Collection、list、map、set、comparable、comparator

叁歲伎倆 2022-03-30 13:16 185阅读 0赞

# Collection #

数组：  
缺点：（1）长度固定，如果要扩容等需要程序自己维护，如果要删除和插入，程序员要移动元素等  
（2）数组只支持“可重复，顺序存储”特点，比较单一  
集合：很多种容器  
实际开发中，数据的存储特点：（1）有序的（2）无序的（3）可以重复的（4）不能重复的（5）一对一的（6）一对多…  
JDK在（1）数组（2）链式结构基础上，重新设计出了很多的容器类型。  
\*  
主要是两大类：  
1、Collection：一组对象，比喻"单身party"  
2、Map：键值对，(key,value)，比喻“情侣party”，“家庭party"

容器有共同的行为特征，操作方式：  
增、删、改、查…

把对容器的操作的行为标准化，用接口来声明。

一、java.util.Collection  
（一）Collection概述  
Collection 层次结构 中的根接口。Collection 表示一组对象。  
一些 collection 允许有重复的元素，而另一些则不允许。一些 collection 是有序的，而另一些则是无序的。  
JDK 不提供此接口的任何直接 实现：它提供更具体的子接口（如 Set 和 List）实现。

1、List  
列表：可重复的，有序的（按顺序存储）  
实现类：例如ArrayList（动态数组）  
2、Set  
集：不可重复的，无序的（和添加顺序无关）

（二）Collection的常用方法  
1、添加  
（1）add(Object obj)：一次添加一个  
（2）addAll(Collection other)：一次添加多个，把other中的元素都添加到当前集合中  
this = this ∪(并) other  
2、删除  
（1）remove(Object o) ：一次删除一个  
（2）removeAll(Collection other)：一次删除多个  
this = this - this ∩(交) other  
（3）clear()

3、修改：Collection根接口中没有提供修改的方法

4、查询  
（1）boolean contains(Object o) ：判断o是否在当前集合中  
（2）boolean containsAll(Collection<?> c)：判断c中的元素都在当前集合中  
即判断c是否是this的子集  
（3）boolean isEmpty()

Collection根接口中没有提供获取一个元素的方法。

5、获取有效元素的个数  
int size()

6、遍历  
（1）老方法  
Object\[\] toArray()：如果该集合的底层实现就是数组，那么比较简单，但是如果该集合的底层不是数组，那么就比较麻烦。  
无论底层怎么样，都会返回一个size长度的数组，所以比较浪费空间。  
（2）foreach  
（2）Iterator迭代器遍历

7、其他  
retainAll(Collection<?> c) ：保留当前集合和c集合的交集  
this = this ∩ c

public class TestCollection {
    	@SuppressWarnings("all")
    	@Test
    	public void test3(){
    		Collection c = new ArrayList();
    		c.add("张三");
    		c.add("李四");
    		c.add("王五");
    		c.add("钱七");
    		
    		Collection other = new ArrayList();
    		other.add("王五");
    		other.add("赵六");
    		
    		c.retainAll(other);
    		
    		Object[] array = c.toArray();
    		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
    			System.out.println(array[i]);
    		}
    	}
    	
    	@SuppressWarnings("all")
    	@Test
    	public void test2(){
    		Collection c = new ArrayList();
    		c.add("张三");
    		c.add("李四");
    		c.add("王五");
    		c.add("赵六");
    		c.add("钱七");
    		
    		Collection other = new ArrayList();
    		other.add("王五");
    		other.add("赵六");
    		
    //		c.remove("张三");
    		c.removeAll(other);
    		
    		Object[] array = c.toArray();
    		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
    			System.out.println(array[i]);
    		}
    	}
    	
    	@SuppressWarnings("all")
    	@Test
    	public void test1(){
    		//多态引用，关注Collection的方法，ArrayList是Collection子接口List的实现类
    		Collection c = new ArrayList();
    		c.add("张三");
    		c.add("李四");
    		
    		Collection other = new ArrayList();
    		other.add("王五");
    		other.add("赵六");
    		
    		c.addAll(other);
    //		c.add(other);
    		System.out.println(c.size());
    		
    		Object[] array = c.toArray();
    		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
    			System.out.println(array[i]);
    		}
    	}
    }

