Java集合与泛型学习笔记
发布日期:2021-05-07 02:38:51 浏览次数:29 分类:精选文章

本文共 18354 字,大约阅读时间需要 61 分钟。

1:Java集合类

首先我们思考为什么出现集合类?

理由:
1面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式,所以为了方便对多个对象操作,就对对象进行储存,集合就是储存对象最常用的一种方式
2 数组和集合同是容器,有何不同?
数组虽然也可以储存对象,当是长度固定的。集合长度是可变的 。数组可以储存基本数据类型,集合只可以储存对象引用(地址)(可以是不同类型的对象引用)

Java集合接口共同组成Java集合框架

Java集合框架中有许多容器(边框),为什么有这么多容器(边框)?

每一个边框(容器)对数据的储存方式都有不同 (这个储存方式叫数据结构
在这里插入图片描述
注:java集合框架中有许多的接口和类我们只要求掌握Collection接口, List接口, Set接口,ArrayList类,Linkedlist类,HashSet类,TreeSet类,HashMap类,TreeMap类,以上的类与接口下面会一一概述

Collection接口下的两个List接口Set接口。

List接口:元素是有序的,元素可以重复,应为有索引
Set接口:元素是无序的,不可以重复

1:List接口

1:ArrayList类

每个ArrayList实例都有一个容量容量是用于存储列表中的元素的数组(数据结构)的。 它总是至少与列表大小一样大。

当元素添加到ArrayList时,其容量(数组)会自动增长。 没有规定增长政策的细节,除了添加元素具有不变的摊销时间成本。

ArrayList是最常用的List接口的实现类,他使用数组作为其内部储存的结构。(线程不同步)

List接口,提供的是一个有序的集合,且List允许有重复的元素。(所有集合类都实现了Iterator)

我们在这引入一个概念:迭代器

什么是迭代器
可在容器(数组,链表)上访问的接口 (这是一个接口)

查询API文档可以找到这个方法在Collection接口及他的子类中都有出现,如下

Iterator iterator() 方法作用:
以正确的顺序返回该列表中的元素的迭代器。

Iterator接口中含有的方法:

1: boolean hasNext()
如果迭代具有更多元素,则返回 true 。
:2: E next()
返回迭代中的下一个元素。

注:

1:List集合接口特有的迭代器:ListIterator(Iterator接口的子接口)
2: 在迭代时,不可以通过集合对象的方法操作集合中的元素,会发生并发性异常。
所以只可以使用Iterator方法,但该方法有限,所以要使用ListIterator方法

如下代码我们将介绍ArrayList类中的常用方法应用,读者应自行查阅API动手实践

import java.util.ArrayList;import java.util.Collection;import java.util.Iterator;import java.util.ListIterator;public class ArrayListDemo1 {     public static void main(String args[]) {   	  	  /*ArrayList
的解释:使用泛型技术,表示这个ArrayList用来储存String对象 * * *创建一个集合容器(边框),使用Collection接口子类:ArrayList * */ ArrayList
a=new ArrayList
(); Collection
c=new ArrayList
(); a.add("one"); //Collection接口的方法:将对象添加给集合 a.add("two"); c.add("three"); c.add("four"); c.add("four"); a.addAll(c); //Collection接口的方法:将c集合中所有元素添加给该集合 a.add(1,"zero"); a.remove(2); //List接口的方法:删除指定位置上的元素 a.remove("three"); //Collection接口的方法:如果集合中有与“three”匹配的对象,就删除 System.out.println("是否含有该对象"+a.containsAll(c)); Collection接口的方法:查找集合中是否含有对象c中所有元素 System.out.println("是否含有该对象"+a.contains("three")); //Collection接口的方法:查找集合中是否含有对象“three” System.out.println("Iterator迭代器的使用"); // Iterator
ite=a.iterator(); while(ite.hasNext()) { // Ireator接口的方法:判断是否存在另一个可访问元素 System.out.println(ite.next()); //Ireator接口的方法:返回要访问的下一个元素 } System.out.println("ListIterator迭代器的使用"); // ListIterator
ites=a.listIterator(); while(ites.hasNext()) { // Ireator接口的方法:判断是否存在另一个可访问元素 String obj=ites.next(); if (obj.equals("one")) { ites.remove(); ites.add("five"); } System.out.println(obj); //Ireator接口的方法:返回要访问的下一个元素 } System.out.println("指定位置的元素"+a.get(0)); //List接口的方法:返回List中指定位置的元素 System.out.println("指定位置的元素"+a.get(2)); //List接口的方法:返回List中指定位置的元素 System.out.println("返回第一个出现元素指定位置的元素"+a.indexOf("four"));//List接口的方法:返回List中第一个出现“four”元素的指定位置的元素 System.out.println("返回最后一个出现元素指定位置的元素"+a.lastIndexOf("four"));//List接口的方法:返回List中最后一个出现“four”元素的指定位置的元素 }}

