Java 集合

1 集合

1.1 集合介绍

  集合是java中提供的一种容器,可以来存储多个数据。在前面的学习中,我们知道数据多了,可以使用数组存放或者使用ArrayList集合存放数据。那么集合和数组都是容器,它们有啥区别呢?
  1.数组的长度是固定的,集合的长度是可变的。
  2.集合存储的元素必须是引用数据类型。

1.2 ArrayList集合存储元素

练习一:ArrayList集合存储5个int类型

import java.util.ArrayList;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        /*
        集合ArrayList,存储int类型数据
        集合本身不接受基本类型,但是有自动装箱机制
        */
        ArrayList<Integer> array = new ArrayList<Integer>();
        array.add(11);
        array.add(12);
        array.add(13);
        array.add(14);
        array.add(15);
        for(int i = 0;i < array.size();i++){
            System.out.println(array.get(i));
        }
        
    }
}

运行结果

练习二:ArrayList集合存储5个Persont类型
Person.java

public class Person{
    public String name;
    public int age;
    public Person(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

TestDemo.java

import java.util.ArrayList;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        /*
        集合ArrayList,存储Person类型数据
        */
        ArrayList<Person> arrayPer = new ArrayList<Person>();
        arrayPer.add(new Person("a",18));
        arrayPer.add(new Person("b",19));
        arrayPer.add(new Person("c",17));

        
        for(int i = 0;i < arrayPer.size();i++){
            System.out.println(arrayPer.get(i).name+"的年龄"+arrayPer.get(i).age);
        }
        
        
    }
}

运行结果

1.3 集合的继承实现关系

  ArrayList类继承了抽象类AbstractList同时实现了接口List,而List接口又继承了Collection接口。Collection接口为最顶层集合接口。

//源代码
interface List extends Collection{}
public class ArrayList extends AbstractList implements List{}

  这说明我们在使用ArrayList类时,该类已经把所以的抽象方法进行了重写,那么,实现Collection接口的所有子类都会进行方法重写。

  1.Collection接口常用的子接口有:List接口、Set接口
  2.List接口常用的子类有:ArrayList类、LinkList类
  3.Set接口常用的子类有:HashSet类、LinkedHashSet类

1.4 Collection接口概述

  既然Collebtion接口是集合中的顶层接口,那么它中定义的所有功能子类都可以使用。查阅API中描述的Collection接口。Collection表示一组对象,这些对象也称为Collection元素。一些collection允许有重复元素,而另一些不允许。一些是有序的,而另一些是无序的。
  继续查看API,发现Collection接口中许多集合的操作方法,那么这些方法具体能做什么呢?

1.5 Collection 接口的基本方法

  这里我们不关心具体创建的Collection中的哪个子类对象,这里重点演示的是Collection接口中的方法。

//创建集合的格式
//方法1:创建集合,只能存储<>指定的元素类型,该方法为常用方法
Collection<元素类型> 变量 = new ArrayList<元素类型>();
//方法2:创建集合,元素的类型默认为Object类型
Collection 变量 = new ArrayList();

演示代码:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        /*
        Collection接口中的方法
        这些方法是所以实现类都拥有的方法
        使用Collection的实现类ArrayList演示
        */
        //1、clear()清空集合中的所有元素
        function_1();
        //2、contains(Object o)判断对象是否存在于集合中,返回bplean
        function_2();
        //3、size()方法,返回元素个数
        function_3();
        //4、toArray(),把集合中的元素转成数组中的元素,返回的是一个存储对象Object的数组
        function_4();
        //5、remove(Object o) 移除指定的元素,返回boolean
        function_5();
        
        
    }
    
    public static void function_1(){
        //接口多态的方法调用
        Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
        coll.add("abc");
        coll.add("ab");
        System.out.println(coll);
        coll.clear();
        System.out.println(coll);
        
    }
    
    public static void function_2(){
        Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
        coll.add("abc");
        coll.add("ab");
        
        boolean b1 = coll.contains("ab");
        System.out.println(b1);
    }
    
    public static void function_3(){
        Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
        coll.add("abc");
        coll.add("ab");
        coll.add("ab");
        coll.add("ab");
        
        int i = coll.size();
        System.out.println(i);
    }
    
    public static void function_4(){
        Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
        coll.add("abc");
        coll.add("ab");
        coll.add("dd");
        coll.add("cc");
        