# List #

/\*

*  java.util.List：接口
 *  （1）有序：可以对元素的索引index，进行控制。
 *  （2）可重复。
 *  
 *  常用方法：
 *  继承了Collection，因此，Collection的所有的方法和操作它都有。
 *  List还增加了很多方法，这些方法都和index相关。
 *  
 *  1、添加
 *  add(int index, E element) ：在index位置插入一个元素
 *  addAll(int index, Collection<? extends E> c)：在index位置插入多个元素
 *  
 *  2、删除
 *  remove(int index)
 *  
 *  3、改
 *  刚才Collection根接口没有提供修改的方法
 *  set(int index, E element)
 *  
 *  4、查
 *  int indexOf(Object o) ：从前往后
 *  int lastIndexOf(Object o )：从后往前
 *  get(int index) ：返回index位置的元素
 *  subList(int fromIndex, int toIndex) ：截取\[fromIndex,toIndex)
 *  
 *  5、遍历
 *  （1）toArray
 *  （2）foreach
 *  （3）Iterator
 *  （4）ListIterator
 *      ListIterator是Iterator的子接口，Iterator有的，ListIterator也有，还增加了：
 *  A:Iterator只能从前往后遍历
 *  ListIterator可以从任意位置开始，从前往后，或从后往前遍历
 *  
 *  ListIterator的使用步骤：
 *  第一步：先获取ListIterator的对象
 *      集合对象.listIterator()
 *  第二步：通过遍历方法
 *      hasNext()+next()
 *      hasPrevious() + previous()
 *  B:不仅可以在遍历是删除了，还增加了set和add方法。
 *

\*/

public class TestList {
    	@SuppressWarnings("all")
    	@Test
    	public void test5(){
    		List list = new ArrayList();
    		
    		list.add("张三");
    		list.add("李四");
    		list.add("王五");
    		list.add("赵六");
    		list.add("前提");
    		list.add("王八");
    		
    		//从前往后
    		ListIterator listIterator = list.listIterator();//默认迭代器指向最前面
    		while(listIterator.hasNext()){
    			Object next = listIterator.next();
    			System.out.println(next);
    		}
    		System.out.println();
    		
    		//从最后往前
    		listIterator = list.listIterator(list.size());//要让迭代器先指到最后
    		while(listIterator.hasPrevious()){
    			Object previous = listIterator.previous();
    			System.out.println(previous);
    		}
    		System.out.println();
    		
    		//从任意位置开始遍历
    		listIterator = list.listIterator(3);//要让迭代器先指到某个位置
    		while(listIterator.hasPrevious()){
    			Object previous = listIterator.previous();
    			System.out.println(previous);
    		}
    	}
    	
    	@SuppressWarnings("all")
    	@Test
    	public void test4(){
    		List list = new ArrayList();
    		
    		list.add("张三");
    		list.add("李四");
    		list.add("王五");
    		
    		int index = list.indexOf("张三");
    		System.out.println(index);
    		
    		Object object = list.get(2);
    		System.out.println(object);
    	}
    	
    	@SuppressWarnings("all")
    	@Test
    	public void test3(){
    		List list = new ArrayList();
    		
    		list.add("张三");
    		list.add("李四");
    		list.add("王五");
    		
    		list.set(0, "曹阳");
    		
    		for (Object object : list) {
    			System.out.println(object);
    		}
    	}
    	
    	@SuppressWarnings("all")
    	@Test
    	public void test2(){
    		List list = new ArrayList();
    		
    		list.add("张三");
    		list.add("李四");
    		list.add("王五");
    		
    		list.remove(0);
    		
    		for (Object object : list) {
    			System.out.println(object);
    		}
    	}
    	
    	@SuppressWarnings("all")
    	@Test
    	public void test1(){
    		List list = new ArrayList();
    		
    		list.add("张三");
    		list.add(0, "李四");
    		
    		for (Object object : list) {
    			System.out.println(object);
    		}
    	}
    }

/\*

*  List的常见的实现类：
 *  1、Vector：动态数组
 *      内部实现：数组，初始化大小为10
 *  2、ArrayList：动态数组
 *      内部实现：数组，初始化大小为10
 *  3、LinkedList：双向链表、双端队列
 *      LinkedList实现了List、Queue、Deque接口
 *      内部实现：链表
 *  4、Stack：栈，又是Vector的子类
 *      内部实现：数组
 *  
 *  Stack：后进先出（LIFO）（Last in First out）、先进后出（FILO）（First in Last out）
 *      压栈：push，弹栈：pop（移除栈顶元素），peek（返回栈顶元素，但不移除）
 *  队列（Queue）：先进先出（FIFO）
 *      添加到队列offer(e)，移出队列，poll()，返回队头不移除peek()
 *  双端队列（Deque）（Double ended queue）：队头和队尾都可以添加元素和移除元素
 *      offerFirst(e)、offerLast(e)
 *      pollFirst()、pollLast()
 *      peekFirst()、peekLast()
 *  
 *  面试题：Vector与ArrayList有什么区别？
 *  Vector：旧版，线程安全的，扩容为原来的2倍，支持迭代的方式更多，支持旧版Enumeration迭代器
 *  ArrayList：新版，线程不安全，扩容为原来的1.5倍，不支持老版的Enumeration迭代器
 *  
 *  面试题：动态数组和LinkedList有什么区别？
 *  （1）内部实现不同：
 *  动态数组底层数组
 *  LinkedList是链表，元素的类型是节点类型，Node(prev,data,next)
 *  （2）动态数组：对索引的相关操作，效率很高
 *      链表：对索引的相关操作，效率比较低
 *  （3）动态数组：插入、删除，涉及到移动元素
 *  链表 ：插入，删除，只涉及到前后的元素的关系
 *  
 *  结论：如果是后面的操作针对索引更多，那么选择动态数组，如果是添加和删除，插入等操作更多，选择链表  
    \*/