运行结果

在这里插入图片描述
ArrayList类的问题:
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,为重复元素

思路:

1:对人描述,间数据封装进入对象
2:定义容器(边框),将人存入
3:取出

class Person {   	private String name;	private String age;	public Person(String name, String age) {   		this.age = age;		this.name = name;	}	public String getName() {   		return name;	}	public String getAge() {   		return age;	}	public boolean equals(Object object) {   //这个方法是底层自动调用,(不重写该方法,该方法的作用就是*判断是否有相同的对象*。所以结果原样输出,重写该方法后,作用变了)		if (!(object instanceof Person)) {   			return false;		}		Person person = (Person) object;//	  System.out.println(this.name + "..." + person.name);//该输出可以看底层的实现		return this.name.equals(person.name) && this.age==person.age;	}}public class ArrayListProblem {   	public static void print(Object object) {   		System.out.println(object);	}	public static ArrayList
deleteSamePerson(ArrayList
person) { ArrayList
arrayList = new ArrayList
(); Iterator
iterator = person.iterator(); while (iterator.hasNext()) { Object object = iterator.next(); Person person2 = (Person) object; if(!(arrayList.contains(person2))) { // 调用了重写的equals()方法 arrayList.add(person2); } } return arrayList; } public static void main(String[] args) { ArrayList
a = new ArrayList
(); a.add(new Person("zlj", "12"));// Object object=new Person("zlj", "12") a.add(new Person("zlj", "12")); a.add(new Person("zlj", "12")); a.add(new Person("lqx", "24")); a.add(new Person("zzg", "36")); a.add(new Person("zzg", "36")); a.add(new Person("hl", "46")); Iterator
iterator = a.iterator(); while (iterator.hasNext()) { Object object = iterator.next(); Person b = (Person) object; print(b.getAge() + ".." + b.getName()); } deleteSamePerson(a); System.out.println("删除相同人后的数组"); Iterator
iterators =deleteSamePerson(a) .iterator(); while (iterators.hasNext()) { Person b = (Person) iterators.next(); print(b.getAge() + ".." + b.getName());// 字符串对象引用object=字符串内容 } }}

运行结果如下

在这里插入图片描述

2:LinkedList类

LinkedList是基于链表(数据结构)实现的,其中的每个元素其实是每个节点的内部。

LinkedList类同时实现了List和Deque接口。

Deque接口 :Deque 表示双端队列。 双端队列是在两端都可以进行插入和删除的队列。 Deque 是一个比 Stack 和 Queue 功能更强大的接口,它同时实现了栈和队列的功能

查阅API文档我们可以利用Deque接口中的方法来写出栈和队列的代码示例

队列代码示意

package zlj;import java.util.Iterator;import java.util.LinkedList;public class LinkedListQueueDemo {   		public static void main (String args[]) {   				System.out.println("队列演示:");		LinkedList
queue =new LinkedList
(); System.out.println("现在队列的排序顺序:"); queue.add(1); queue.add(2); queue.add(3); queue.add(4); Iterator
iterators=queue.iterator(); while (iterators.hasNext()) { System.out.println(iterators.next()+" "); } queue.poll(); System.out.println("输出使用queue.poll()方法后,现在列表的第一个元素"+queue.getFirst());//使用poll()方法后,数组大小就变成三了; System.out.println("输出使用queue.poll()方法后,现在列表的第二个元素"+queue.get(1)); System.out.println("输出使用queue.poll()方法后,现在列表的第三个元素"+queue.get(2)); System.out.println("输出使用queue.poll()方法后,队列的排序顺序"); Iterator
iterator=queue.iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.print(iterator.next()+" "); } }}