        Object[] objs = coll.toArray();
        for(int i = 0;i < objs.length;i++){
            System.out.println(objs[i]);
        }
        
    }
    
    public static void function_5(){
        Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
        coll.add("hh");
        coll.add("kk");
        coll.add("kk");
        System.out.println(coll);
        boolean b1 = coll.remove("kk");
        System.out.println(b1);
        System.out.println(coll);
    }
}

运行结果

2 Iterator迭代器

2.1 概述

  java中有很多个集合,它们在存储元素时,采用的存储方法不同。我们要取出这些集合中的元素,可通过一种通用的方法。
  Collection集合元素的通用获取方法,在取元素时先判断集合中有没有元素,如果有就把元素取出来,继续在判断,如果还有继续取出来,一直把集合中的元素全部取出。这种取出方法的专业术语叫迭代。
代码实现:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        /*
        集合中的迭代器
            获取集合元素方法
        接口Iterator:两抽象方法
            boolean hasNext() 判断集合中又没可以被取出的元素
            next() 取出集合中的下一个元素
            
        Iterator接口,找实现类
            Collection接口实现类
                Iterator  iterator()
            ArrayList 重写iterator()方法,返回iterator接口的实现类对象
            使用ArrayList集合对象
                Iterator it = array.iterator(),返回Iterator实现类对象
        */
        Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
        coll.add("abc");
        coll.add("ab1");
        coll.add("ab2");
        coll.add("ab3");
        coll.add("ab4");
        //迭代器,取出元素
        //调用集合方法iterator(),获取Iterator接口实现类对象
        Iterator<String> it = coll.iterator();
        //调用hasNext()判断集合中是否有元素
        //boolean b = it.hasNext();
        //调用next()取出元素
        //String s = it.next();
        
        while(it.hasNext()){
            String s = it.next();
            System.out.println(s);
        }
    }
}

运行结果

3 增强for循环

代码演示

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        /*
            新特性,增强的for循环
            出现新接口java.util.Iterator 
                Collection继承Iterator,实现增强for循环
            格式:
                for(数据类型 变量名:数组或集合){
                    sop(变量)
                }
            
        */
        
        //遍历数组
        //好处:代码少了,方便遍历;弊端,没有索引
        
        int[] arr = {3,4,12,5};
        for(int i:arr){
            System.out.println(i+1);
        }
        
        //遍历集合
        ArrayList<Person> array = new ArrayList<Person>();
        array.add(new Person("a",20));
        array.add(new Person("b",21));
        array.add(new Person("c",23));
        for(Person p:array){
            //System.out.println(p);
            System.out.println("姓名:"+p.name+",年龄:"+p.age);
        }
    }
}

运行结果

4 List接口

  掌握了Collection接口的使用后,学习Collection中的常用几个子类(List集合、Set集合)

4.1 List接口介绍

  查阅API,看List的介绍。有序的 collection(也称为序列)。此接口的用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制。用户可以根据元素的整数索引(在列表中的位置)访问元素,并搜索列表中的元素。与 set 不同,列表通常允许重复的元素。
总结一下List接口:
  1.它是一个元素存取有序的集合。例如,存元素的顺序是11、22、33。那么集合中,元素的存储就是按照11、22、33的顺序完成的)。
  2.它是一个带有索引的集合,通过索引就可以精确的操作集合中的元素(与数组的索引是一个道理)。
  3.集合中可以有重复的元素,通过元素的equals方法,来比较是否为重复的元素。
List接口的常用子类有:
  ArrayList集合
  LinkedList集合

4.2 List接口中常用的方法

增加元素方法

add(Object e):向集合末尾处,添加指定的元素 
add(int index, Object e):向集合指定索引处,添加指定的元素,原有元素依次后移

删除元素方法

remove(Object e):将指定元素对象,从集合中删除(第一次出现),返回值为被删除的元素
remove(int index):将指定索引处的元素,从集合中删除,返回值为被删除的元素

