Java集合框架(一)
Java中集合类的关系图：
Collection
先来集合中的最大接口——Collection
可以通过查看JDK帮助文档，了解Collection接口中的最共性的方法。通过以下代码示例演示这些方法：
import java.util.*;
public class CollectionDemo {
public static void main(String[] args) {
//method_2();
method_get();
}
public static void method_get() {
ArrayList al = new ArrayList();
//1、添加元素
al.add("java01");//add(Object obj);
al.add("java02");
al.add("java03");
al.add("java04");
/*
Iterator it = al.iterator();//获取迭代器，用于取出集合中的元素
while(it.hasNext()) {
sop(it.next());
}
*/
//开发时，这样写
for(Iterator it = al.iterator(); it.hasNext(); ) {
sop(it.next());
}
}
public static void method_2() {
ArrayList al1 = new ArrayList();
al1.add("java01");
al1.add("java02");
al1.add("java03");
al1.add("java04");
ArrayList al2 = new ArrayList();
al2.add("java03");
al2.add("java04");
al2.add("java05");
al2.add("java06");
//al1.retainAll(al2);//取交集，al1中只会保留和al2中相同的元素
al1.removeAll(al2);
sop("al1:"+al1);
sop("al2:"+al2);
}
public static void base_method() {
//创建一个集合容器，使用Collection接口的子类，ArrayList
ArrayList al = new ArrayList();
//1、添加元素
al.add("java01");//add(Object obj);
al.add("java02");
al.add("java03");
al.add("java04");
//打印原集合
sop("原集合:"+al);
//3、删除元素
//al.remove("java02");
//al.clear();//清空集合
//4、判断元素
sop("java03是否存在："+al.contains("java03"));
sop("集合是否为空？"+al.isEmpty());
//2、获取个数，集合长度
sop("size:"+al.size());
//打印改变后的集合
sop(al);
}
public static void sop(Object obj) {
System.out.println(obj);
}
}
注意：
- add方法的参数类型是Object，以便于接受任意类型。
- 集合中存储的都是对象的引用（地址）。
现重点描述迭代器(Iterator)
Iterator
什么是迭代器呢？
其实就是集合的取出元素的方式。
Iterator的初步解释：就是把取出方式定义在了集合的内部，这样取出方式就可以直接访问集合内部的元素，那么取出方式就被定义成了内部类。而每一个容器的数据结构不同，所以取出的动作细节也不一样，但是都有共性内容——判断和取出，那么可以将这些共性抽取，那么这些内部类都符合一个规则，该规则是Iterator。
如何获取集合的取出对象呢？
通过一个对外提供的方法：iterator()。
List
Collection
|---------List:元素是有序的，元素可以重复，因为该集合体系有索引。
|---------ArrayList:底层的数据结构使用的是数组结构。特点：查询速度很快，但是增删稍慢。线程不同步。
|---------LinkedList:底层使用的是链表数据结构。特点：增删速度很快，查询稍慢。
|---------Vector:底层是数组数据结构。线程同步。被ArrayList替代了。
|---------Set:元素是无序的，元素不可以重复。
List特有方法：凡是可以操作角标的方法都是该体系特有的方法。
增：
- add(index, element);
- addAll(index, Collection);
删：
- remove(index);
改：
- set(index, element);
查：
- get(index);
- subList(from, to);
- listIterator();
List集合特有的迭代器(listIterator)——listIterator是Iterator的子接口。在迭代时，不可以通过集合对象的方法操作集合中的元素，因为会发生并发修改异常(ConcurrentModificationException)。所以，在迭代时，只能用迭代器的方法操作元素，可是Iterator的方法是有限的，只能对元素进行判断，取出，删除的操作，如果想要其他的操作如添加，修改等，就需要使用其子接口listIterator。
该接口只能通过List集合的listIterator()获取。
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator; public class ListDemo { public static void sop(Object obj) {
System.out.println(obj);
} public static void method() {
ArrayList al = new ArrayList(); //添加元素
al.add("java01");
al.add("java02");
al.add("java03"); sop("原集合："+al);
//在指定位置添加元素
al.add(1, "java09"); //删除指定位置的集合
//al.remove(2); //修改元素
//al.set(2, "java007"); //通过角标获取元素
sop("get(1):"+al.get(1)); sop(al); //获取所有元素
for(int x = 0; x < al.size(); x++) {
sop("al("+x+")="+al.get(x));
} Iterator it = al.iterator();
while(it.hasNext()) {
sop("next:"+it.next());
} //通过indexOf获取对象的位置
sop("index = "+al.indexOf("java02")); List sub = al.subList(1, 3);
sop("sub="+sub);
} public static void main(String[] args) {
//演示列表迭代器
ArrayList al = new ArrayList(); //添加元素
al.add("java01");
al.add("java02");
al.add("java03"); sop(al); ListIterator li = al.listIterator(); //sop("hasPrevious():"+li.hasPrevious()); while(li.hasNext()) {
Object obj = li.next(); if(obj.equals("java02"))
//li.add("java009");
li.set("java006");//修改
}
