp5.id + temp5.name); 64 65 Course[] course2 = {new Course("6","高等数学"), new Course("6","大学英语")}; 66 coursesToSelect.addAll(2,Arrays.asList(course2)); 67 Course temp6 = (Course) coursesToSelect.get(2); 68 Course temp7 = (Course) coursesToSelect.get(3); 69 System.out.println("添加了两门课程:" + temp6.id + temp6.name + 70 temp7.id + temp7.name); 71 72 73 // List中的元素可以重复 以下是代码演示 74 // coursesToSelect.add(cr1); 75 // Course temp0 = (Course) coursesToSelect.get(6); 76 // System.out.println("添加了课程：" + temp0.id + temp0.name ); 77 78 } 79 80 81 // 取得List中的元素的方法 82 public void testGet(){ 83 System.out.println(); 84 int size = coursesToSelect.size(); // 取得List中的元素个数 85 System.out.println("有如下课程待选："); 86 for (int i = 0; i < size; i ++){ 87 Course cr = (Course) coursesToSelect.get(i); 88 System.out.println("课程："+cr.id + cr.name); 89 } 90 } 91 92 93 /* 94 * 通过迭代器来遍历List 95 * 迭代器只用来遍历集合中元素，本身不具备存储功能 96 * 还有另一种写法（简便版） ForEach 97 */ 98 public void testIterator(){ 99 System.out.println(); 100 // 通过集合的iterator方法，取得迭代器的实例 101 Iterator it = coursesToSelect.iterator(); 102 System.out.println("有如下课程待选(通过迭代器访问)："); 103 while (it.hasNext()){ 104 Course cr = (Course) it.next(); 105 System.out.println("课程："+cr.id + cr.name); 106 } 107 } 108 // 通过for each 方法访问集合元素 109 public void testForEach(){ 110 System.out.println(); 111 System.out.println("有如下课程可选(通过for each访问):"); 112 for (Object obj : coursesToSelect){ 113 Course cr = (Course)obj; 114 System.out.println("课程：" + cr.id + cr.name); 115 } 116 } 117 118 /* 119 * 修改List中的元素 120 * 利用List中的Set方法修改元素值 121 * set中有两个参数 位置参数 更改的值 122 */ 123 public void testModify(){ 124 coursesToSelect.set(4, new Course("7","毛概")); 125 } 126 127 128 // 删除List中的元素 有两种方法法 129 public void testRemove (){ 130 System.out.println(); 131 Course cr = (Course) coursesToSelect.get(4); 132 System.out.println("我是课程："+cr.id + cr.name+"我即将被删除"); 133 coursesToSelect.remove(cr); 134 // 也可以直接删除指定位置上的元素 效果一样 135 // coursesToSelect.remove(4); 136 System.out.println("成功删除课程！"); 137 testForEach(); 138 139 // System.out.println("即将删除4位置和5位置上的元素！"); 140 // Course[] courses = {(Course) coursesToSelect.get(3),(Course) coursesToSelect.get(4)}; 141 // coursesToSelect.removeAll(Arrays.asList(courses)); 142 // System.out.println("成功删除课程！"); 143 // testForEach(); 144 } 145 146 147 /* 148 * 前面我们所添加的都是一些正常的课程信息（课程id，课程name） 149 * 但是当我们添加了一些“不正常的信息”时 会怎么样嘞？ 