替换元素方法

set(int index, Object e):将指定索引处的元素,替换成指定的元素,返回值为替换前的元素

查询元素方法

get(int index):获取指定索引处的元素,并返回该元素

代码演示:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        //1、添加元素
        list.add("小红");
        list.add("小梅");
        list.add("小强");
        //2、指定位置插入元素
        list.add(1,"老王");
        //3、删除元素
        list.remove(2);
        //4、修改元素
        list.set(1,"隔壁老王");
        
        Iterator<String> it = list.iterator();
        while(it.hasNext()){
            String s = it.next();
            System.out.println(s);
        }
        
    }
}

  由于List集合拥有索引,因此List集合迭代方式除了使用迭代器之外,还可以使用索引进行迭代。

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    String str = list.get(i);
    System.out.println(str);            
}

  增强for循环

for(String s:list){
    System.out.println(s);
}

4.2.1 Iterator的并发修改异常

  在list集合迭代元素中,对元素进行判断,一旦条件满足就添加一个新元素。
代码如下:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //创建List集合
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        //给集合中添加元素
        list.add("abc1");
        list.add("abc2");
        list.add("abc3");
        list.add("abc4");
        //迭代集合,当有元素为"abc2"时,集合加入新元素"itcast"
        Iterator<String> it = list.iterator();
        while(it.hasNext()){
            String str = it.next();
            //判断取出的元素是否是"abc2",是就添加一个新元素
            if("abc2".equals(str)){
                list.add("itcast");// 该操作会导致程序出错
            }
        }
        //打印容器中的元素
        System.out.println(list);

    }
}

运行结果


  运行上述代码发生了错误 java.util.ConcurrentModificationException[L1] 这是什么原因呢?
  在迭代过程中,使用了集合的方法对元素进行操作。导致迭代器并不知道集合中的变化,容易引发数据的不确定性。
  并发修改异常解决办法:在迭代时,不要使用集合的方法操作元素。
  那么想要在迭代时对元素操作咋办?通过ListIterator迭代器操作元素是可以的,ListIterator的出现,解决了使用Iterator迭代过程中可能会发生的错误情况。
*

4.3 List集合存储数据的结构

  List接口下有很多个集合,它们存储元素所采用的结构方式是不同的,这样就导致了这些集合有它们各自的特点,供给我们在不同的环境下进行使用。数据存储的常用结构有:堆栈、队列、数组、链表。我们分别来了解一下:
1、堆栈,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:
  1.先进后出(即,存进去的元素,要在后它后面的元素依次取出后,才能取出该元素)。例如,子弹压进弹夹,先压进去的子弹在下面,后压进去的子弹在上面,当开枪时,先弹出上面的子弹,然后才能弹出下面的子弹。
  2.栈的入口、出口的都是栈的顶端位置
  3.压栈:就是存元素。即,把元素存储到栈的顶端位置,栈中已有元素依次向栈底方向移动一个位置。
  4.弹栈:就是取元素。即,把栈的顶端位置元素取出,栈中已有元素依次向栈顶方向移动一个位置。

2、队列,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:
  1.先进先出(即,存进去的元素,要在它前面的元素依次取出后,才能取出该元素)。例如,安检。排成一列,每个人依次检查,只有前面的人全部检查完毕后,才能排到当前的人进行检查。
  2.队列的入口、出口各占一侧。例如,下图中的左侧为入口,右侧为出口。

3、数组,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:
  1.查找元素快:通过索引,可以快速访问指定位置的元素
  2.增删元素慢:指定索引位置增加元素:需要创建一个新数组,将指定新元素存储在指定索引位置,再把原数组元素根据索引,复制到新数组对应索引的位置。指定索引位置删除元素:需要创建一个新数组,把原数组元素根据索引,复制到新数组对应索引的位置,原数组中指定索引位置元素不复制到新数组中。