while(li.hasPrevious()) {
sop("pre:"+li.previous());
} //sop("hasnext():"+li.hasNext());
//sop("hasPrevious():"+li.hasPrevious()); /*
//在迭代过程中，准备添加或者删除元素
Iterator it = al.iterator(); while(it.hasNext()) {
Object obj = it.next(); if(obj.equals("java02"))
//al.add("java008");
it.remove();//将java02的引用从集合中删除了，但java02的引用还被obj使用
sop("obj="+obj);//注意：虽然移除掉了"java02"，但还能输出
}
*/
sop(al); } }
LinkedList
LinkedList特有方法：
1、addFirst();
addLast();
2、getFirst();
getLast();
获取元素，但不删除元素。如果集合中没有元素，会出现NoSuchElementException(没有此元素异常)异常。
3、removeFirst();
removeLast();
获取元素，但是元素被删除。如果集合中没有元素，会出现NoSuchElementException(没有此元素异常)异常。
在JDK1.6出现了替代方法：
1、addFirst() ---> offerFirst();
addLast() ---> offerLast();
2、getFirst() ---> peekFirst();
getLast() ---> peekLast();
获取元素，但不删除元素。如果集合中没有元素，会返回null。
3、removeFirst() ---> pollFirst();
removeLast() ---> pollLast();
获取元素，但是元素被删除。如果集合中没有元素，会返回null。
示例代码如下：
import java.util.LinkedList;
public class LinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
LinkedList link = new LinkedList();
link.addLast("java01");
link.addLast("java02");
link.addLast("java03");
link.addLast("java04");
//sop(link);
//sop(link.getFirst());
//sop(link.getFirst());
//sop(link.getLast());
//sop(link.removeFirst());
//sop(link.removeFirst());
//sop("size="+link.size());
//不用迭代器取出元素
while(!link.isEmpty()) {
sop(link.removeLast());
}
}
public static void sop(Object obj) {
System.out.println(obj);
}
}
练习：使用LinkedList模拟一个堆栈或者队列数据结构(必须会)。
分析：
堆栈：先进后出——如同一个杯子。
队列：先进先出 (First In First Out)FIFO——如同一个水管。
代码如下：
import java.util.LinkedList;
//基于LinkedList来描述
class DuiLie { private LinkedList link; DuiLie() {
link = new LinkedList();
} public void myAdd(Object obj) {
link.addFirst(obj);
} public Object myGet() {
return link.removeLast();//模拟队列
//return link.removeFirst();----模拟堆栈
} public boolean isNull() {
return link.isEmpty();
}
}
public class LinkedListTest { public static void main(String[] args) {
DuiLie dl = new DuiLie();
dl.myAdd("java01");
dl.myAdd("java02");
dl.myAdd("java03");
dl.myAdd("java04"); while(!dl.isNull())
System.out.println(dl.myGet());
} }
Vector
枚举(Enumeration)就是Vector特有的取出方式。发现枚举和迭代器很像。其实枚举和迭代是一样的。因为枚举的名称以及方法的名称都过长，所以被迭代器取代了，枚举郁郁而终了。
代码示例如下：
import java.util.Enumeration;
import java.util.Vector; public class VectorDemo { public static void main(String[] args) {
Vector v = new Vector();
v.add("java01");
v.add("java02");
v.add("java03");
v.add("java04"); Enumeration en = v.elements(); while(en.hasMoreElements()) {
System.out.println(en.nextElement());
}
} }
ArrayList
去除ArrayList集合中的重复元素(集合中元素是字符串)。
示例代码如下：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator; /*
去除ArrayList集合中的重复元素
*/
public class ArrayListTest { public static void sop(Object obj) {
System.out.println(obj);
} public static void main(String[] args) {
ArrayList al = new ArrayList(); al.add("java01");
al.add("java02");
al.add("java01");
al.add("java02");
al.add("java01");
//al.add("java03"); /*
在迭代时循环中next调用一次，就要hasNext判断一次
Iterator it = al.iterator(); while(it.hasNext()) {
sop(it.next()+"..."+it.next());//循环中next()最好只写一次
}
*/ sop(al); al = singleElement(al); sop(al); } public static ArrayList singleElement(ArrayList al) {
//定义一个临时容器
ArrayList newAl = new ArrayList(); Iterator it = al.iterator(); while(it.hasNext()) {
Object obj = it.next(); if(!newAl.contains(obj))
newAl.add(obj);
} return newAl;
} }
接下来，引申出将自定义对象作为元素存到ArrayList集合中，并去除重复元素。比如：存人对象。同姓名同年龄，视为同一个人，为重复元素。
分析：
思路：
- 对人描述，将数据封装到人对象。
- 定义容器，将人存入。
- 取出。