150 * 下面我们来试验一下： 151 * 往List中添加一些奇怪的东西 152 * 运行之后你会发现 程序并没有add成功 153 * 并且抛出了一个 ClassCastException异常（String类型不能被强转为course类型） 154 * 155 * 156 * 有木有办法控制我们往某一个集合或者List中添加元素的类型嘞？ 157 * YES 这里我们可以利用 “泛型” 关于泛型的概念在下面会有介绍 158 */ 159 160 // public void testType(){ 161 // System.out.println("能否往List中添加一些奇怪的东西呢？"); 162 // coursesToSelect.add("我不是课程 我只是一个字符串！"); 163 // } 164 165 166 public static void main (String[] args){ 167 // 创建ListTest 对象的实例 168 ListTest lt = new ListTest(); 169 lt.testAdd(); 170 lt.testGet(); 171 lt.testIterator(); 172 lt.testForEach(); 173 lt.testModify(); 174 lt.testForEach(); 175 lt.testRemove(); 176 //lt.testType(); 177 lt.testForEach(); 178 } 179 180 }
添加了课程：1数据结构
添加了课程：2C语言
添加了两门课程:4离散数学5汇编语言
添加了两门课程:6高等数学6大学英语
有如下课程待选：
课程：2C语言
课程：1数据结构
课程：6高等数学
课程：6大学英语
课程：4离散数学
课程：5汇编语言
有如下课程待选(通过迭代器访问)：
课程：2C语言
课程：1数据结构
课程：6高等数学
课程：6大学英语
课程：4离散数学
课程：5汇编语言
有如下课程可选(通过for each访问):
课程：2C语言
课程：1数据结构
课程：6高等数学
课程：6大学英语
课程：4离散数学
课程：5汇编语言
有如下课程可选(通过for each访问):
课程：2C语言
课程：1数据结构
课程：6高等数学
课程：6大学英语
课程：7毛概
课程：5汇编语言
我是课程：7毛概我即将被删除
成功删除课程！
有如下课程可选(通过for each访问):
课程：2C语言
课程：1数据结构
课程：6高等数学
课程：6大学英语
课程：5汇编语言
有如下课程可选(通过for each访问):
课程：2C语言
课程：1数据结构
课程：6高等数学
课程：6大学英语
课程：5汇编语言
泛型：
用于控制往某个集合或者List中添加元素的类型
集合中的元素，可以是任意类型的对象（对象的引用）
如果把某一个对象放入到集合，则会忽略他的类型而把它当做Object处理
泛型则是规定了某个集合只可以存放特定类型的对象，并且会在编译过程中进行类型检查。可以直接按指定类型获取集合元素
注意：
泛型集合中的限定类型不能使用基本数据类型。
可以通过使用 包装类 限定允许存入的基本数据类型。
1 /* 2 * ChildCourse 继承Course类型 而Course中我们定义了一个含参构造器 3 * 所以编译器就不会再自动添加一个隐式的无参构造器 4 * 但是在Course的子类（该类）中必须要调用父类的隐式构造器 5 * 所以这里会提示错误 6 * 这是我们只需要再course类中手动添加一个无参构造器即可 7 */ 8 public class ChildCourse extends Course { 9 10 /* 11 * ChildCourse无需再添加任何属性 12 * 所有的属性均继承Course类型的属性即可 13 */ 14 } 15 16 import java.util.ArrayList; 17 import java.util.List; 18 19 public class TestGeneric { 20 21 // 带有泛型——Course，的List类型属性 22 public List<Course> courses; 23 24 public TestGeneric(){ // 因为指定了泛型 所以这里要加上<Course> 25 this.courses = new ArrayList<Course>(); // 后面的圆括号表示调用了构造方法 26 } 27 28 // 测试添加 29 public void testAdd(){ 30 Course cr1 = new Course("1","大学语文"); 31 courses.add(cr1); 32 /* 33 * 当添加的信息不正确时 编译器会直接报错 34 * 泛型集合中，不能添加泛型规定的类型及其子类型以外的对象，否则会报错 35 */ 36 //courses.add("能否添加一些奇怪的东西？"); 37 Course cr2 = new Course("2","Java基础教程"); 38 courses.add(cr2); 39 } 40 41 // 测试循环遍历 42 public void testForEach(){ 43 // 这里的course在编译的时候已经规定了泛型，所以这里不用再把当做Object类型转换 44 for (Course cr:courses){ 45 System.out.println(cr.id + cr.name); 46 47 } 48 } 49 50 // 测试泛型集合可以添加泛型的子类型的塑像实例 51 public void testChild (){ 52 ChildCourse ccr = new ChildCourse(); 53 ccr.id = "3"; 54 ccr.name = "我是子类型的课程对象实例~~"; 55 courses.add(ccr); 56 } 57 58 /* 59 * 注意： 60 * 泛型集合中的限定类型不能使用基本数据类型。 