4、链表,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:
  1.多个节点之间,通过地址进行连接。例如,多个人手拉手,每个人使用自己的右手拉住下个人的左手,依次类推,这样多个人就连在一起了。
  2.查找元素慢:想查找某个元素,需要通过连接的节点,依次向后查找指定元素
  3.增删元素快:增加元素:操作如左图,只需要修改连接下个元素的地址即可。删除元素:操作如右图,只需要修改连接下个元素的地址即可。

4.4 ArrayList集合

  ArrayList集合数据存储的结构是数组结构。元素增删慢,查找快,由于日常开发中使用最多的功能为查询数据、遍历数据,所以ArrayList是最常用的集合。

4.5 LinkedList集合

  LinkedList集合数据存储的结构是链表结构。方便元素添加、删除的集合。实际开发中对一个集合元素的添加与删除经常涉及到首尾操作,而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。

  LinkedList是List的子类,List中的方法LinkedList都是可以使用,这里就不做详细介绍,我们只需要了解LinkedList的特有方法即可。在开发时,LinkedList集合也可以作为堆栈,队列的结构使用。
方法演示:

import java.util.LinkedList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        LinkedList<String> link = new LinkedList<String>();
        //添加元素
        link.addFirst("abc1");
        link.addFirst("abc2");
        link.addFirst("abc3");
        link.addLast("abc4");
        //获取元素
        System.out.println(link.getFirst());
        System.out.println(link.getLast());
        //删除元素
        System.out.println(link.removeFirst());
        System.out.println(link.removeLast());
        
        while(!link.isEmpty()){ //判断集合是否为空
            System.out.println(link.pop()); //弹出集合中的栈顶元素
        }
        
    }
}

5 Set接口

  学习Collection接口时,记得Collection中可以存放重复元素,也可以不存放重复元素,那么我们知道List中是可以存放重复元素的。那么不重复元素给哪里存放呢?那就是Set接口,它里面的集合,所存储的元素就是不重复的。

5.1 Set接口介绍

  查阅Set集合的API介绍,通过元素的equals方法,来判断是否为重复元素,

5.2 HashSet集合介绍

  查阅HashSet集合的API介绍:此类实现Set接口,由哈希表支持(实际上是一个 HashMap集合)。HashSet集合不能保证的迭代顺序与元素存储顺序相同。
  HashSet集合,采用哈希表结构存储数据,保证元素唯一性的方式依赖于:hashCode()与equals()方法。

5.3 HashSet集合存储数据的结构(哈希表)

  什么是哈希表呢?
  哈希表底层使用的也是数组机制,数组中也存放对象,而这些对象往数组中存放时的位置比较特殊,当需要把这些对象给数组中存放时,那么会根据这些对象的特有数据结合相应的算法,计算出这个对象在数组中的位置,然后把这个对象存放在数组中。而这样的数组就称为哈希数组,即就是哈希表。
  当向哈希表中存放元素时,需要根据元素的特有数据结合相应的算法,这个算法其实就是Object类中的hashCode方法。由于任何对象都是Object类的子类,所以任何对象有拥有这个方法。即就是在给哈希表中存放对象时,会调用对象的hashCode方法,算出对象在表中的存放位置,这里需要注意,如果两个对象hashCode方法算出结果一样,这样现象称为哈希冲突,这时会调用对象的equals方法,比较这两个对象是不是同一个对象,如果equals方法返回的是true,那么就不会把第二个对象存放在哈希表中,如果返回的是false,就会把这个值存放在哈希表中。
  总结:保证HashSet集合元素的唯一,其实就是根据对象的hashCode和equals方法来决定的。如果我们往集合中存放自定义的对象,那么保证其唯一,就必须复写hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式。

5.4 HashSet存储JavaAPI中的类型元素

创建HashSet集合,存储String对象。

package com.youge.api;
import java.util.Iterator;
import java.util.HashSet;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //创建HashSet对象
        HashSet<String> hs = new HashSet<String>();
        //给集合中添加自定义对象
        String s1 = new String("zhangsan");
        String s2 = new String("zhangsan");
        int s1HasCode = s1.hashCode();
        int s2HasCode = s2.hashCode();
        boolean b = s2.equals(s1);
        System.out.println("s1HasCode="+s1HasCode+" "+"s2HasCode"+s2HasCode+"  s1==s2:"+b);

        hs.add(s1);
        hs.add(s2);
        hs.add("lisi");
        hs.add("wangwu");
        hs.add("zhangsan");