示例代码如下：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator; class Person {
private String name;
private int age; Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
} public String getName() {
return name;
} public int getAge() {
return age;
} public boolean equals(Object obj) { if(!(obj instanceof Person))
return false;
Person p = (Person)obj;
System.out.println(this.name+"...."+p.name); return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;
} }
public class ArrayListTest1 { public static void sop(Object obj) {
System.out.println(obj);
} public static ArrayList singleElement(ArrayList al) {
//定义一个临时容器
ArrayList newAl = new ArrayList(); Iterator it = al.iterator(); while(it.hasNext()) {
Object obj = it.next(); if(!newAl.contains(obj))//contains底层用的是equals()
newAl.add(obj);
} return newAl;
} public static void main(String[] args) {
ArrayList al = new ArrayList(); al.add(new Person("lisi01", 30));//add(Object obj); Object obj = new Person("lisi", 30);
//al.add(new Person("lisi02", 32));
al.add(new Person("lisi02", 32)); al.add(new Person("lisi04", 35));
al.add(new Person("lisi03", 33));
//al.add(new Person("lisi04", 35)); //al = singleElement(al); sop("remove 03 : "+al.remove(new Person("lisi03", 33)));//remove底层用的也是equals() Iterator it = al.iterator(); while(it.hasNext()) {
Person p = (Person)it.next();
sop(p.getName()+"::"+p.getAge());
}
} }
结论：List集合判断元素是否相同，依据的是元素的equals方法。
- contains底层用的是equals()。
- remove底层用的也是equals()。
Set
Set:元素是无序的(存入和取出的顺序不一定一致)，元素不可以重复。
|------HashSet:底层数据结构是哈希表。
Hashset是如何保证元素的唯一性的呢？
是通过元素的两个方法，hashCode()和equals()来完成的。
如果元素的HashCode值相同，才会判断equals()是否为true。
如果元素的HashCode值不同，不会调用equals()。
注意：对于判断元素是否存在，以及删除、添加等操作，依赖的方法是元素的hashCode()和equals()方法。
|------TreeSet
通过查看JDK文档，发现Set集合的功能和Collection的是一致的。
示例代码如下：
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator; class Demo { } public class HashSetDemo { public static void sop(Object obj) {
System.out.println(obj);
}
public static void main(String[] args) {
HashSet hs = new HashSet(); sop(hs.add("java01"));
sop(hs.add("java01"));//添加失败，因为地址值一样，对象内容一样
hs.add("java02");
hs.add("java03");
hs.add("java03");
hs.add("java04"); Iterator it = hs.iterator(); while(it.hasNext()) {
sop(it.next());
}
} }
练习：往hashSet集合中存入自定义对象(人)。姓名和年龄相同为同一个人，重复元素。
代码如下：
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator; public class HashSetDemo1 { public static void sop(Object obj) {
System.out.println(obj);
} public static void main(String[] args) {
HashSet hs = new HashSet(); hs.add(new Person1("a1", 11));
hs.add(new Person1("a2", 12));
hs.add(new Person1("a3", 13));
//hs.add(new Person1("a2", 12));
//hs.add(new Person1("a4", 14)); //sop("a1:"+hs.contains(new Person1("a1", 11)));
hs.remove(new Person1("a3", 13)); Iterator it = hs.iterator(); while(it.hasNext()) {
Person1 p = (Person1)it.next();
sop(p.getName()+"::"+p.getAge());
} } }
class Person1 {
private String name;
private int age; Person1(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
} public String getName() {
return name;
} public int getAge() {
return age;
} public int hashCode() {
System.out.println(this.name+".....hashCode"); return name.hashCode()+age*39;//39是一个任意的数字
} public boolean equals(Object obj) { if(!(obj instanceof Person1))
return false;
Person1 p = (Person1)obj;
System.out.println(this.name+"..equals.."+p.name); return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;
} }
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