运行结果

在这里插入图片描述
栈的代码示例

package zlj;import java.util.Iterator;import java.util.LinkedList;public class LinkedListStackDemo {   	public static void main(String[] args) {   		System.out.println("栈演示");		LinkedList
stack=new LinkedList
(); System.out.println("现在栈的排列顺序"); stack.addFirst(1); stack.addFirst(2); stack.addFirst(3); stack.addFirst(4); Iterator
iterators=stack.iterator(); while (iterators.hasNext()) { System.out.println(iterators.next()); } stack.remove(); System.out.println("输出使用stack.remove();方法后,当前的第一个元素"+stack.get(0)); System.out.println("输出使用stack.remove();方法后,当前的第二个元素"+stack.get(1)); System.out.println("输出使用stack.remove();方法后,当前的第三个元素"+stack.get(2)); System.out.println("输出使用stack.remove();方法后,当前栈队列中的排序顺序"); Iterator
interaIterator =stack.iterator(); while (interaIterator.hasNext()) { System.out.println( interaIterator.next() + " "); } }}

运行结果

在这里插入图片描述

2:Set接口

1:HashSet类

set接口功能和collection接口是一致的

HashSet:底层数据结构是哈希表。

HashSet是如何保证元素的唯一性呢?

通过元素的两个方法equals()和 hashCode()来完成。
如果元素的hashCode()方法返回值相同,才会判断equals()方法返回值是否为true
如果元素的hashCode()方法返回值不相同,不会调用判断equals()方法
所以,应该要为存放到HashSet集合的自定义类对象定义 equals()和 hashCode() 方法。

HashSet集合判断两个元素相等的标准:1.equals()方法2.两个对象的hashCode()方法返回值也相等

数据结构不同依赖的方法判断也不一样,ArrayList依赖于equals(),HashSet依赖于equals()和hashCode()

下面代码演示HashSet的运用

import java.util.HashSet;import java.util.Iterator;class Persons {   	int age;	String name;	public Persons(int age, String name) {   		this.age = age;		this.name = name;	}	// @Override	public int hashCode() {   		//System.out.println(this.name + ".....hashCode");		return age * 37 + name.hashCode();// 底层自动调用该方法,id*37+name.hashCode():乘37的意思是,保证哈希值唯一(提高效率,减少equals()方法的调用)	}	// @Override	public boolean equals(Object object) {   // 底层自动调用该方法		if (!(object instanceof Persons)) {   			return false;		}		Persons person = (Persons) object;	//	System.out.println(this.name + "..." + person.name);		return this.name.equals(person.name) && this.age == person.age;	}	// @Override	public String toString() {   		return age + ":" + name;	}}public class HashSetDemo1 {   	/*	 * main函数可以保证该独立运行 它是程序的入口 它会被jvm调用	 */	public static void main(String args[]) {   		System.out.println("删除了相同年龄和姓名后的排列顺序");		HashSet
a = new HashSet
(); a.add(new Persons(12, "zlj")); a.add(new Persons(32, "hl")); a.add(new Persons(32, "hl")); a.add(new Persons(32, "lqx")); // System.out.println("是否含有对象"+a.contains(new Persons(12, "zlj"))); // System.out.println("是否含有对象,有就删除"+a.contains(new Persons(12, "zlj"))); Iterator
inte = a.iterator(); while (inte.hasNext()) { System.out.println(inte.next()); } }}

运行结果如下

在这里插入图片描述

该结果说明HashSet类自动调用了equals()和hashCode()方法来删除相同元素

2:TreeSet类

TreeSet:可以对Set集合中的元素进行排序(底层数据结构是二叉树(默认从小到大排序))

注:Tree类会帮你排序,但是如果你没有把排序的方式告诉他,他就会出错 thorws ClassCastException(ClassCastException - 如果指定的对象的类型阻止它与该对象进行比较。).