        //取出集合中的每个元素
        Iterator<String> it = hs.iterator();
        while(it.hasNext()){
            String s = it.next();
            System.out.println(s);
        }
    }
}

运行结果


5.5 HashSet存储自定义类型元素

  给HashSet中存放自定义类型元素时,需要重写对象中的hashCode和equals方法,建立自己的比较方式,才能保证HashSet集合中的对象唯一。所以只要对象的姓名和年龄相同,就认为是同一个对象
创建自定义对象Student

public class Student {
    private String name;
    private int age;
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String toString() {
        return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }

    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result + age;
        result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
        return result;
    }

    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if(!(obj instanceof Student)){
            System.out.println("类型错误");
            return false;
        }
        Student other = (Student) obj;
        return this.age ==  other.age && this.name.equals(other.name);
    }
}

创建HashSet集合,存储Student对象。

public class HashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建HashSet对象
        HashSet hs = new HashSet();
        //给集合中添加自定义对象
        hs.add(new Student("zhangsan",21));
        hs.add(new Student("lisi",22));
        hs.add(new Student("wangwu",23));
        hs.add(new Student("zhangsan",21));
        //取出集合中的每个元素
        Iterator it = hs.iterator();
        while(it.hasNext()){
            Student s = (Student)it.next();
            System.out.println(s);
        }
    }
}

输出结果如下,说明集合中不能存储重复元素:
Student [name=lisi, age=22]
Student [name=zhangsan, age=21]
Student [name=wangwu, age=23]

5.6 LinkedHashSet介绍

  我们知道HashSet保证元素唯一,可是元素存放进去是没有顺序的,那么我们要保证有序,怎么办呢?
  在HashSet下面有一个子类LinkedHashSet,它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。
  演示代码如下:

import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Set<String> set = new LinkedHashSet<String>();
        set.add("bbb");
        set.add("aaa");
        set.add("abc");
        set.add("bbc");
        Iterator it = set.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }

    }
}

6 判断集合元素唯一的原理

6.1 ArrayList的contains方法判断元素是否重复原理

  ArrayList的contains方法会使用调用方法时,传入的元素的equals方法依次与集合中的旧元素所比较,从而根据返回的布尔值判断是否有重复元素。此时,当ArrayList存放自定义类型时,由于自定义类型在未重写equals方法前,判断是否重复的依据是地址值,所以如果想根据内容判断是否为重复元素,需要重写元素的equals方法。

6.2 HashSet的add/contains等方法判断元素是否重复原理

  Set集合不能存放重复元素,其添加方法在添加时会判断是否有重复元素,有重复不添加,没重复则添加。
  HashSet集合由于是无序的,其判断唯一的依据是元素类型的hashCode与equals方法的返回结果。规则如下:
  先判断新元素与集合内已经有的旧元素的HashCode值
    如果不同,说明是不同元素,添加到集合。
    如果相同,再判断equals比较结果。返回true则相同元素;返回false则不同元素,添加到集合。
  所以,使用HashSet存储自定义类型,如果没有重写该类的hashCode与equals方法,则判断重复时,使用的是地址值,如果想通过内容比较元素是否相同,需要重写该元素类的hashcode与equals方法。

7 Map接口

7.1 Map接口概述

  我们通过查看Map接口描述,发现Map接口下的集合与Collection接口下的集合,它们存储数据的形式不同,如下图。
  1.Collection中的集合,元素是孤立存在的(理解为单身),向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。
  2.Map中的集合,元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成,通过键可以找对所对应的值。
  3.Collection中的集合称为单列集合,Map中的集合称为双列集合。
  4.需要注意的是,Map中的集合不能包含重复的键,值可以重复;每个键只能对应一个值。
  5.Map中常用的集合为HashMap集合、LinkedHashMap集合。