61 * 可以通过使用 包装类 限定允许存入的基本数据类型。 62 */ 63 public void testBasicType(){ 64 // 这里如果写成int的话编译器会报错，所以要用Integer 65 List<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); 66 list.add(1); // 这里的1（基本类型） 被强制转换成了int的包装类Integer，然后被加入到list中 67 System.out.println("基本类型必须使用包装类作为泛型" + list.get(0)); 68 } 69 70 71 public static void main(String[] args) { 72 73 TestGeneric tg = new TestGeneric(); 74 tg.testAdd(); 75 tg.testForEach(); 76 77 tg.testChild(); 78 tg.testForEach(); 79 80 tg.testBasicType(); 81 } 82 83 }
1大学语文 2Java基础教程 1大学语文 2Java基础教程 3我是子类型的课程对象实例~~ 基本类型必须使用包装类作为泛型1
学生选课——通过set集合管理课程
Set接口及其实现类——HashSet
Set是元素无序并且不可以不可以重复的集合，被称为集
HashSet——哈希集，是set的一个重要实现类
Set中没有提供像list中的set（）方法（修改指定位置上的元素）：list——有序 set——无序
下面通过实例来形象的说明一下吧
案例功能说明：
1 提供备选课程
2 创建学生对象，并给该学生添加三门课程（添加到学生的courses——set类型的属性中）
显示备选课程
循环三次，每次输入课程ID
往学生的courses属性中添加与输入的ID匹配的课程
输出学生选择的课程
1 import java.util.ArrayList; 2 import java.util.Arrays; 3 import java.util.List; 4 import java.util.Scanner; 5 public class SetTest { 6 7 /* 8 * 在前面的student类中 我们定义了一个set类型的属性 9 * 在这里 我们需要将上面student类中的set属性加一个泛型 10 */ 11 12 public List<Course> coursesToSelect; 13 14 public SetTest(){ 15 coursesToSelect = new ArrayList<Course>(); 16 17 18 } 19 20 21 /* 22 * 这里我们可以小小的偷个懒，将刚才写过的testAdd直接复制过来 23 * 同时将所有多余的打印输出注释掉 24 */ 25 // 用于往coursesToSelect中添加备选课程 26 public void testAdd(){ 27 // 创建一个课程对象，并通过调用add方法，添加到备选课程List中 28 Course cr1 = new Course("1","数据结构"); 29 coursesToSelect.add(cr1); 30 /* 通过List的get方法取出元素，验证课程是否添加成功 31 * 由于对象存入集合都变成里object类型，取出时需要类型转换 32 * 由于这是添加的第一个课程信息所以下标为0 33 */ 34 Course temp = (Course) coursesToSelect.get(0); 35 //System.out.println("添加了课程：" + temp.id + temp.name ); 36 37 38 39 /* 40 * List中还重载了另一个add方法 该方法不仅可以添加新元素， 41 * 而且可以指定添加的位置 42 */ 43 Course cr2 = new Course("2","C语言"); 44 coursesToSelect.add(0,cr2); // 指定添加位置为0，原位置上的元素被挤下去 45 Course temp2 = (Course) coursesToSelect.get(0); // 类型强转 46 //System.out.println("添加了课程：" + temp2.id + temp2.name ); 47 48 49 /* 50 * 在添加课程过程中，如果传递的位置参数大于现在的长度时(或者数组下标小于0) 51 * 会报（IndexOutOfBoundsException）异常 52 */ 53 // Course cr3 = new Course("3","概率论"); 54 // coursesToSelect.add(4, cr3); 55 // Course temp3 = (Course) coursesToSelect.get(0); 56 // System.out.println("添加了课程" + temp3.id + temp3.name); 57 58 59 /* 60 * 除了add方法 还有另外两种方法可以实现往List中添加课程 61 * addAll方法 