该类支持两种排序:1,自然排序2,定制排序单位

1: TreeSet排序的第一种方式:让元素自身具备比较性,元素要实现Comparable接口中的compareTo方法(自然排序)
2: TreeSet排序的第二种方式:当元素自身不具备比较性,这时需要让集合(容器)(边框)自身具备比较性。定义比较器,将比较器对象作为参数传递给TreeSet集合的构造函数(定义一个类,实现Comparator接口,覆盖compare方法)

注:这两种排序方法中的接口和方法,请读者自行查阅API文档,理解,如下作简要介绍

1 public interface Comparable

该接口对实现它的每个类的对象强加一个整体排序。 这个排序被称为类的自然排序 ,类的compareTo方法被称为其自然比较方法 。
2 TreeSet(Comparator<? super E> comparator)
构造一个新的,空的树集,根据指定的比较器进行排序。

使用第一种排序方法的问题:

往TreeSet集合中储存自定义对象学生,并按照学生年龄排序

import java.util.Comparator;import java.util.Iterator;import java.util.TreeSet;class Student1 implements Comparable
{ // 该接口强制让学生具备比较性 int age; String name; public Student1(int age, String name) { this.age = age; this.name = name; } public String getName() { return name; } @Override public int compareTo(Student1 object) { // 自动调用该方法 Student1 student1 = (Student1) object; System.out.println(this.age + ".....compareAge.." + student1.age); if (this.age > student1.age) { return 1; } if (this.age < student1.age) { return -1; } else { return this.name.compareTo(student1.name); } } public String toString() { return name + " " + age; }}public class TreeSetDemo1 { public static void main(String args[]) { TreeSet
a = new TreeSet
(); a.add(new Student1(1, "zlX")); a.add(new Student1(2, "lqx")); a.add(new Student1(3, "lqw")); a.add(new Student1(4, "lqf")); a.add(new Student1(4, "lqf")); a.add(new Student1(5, "lqf")); a.add(new Student1(5, "lqa")); Iterator
iterator = a.iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println(iterator.next()); } }}

结果如下

在这里插入图片描述

使用第二种排序方法的问题:

往TreeSet集合中储存自定义对象学生,并按照学生年龄排序

import java.util.Comparator;import java.util.Iterator;import java.util.TreeSet;class Student1  {    // 该接口强制让学生具备比较性	int age;	String name;	public Student1(int age, String name) {   		this.age = age;		this.name = name;	}	public String getName() {   		return name;	}	public String toString() {   		return name + "  " + age;	}}public class TreeSetDemo1 {   	public static void main(String args[]) {   		TreeSet
a = new TreeSet
(new Comparator
() { public int compare(Student1 student1, Student1 student2) { int num = student1.getName().compareTo(student2.getName()); if (num == 0) { if (student1.age > student2.age) { return 1; } else { return -1; } } return num; } }); a.add(new Student1(1, "zlX")); a.add(new Student1(2, "lqx")); a.add(new Student1(3, "lqw")); a.add(new Student1(4, "lqf")); a.add(new Student1(4, "lqf")); a.add(new Student1(5, "lqf")); a.add(new Student1(5, "lqa")); Iterator
iterator = a.iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println(iterator.next()); } }}