7.2 Map接口中常用集合概述

  通过查看Map接口描述,看到Map有多个子类,这里我们主要讲解常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。
  1.HashMap<K,V>:存储数据采用的哈希表结构,元素的存取顺序不能保证一致。由于要保证键的唯一、不重复,需要重写键的hashCode()方法、equals()方法
  2.LinkedHashMap<K,V>:HashMap下有个子类LinkedHashMap,存储数据采用的哈希表结构+链表结构。通过链表结构可以保证元素的存取顺序一致;通过哈希表结构可以保证的键的唯一、不重复,需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。
  3.注意:Map接口中的集合都有两个泛型变量<K,V>,在使用时,要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量<K,V>的数据类型可以相同,也可以不同。

7.3 Map接口中的常用方法

1、put方法:将指定的键与值对应起来,并添加到集合中
  方法返回值为键所对应的值
  (1)使用put方法时,若指定的键(key)在集合中没有,则没有这个键对应的值,返回null,并把指定的键值添加到集合中;
  (2)使用put方法时,若指定的键(key)在集合中存在,则返回值为集合中键对应的值(该值为替换前的值),并把指定键所对应的值,替换成指定的新值。
2、get方法:获取指定键(key)所对应的值(value)
3、remove方法:根据指定的键(key)删除元素,返回被删除元素的值(value)
Map接口的方法演示

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //创建Map对象
        Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();
        //给map添加元素
        map.put("星期一","Monday");
        map.put("星期日","Sunday");
        
        System.out.println(map);
        //当给Map中添加元素,会返回key对应的原来的value值,若key没有对应的值,返回null
        System.out.println(map.put("星期一", "Mon")); // Monday
        System.out.println(map); // {星期日=Sunday, 星期一=Mon}

        //根据指定的key获取对应的value
        String en = map.get("星期日");
        System.out.println(en); // Sunday
        
        //根据key删除元素,会返回key对应的value值
        String value = map.remove("星期日");
        System.out.println(value); // Sunday
        System.out.println(map); // {星期一=Mon}
    }
}

7.4 Map集合遍历键找值方式

键找值方式:即通过元素中的键,获取键所对应的值
操作步骤与图解:
  1.获取Map集合中所有的键,由于键是唯一的,所以返回一个Set集合存储所有的键

  2.遍历键的Set集合,得到每一个键
  3.根据键,获取键所对应的值

演示代码:

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //创建Map对象
        Map<String, String> map = new HashMap<String,String>();
        //给map中添加元素
        map.put("邓超", "孙俪");
        map.put("李晨", "范冰冰");
        map.put("刘德华", "柳岩");
        //获取Map中的所有key
        Set<String> keySet = map.keySet();
        //遍历存放所有key的Set集合
        Iterator<String> it =keySet.iterator();
        while(it.hasNext()){
            //得到每一个key
            String key = it.next();
            //通过key获取对应的value
            String value = map.get(key);
            System.out.println(key+"="+value);
        }
    }
}

7.5 Entry键值对对象

  在Map类设计时,提供了一个嵌套接口:Entry。Entry将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象,这样我们在遍历Map集合时,就可以从每一个键值对(Entry)对象中获取对应的键与对应的值。

Entry是Map接口中提供的一个静态内部嵌套接口。

getKey()方法:获取Entry对象中的键
getValue()方法:获取Entry对象中的值

entrySet()方法:用于返回Map集合中所有的键值对(Entry)对象,以Set集合形式返回。

7.6 Map集合遍历键值对方式

键值对方式:即通过集合中每个键值对(Entry)对象,获取键值对(Entry)对象中的键与值。
操作步骤与图解:
1.获取Map集合中,所有的键值对(Entry)对象,以Set集合形式返回。

2.遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合,得到每一个键值对(Entry)对象
3.通过键值对(Entry)对象,获取Entry对象中的键与值。

演示代码:

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //创建Map对象
        Map<String, String> map = new HashMap<String,String>();
        //给map中添加元素
        map.put("邓超", "孙俪");
        map.put("李晨", "范冰冰");
        map.put("刘德华", "柳岩");
        //获取Map中的所有key与value的对应关系
        Set<Map.Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();
        //遍历Set集合
        Iterator<Map.Entry<String,String>> it = entrySet.iterator();
        while(it.hasNext()){
            //得到每一对对应关系
            Map.Entry<String,String> entry = it.next();
            //通过每一对对应关系获取对应的key
            String key = entry.getKey();
            //通过每一对对应关系获取对应的value
            String value = entry.getValue();
            System.out.println(key+"="+value);
        }
    }
}