首先将course数组通过Arrays的asList方法转变为List 62 * 1 直接利用addAll添加课程 2 通过传递一个位置参数将课程添加至指定位置 63 */ 64 Course[] course = {new Course("4","离散数学"), new Course("5","汇编语言")}; 65 coursesToSelect.addAll(Arrays.asList(course)); 66 Course temp4 = (Course) coursesToSelect.get(2); 67 Course temp5 = (Course) coursesToSelect.get(3); 68 //System.out.println("添加了两门课程:" + temp4.id + temp4.name + 69 // temp5.id + temp5.name); 70 71 Course[] course2 = {new Course("6","高等数学"), new Course("6","大学英语")}; 72 coursesToSelect.addAll(2,Arrays.asList(course2)); 73 Course temp6 = (Course) coursesToSelect.get(2); 74 Course temp7 = (Course) coursesToSelect.get(3); 75 //System.out.println("添加了两门课程:" + temp6.id + temp6.name + 76 // temp7.id + temp7.name); 77 78 79 // List中的元素可以重复 以下是代码演示 80 // coursesToSelect.add(cr1); 81 // Course temp0 = (Course) coursesToSelect.get(6); 82 // System.out.println("添加了课程：" + temp0.id + temp0.name ); 83 84 } 85 86 87 // 通过for each 方法访问集合元素 88 public void testForEach(){ 89 System.out.println(); 90 System.out.println("有如下课程可选(通过for each访问):"); 91 for (Object obj : coursesToSelect){ 92 Course cr = (Course)obj; 93 System.out.println("课程：" + cr.id + cr.name); 94 } 95 } 96 97 98 99 public static void main(String[] args) { 100 101 SetTest st = new SetTest(); 102 st.testAdd(); 103 st.testForEach(); 104 105 // 创建一个学生对象 106 Student student = new Student("1","小明"); 107 System.out.println("欢迎学生："+ student.name + "选课"); 108 // 创建一个Scanner ，用来接收从键盘输入的课程ID 109 Scanner console = new Scanner(System.in); 110 111 /* 112 * 输入三个ID 选三门课 113 * 将每一个ID 跟coursesToSelect中的每一个课程对象比较 114 * 如果ID相等的情况下，就将该课程对象添加到小明的选课信息中 115 */ 116 for (int i = 0; i < 3; i ++){ 117 System.out.println("请输入课程ID："); 118 String courseId = console.next(); 119 for (Course cr:st.coursesToSelect){ 120 if (cr.id.equals(courseId)){ 121 student.courses.add(cr); 122 student.courses.add(cr); //验证set中元素不可重复 123 // set 中添加某个对象，无论添加多少次最终只会保留一个该对象（的引用） 124 } 125 } 126 } 127 st.testForEachForSet(student); 128 } 129 130 public void testForEachForSet(Student student){ 131 132 //验证set中元素不可重复 133 System.out.println("共选择了：" + student.courses.size() + "门课程"); 134 135 /* 136 * 打印输出，学生所选的课程！ 137 * 这里需要说明一点 循环遍历set中的元素 只能用佛reach方法或者 138 * iterator方法，而不能像list那样调用get（）方法 139 * 这是因为set本身是无序的，所以不可能去查询指定位置上的元素 140 * 只能通过循环迭代出来 由于它是无序的所以每一次他的结果都是不太一样的 141 */ 142 143 for (Course cr:student.courses){ 144 System.out.println("选择了课程：" + cr.id + cr.name); 145 146 } 147 } 148 }
PS~ 如有手误 欢迎指出