运行结果在这里插入图片描述

3:Map接口

1HashMap类

Map接口特点:该集合储存键值对,保证唯一性。

注:1:一个map中不能有重复的键,应为map中的键——值对元素通过键来唯一标识,Map键用Set存放。

2:给定一个键和值,可以储存这个键值对到一个Map对象中。

HashMap类:基于哈希表的实现的Map接口

下面演示HashMap类中常用方法,读者自行查阅API文档,实践

import java.util.HashMap;import java.util.Iterator;import java.util.Map;import java.util.Set;public class HashMapDemo1 {   	public static void main(String[] args) {   		Map
a=new HashMap
(); a.put("face","1");//Map方法:加入键值对元素 a.put("leg","2"); a.put("hand","3"); a.put("arm","4"); a.put("eye","4"); a.put("ear","4"); if(a.containsKey("face")){ //Map方法:是否包含指定键的映射关系 System.out.println("指定键face所对应的值"+a.get("face")); } System.out.println("是否该集合将一个或多个键映射到指定值为4的上面"+a.containsValue("4"));//Map方法:是否将一个或多个键映射到指定值 System.out.println("使用set接口输出该哈希表键队值"); Set
b=a.keySet(); //使用该Map方法:可以返回此Map集合中包含的键的Set的集合 Iterator
c=b.iterator();//然后使用Set集合的Iterator接口对象遍历所有的key while(c.hasNext()) { String key=c.next(); String value=a.get(key); System.out.println("键"+key+"---"+"值"+value); } /* * Map.Entry 其实Entry也是一个接口,它是Map的一个内部接口。 * * Interface Map.Entry
* 地图*条目*(键值对)。 Map.entrySet方法返回地图的集合视图,其元素属于此类。 获取对映射条目的引用的唯一方法是从该集合视图的*迭代器*。 这些*Map.Entry对象仅在迭代器*间有效; */ System.out.println("使用Map.Entry
接口输出该哈希表键队值"); Set
> set=a.entrySet(); Iterator
> iterator=set.iterator(); while (iterator.hasNext()) { Map.Entry
aEntry=iterator.next(); System.out.println("键"+aEntry.getKey()+"---"+"值"+aEntry.getValue()); } System.out.println("返回此地图中包含的值的Collection视图:"); Collection
collection=a.values(); System.out.println(collection); }}

运行结果如下

在这里插入图片描述
下面看一个问题:
每一个学生都有对应的归属地,学生student,地址String
学生属性:姓名,年龄。
注意姓名和年龄相同的视为同一个学生,保证唯一性,按顺序输出

步骤:1:描述学生类

2:定义map容器,将学生作为建,地址作为值存入
3:获取map集合中的元素

代码如下

class Students implements Comparable
{ private int age; private String name; public Students(int age, String name) { this.age = age; this.name = name; } public int getAge() { return age; } public String getName() { return name; } public String toString() { return name+"..."+age; } public int compareTo(Students students) { // System.out.println("............"); if(students.getAge()>this.getAge()) { return 1; }if(students.getAge()
hashMap=new HashMap
(); hashMap.put(new Students(18,"zlj"), "wuhan"); hashMap.put(new Students(18,"zlj"), "wuhan"); hashMap.put(new Students(20,"hl"), "beijin"); hashMap.put(new Students(19,"yihu"), "fuzhou"); hashMap.put(new Students(17,"zag"), "hunan"); System.out.println("使用Map.Entry
接口输出该哈希表键队值"); Set
> set=hashMap.entrySet(); Iterator
> iterator=set.iterator(); while (iterator.hasNext()) { Map.Entry
entry = iterator .next(); System.out.println(entry.getKey()+" ..."+entry.getValue()); } System.out.println("使用set接口输出该哈希表键队值"); Set
set2 =hashMap.keySet(); Iterator
iterators=set2.iterator(); while (iterators.hasNext()) { Students key=iterators.next(); String value=hashMap.get(key); System.out.println(key+"............"+value); } }}

运行如下

在这里插入图片描述

3:TreeMap类

reeMap:底层时二叉树数据结构,线程不同步,可以用于map集合中的键进行排序

TreeMap类中键–值对元素的键所属的类必须实现Comparable接口给出的compareto方法

下面来看一个问题

练习:aabbccddd获取该字符串中字母出现的次数

思路:

1:将字符串转化成字符数组
2:定义一个map集合,因为输出字母有顺序,所以使用treemap集合
3:遍历字符数组。
将每一个字母作为键去get()map集合
如果返回null,将字母和1存入到map集合中
如果返回不是null,说明该字母在map集合中有对应的次数
那么获取该次数,进行自增,然后字母和次数存入到map集合中,覆盖原有的值
4:返回一个stringbuilder 对象引用,并输出

注:stringBuilder对象在做字符串连接时,是在原来字符串上修改,改善性能(String在做字符串连接时,在做连接操作时,都会创建一个新的对象,占用内存,效率低)