注意:Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了。

7.7 IntelliJ IDEA生成toString()等方法

  一个好的用户自定义类型都需要重写toString()方法,equals()方法,hashCode()方法,和构造方法。
  IDEA可以自动生成Getter、Setter、toString等的方法,提高效率。
在编辑框单击右键,选择Generate

自动生成Getter、Setter方法

7.8 HashMap存储自定义类型键值

  练习:每位学生(姓名,年龄)都有自己的家庭住址。那么,既然有对应关系,则将学生对象和家庭住址存储到map集合中。学生作为键, 家庭住址作为值。
  注意,学生姓名相同并且年龄相同视为同一名学生。
学生类

public class Student{
    private String name;
    private int age;
    //编写构造方法,文档中已省略
    //编写get,set方法,文档中已省略
    //编写toString方法,文档中已省略
}

测试类

public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        //1,创建hashmap集合对象。
        Map<Student,String> map = new HashMap<Student,String>();
        
        //2,添加元素。
        map.put(new Student("lisi",28), "上海");
        map.put(new Student("wangwu",22), "北京");
        map.put(new Student("zhaoliu",24), "成都");
        map.put(new Student("zhouqi",25), "广州");
        map.put(new Student("wangwu",22), "南京");
        
        //3,取出元素。键找值方式
        Set<Student> keySet = map.keySet();
        for(Student key : keySet){
            String value = map.get(key);
            System.out.println(key.toString()+"....."+value);
        }
        
        //取出元素。键值对方式
        Set<Map.Entry<Student, String>> entrySet = map.entrySet();
        for (Map.Entry<Student, String> entry : entrySet) {
            Student key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();
            System.out.println(key.toString()+"....."+value);
        }
    }
}

1、当给HashMap中存放自定义对象时,如果自定义对象作为key存在,这时要保证对象唯一,必须复写对象的hashCode和equals方法(如果忘记,请回顾HashSet存放自定义对象)。
2、如果要保证map中存放的key和取出的顺序一致,可以使用LinkedHashMap集合来存放。

7.8 静态导入

  在导包的过程中我们可以直接导入静态部分,这样某个类的静态成员就可以直接使用了。在源码中经常会出现静态导入。
静态导入格式:

import static XXX.YYY;   导入后YYY可直接使用。 

例如:Map.Entry的访问,简化后为Entry

import static java.util.Map.Entry;
public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        //1,创建hashmap集合对象。
        Map<Student,String> map = new HashMap<Student,String>();

        //取出元素。键值对方式
        //Set<Map.Entry<Student, String>> entrySet = map.entrySet();
        Set<Entry<Student, String>> entrySet = map.entrySet();

        //for (Map.Entry<Student, String> entry : entrySet) {
        for (Entry<Student, String> entry : entrySet) {
            Student key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();
            System.out.println(key.toString()+"....."+value);
        }
    }
}

7.9 可变参数

  在JDK1.5之后,如果我们定义一个方法需要接受多个参数,并且多个参数类型一致,我们可以对其简化成如下格式:

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型... 形参名){  }

其实这个书写完全等价于

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型[] 形参名){  }

只是后面这种定义,在调用时必须传递数组,而前者可以直接传递数据即可。
  jdk1.5以后。出现了简化操作。... 用在参数上,称之为可变参数。
  同样是代表数组,但是在调用这个带有可变参数的方法时,不用创建数组(这就是简单之处),直接将数组中的元素作为实际参数进行传递,其实编译成的class文件,将这些元素先封装到一个数组中,在进行传递。这些动作都在编译.class文件时,自动完成了。
代码演示:

package com.youge.api;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        //调用原始方法
        int[] arr = {21,89,32};
        int sum = add1(arr);
        System.out.println(sum);
        //调用可变参数方法
        int sum1 = add2(21,89,31);
        System.out.println(sum1);
        //调用可变参数方法,传递数组也可以
        int[] arr1 = {21,89,30};
        int sum2 = add2(arr1);
        System.out.println(sum2);