代码示例

import java.util.Iterator;import java.util.Map;import java.util.Set;import java.util.TreeMap;public class TreeMapProblem2Demo {   	public static void main(String[] args) {   	       System.out.println(solution("aabbccddd"));				}		public static StringBuilder solution(String string) {   				char a[]=string.toCharArray();				TreeMap
treeMap=new TreeMap
(); for (int i = 0; i < a.length; i++) { int count=0; Integer value=treeMap.get(a[i]);// // System.out.println(value); if (value!=null) { //33-38和30运用了代码优化 count=value; } count++; treeMap.put(a[i], count); } StringBuilder stringBuilder=new StringBuilder(); Set
> set=treeMap.entrySet(); Iterator
> iterator=set.iterator(); while (iterator.hasNext()) { Map.Entry
entry = iterator.next(); //System.out.println(entry); Integer integer=entry.getValue(); Character character=entry.getKey(); stringBuilder.append(character+"("+integer+")"); } return stringBuilder; }}

结果如下

在这里插入图片描述

2:泛型

泛型的本质参数化的(操作的数据类型不限定于特定类型,可以根据实际需要设置不同的数据类型,以实现代码复用。),也就是所操作的数据类型被指定为一个参数。(这种参数类型可以用在类,接口,方法的创建中)

那么Java为什么要引入泛型?理由如下

1:将运行时出现的问题,转移到编译时期,方便程序员解决问题。安全,简单
2:避免了强制类型转化

注:每个泛型都定义一个原生态类型,即不带任何实际类型参数(即数据类型)的泛型名称。如points<>相对应的原生态类型就是points(原生态类型不安全

泛型格式:通过<>来定义要操作的对象。

那么我们什 么时候定义泛型类?

当类中要操作的引用数据类型****不确定的时候,要定义泛型。

注:泛型类定义泛型,在整个类中有效。如果调用该类方法,

为了可以让不同方法操作不同类型,而且类型还不确定,可以使用泛型方法。 那么泛型类定义的对象要明确操作的具体类型,所有要操作的类型就固定了。

注:泛型只可以是代表引用类型(保存对象引用的地址),不可以是原始类型(保存的是实际值

特殊之处:静态方法不可以访问类上定义的泛型。可以将泛型方法定义在静态方法上

3:基本数据类型对象包装类

在这里插入图片描述

所谓装箱,就是把基本类型用他们相对应的引用类型包起来,使他们具有对象的特质
所谓拆箱,就是把引用类型对象转换为值类型数据

下面代码会演示装箱拆箱

基本数据类型对象包装类的最常见作用:

用于基本数据类型字符串转化。

如下做简洁介绍

1 : 基本数据类型转化成字符串:
1.1 Integer.toString(基本数据类型值)
Integer.toString(34) //将34转换成“34
1.2 toString(int i) 静态方法
返回一个 String指定整数的 String对象。
1.3 toString(int i, int radix)
返回由第二个参数指定的基数(进制)中的第一个参数的字符串表示形式。(把十进制数转化成radix进制数)

2: 字符串转化成基本数据类型

parseInt(Sring s) 静态方法 将字符串参数解析为带符号的十进制整数。
parseInt(String s, int radix)
将字符串参数解析为第二个参数指定的基数(进制)中的有符号整数。(把radix进制数转换成十进制数)

读者应自行查阅API文档动手实践,如下代码演示

class IntegerDemo{   		public static void sop(String str) {   				System.out.println(str);			}	}public class PackagingClassProblem {   		public static void main(String[] args) {   				//Integer x=new Integer(4);		Integer x=4; //自动装箱(new Integer(4))		x=x+2;   //x进行自动拆箱,变成了int类型,和2进行加法运算,再将和进行装箱赋给x。			IntegerDemo.sop("一个持有最大值的 int可以有:"+Integer.MAX_VALUE);		IntegerDemo.sop("一个持有最小值的 int可以有:"+Integer.MIN_VALUE);				System.out.println("字符串(按照一定的进制,比如八进制)转换成数据类型");		IntegerDemo.sop("int i="+Integer.parseInt("123"));		IntegerDemo.sop("int i="+Integer.parseInt("123",8));				System.out.println("数据类型(按照一定的进制,比如八进制)转换成字符串");		IntegerDemo.sop("String i="+Integer.toString(34));		IntegerDemo.sop("String i="+Integer.toString(34,8));	}}

运行结果

在这里插入图片描述

上一篇:Java网络编程学习笔记
下一篇:Java多线程学习笔记

发表评论

最新留言

很好
[***.229.124.182]2025年04月13日 02时34分44秒