        //方法拥有多参数,参数中包含可变参数,可变参数一定要写在参数列表的末尾位置
        int sum3 = add3(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
        System.out.println(sum3);

    }
    public static int add3(int a,int b,int ...arr){
        int sum = 0;
        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
            sum += arr[i];
        }
        System.out.println("a="+a);
        System.out.println("b="+b);
        System.out.println("sum="+sum);
        return sum*a*b;
    }
    //可变参数方法
    public static int add2(int ...arr){
        int sum = 0;
        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
            sum += arr[i];
        }
        return sum;
    }


    //原始写法
    public static int add1(int[] arr){
        int sum = 0;
        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
            sum += arr[i];
        }
        return sum;
    }
}

注意:如果在方法书写时,这个方法拥有多参数,参数中包含可变参数,可变参数一定要写在参数列表的末尾位置。

7.10 Collections集合工具类

Collections是集合工具类,用来对集合进行操作。部分方法如下:

TestDemo.py

package com.youge.api;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        // 1、集合元素排序
        List<String> array = new ArrayList<String>();
        array.add("b");
        array.add("c");
        array.add("a");
        array.add("e");
        array.add("d");
        array.add("f");
        System.out.println(array);
        //排序前元素list集合元素 [b, c, a, e, d, f]
        Collections.sort(array);
        System.out.println(array);
        //排序后元素list集合元素 [a, b, c, d, e, f]

        //2、集合元素存储位置打乱
        Collections.shuffle(array);
        System.out.println(array);
        //打乱后元素list集合元素[e, d, a, f, b, c]
    }
}

7.11 集合嵌套

集合嵌套并不是一个新的知识点,仅仅是集合内容又是集合,如Collection集合嵌套、Collection集合与Map集合相互嵌套、Map集合嵌套。
1、ArrayList嵌套 ArrayList

    ArrayList< ArrayList<String> >
    Collection< ArrayList<Integer> >

2、Map嵌套 ArrayList

HashMap<String, ArrayList<Person>>
ArrayList< HashMap<String, String>>

3、Map集合嵌套

HashMap<String, HashMap<String,String>>
HashMap<String, HashMap<Person,String>>

TestDemo.py

package com.youge.api;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        //定义班级集合
        HashMap<String ,String > parallelClass = new HashMap<String, String>();
        HashMap<String ,String > sunClass = new HashMap<String, String>();
        parallelClass.put("001","张三");
        parallelClass.put("002","李四");
        sunClass.put("001","王五");
        sunClass.put("002","赵六");

        //集合容器 键是班级名字 值是班级容器
        HashMap<String ,HashMap<String,String>> school = new HashMap<String, HashMap<String, String>>();
        school.put("平行班",parallelClass);
        school.put("太阳班",sunClass);
        //遍历嵌套Map
        entrySet(school);
    }

    public static void entrySet(HashMap<String ,HashMap<String,String>> map){
        //keySet()获取键  将班级名存放至Set中
        Set<String> classNameSet = map.keySet();
        Iterator<String> it = classNameSet.iterator();
        while (it.hasNext()){
            String classNameKey = it.next();
            HashMap<String ,String > classMap = map.get(classNameKey);
            Set<String> nameKeySet = classMap.keySet();
            Iterator<String> it2 = nameKeySet.iterator();
            while (it2.hasNext()){
                String namekey = it2.next();
                System.out.println(classNameKey+"..."+namekey+"..."+classMap.get(namekey));
            }
        }
    }
}

运行结果


7.12 集合继承体系的面向对象思想

接口:用来明确所有集合中该具有的功能,相当于在定义集合功能标准;
抽象类:把多个集合中功能实现方式相同的方法,抽取到抽象类实现,具体集合不再遍写,继承使用即可;
具体类:继承抽象类,实现接口,重写所有抽象方法,达到具备指定功能的集合。每个具体集合类,根据自身的数据存储结构方式,对接口中的功能方法,进行不同方式的实现。

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