# map #

*  java.util.Map：接口
 *  和Collection最大的不同，就是它存储“键值对，映射关系”
 *  
 *  常用方法：
 *  1、添加
 *  put(key,value)：一次添加一对映射关系
 *  putAll(Map map)：一次添加多对映射关系
 *  2、删除
 *  remove(Object key)；根据key删除一对
 *  clear()：清空
 *  
 *  3、修改
 *  通过put可以替换value，只要key相同，就会替换
 *  
 *  4、查询
 *  （1）containsKey(Object key)：判断某个key是否存在
 *  （2）containsValue(Object value)：判断某个value是否存在
 *  （3）V get(Object key)：根据key获取value
 *  （4）boolean isEmpty() ：是否为空
 *  
 *  5、获取映射关系，键值对数：int size()
 *  
 *  6、遍历
 *  （1）Set keySet()
 *  （2）Collection values()
 *  （3）Set entrySet()：由entry对象构成的set，因为key不重复，那么entry对象也不会重复
 *  Map的实现类们：
 *  1、HashMap：哈希表
 *  2、Hashtable：哈希表
 *  3、LinkedHashMap：
 *  它是HashMap的子类，比HashMap多维护了添加的顺序。
 *  4、TreeMap：映射关系的顺序会按照key的“大小”顺序排列
 *  要求：映射关系的key，必须支持排序，即实现java.lang.Comparable接口，或者单独为TreeMap指定定制比较器对象。
 *  5、Properties：
 *  （1）Properties是Hashtable的子类
 *  （2）Properties的key和value的类型是String
 *  
 *  面试题：Hashtable与HashMap的区别
 *  Hashtable：最古老，线程安全的，它的key和value不允许为null
 *  HashMap：相对新，线程不安全，它的key和value都允许为null
 *  
 *  类同：StringBuffer与StringBuilder、Vector与ArrayList

# set #

*  java.util.Set：接口，是Collection的子接口。
 *  （1）不支持重复
 *  （2）无序的（和添加顺序无关）
 *  
 *  Set没有增加方法，都是Collection接口的方法。
 *  
 *  Set：
 *  （1）HashSet：完全无序
 *      如何保证两个元素不重复？依据元素的equals方法
 *  （2）TreeSet：大小顺序，和添加顺序无关
 *      如何保证两个元素不重复？依据元素的“大小”顺序
 *  （3）LinkedHashSet：遍历时可以保证添加顺序，存储和添加顺序无关
 *      LinkedHashSet是HashSet的子类，但是它的元素比HashSet的元素要多维护一个添加的顺序。
 *      LinkedHashSet的效率就比HashSet低，每次添加，删除，要同时考虑顺序。
 *      LinkedHashSet和HashSet一样依据equals，决定是否重复。
 *  
 *  结论：如果既要元素不重复，又要按大小，选TreeSet
 *      如果既要元素不重复，又要保证添加顺序，选LinkedHashSet
 *      如果只是要元素不重复，选择HashSet

下面是一个例子  
题目

1、声明一个Book类型，有编号、书名、作者、价格，销量
    2、添加到一个集合中，要求不可重复，规定编号相同就认为是一本书
    	提示：HashSet
    3、添加到一个集合中，要求不可重复，但是要求按照销量从高到低排序
    	提示：TreeSet
    4、添加到一个集合中，要求不可重复，但是要求这次按照价格从低到高排序	
    	提示：TreeSet
    5、添加到一个集合中，要求不可重复，但是要求按照添加顺序显示
    	提示：LinkedHashSet

book类

package day21.homework;
    
    import java.util.Comparator;
    import java.util.Objects;
    
    public class Book implements Comparable<Book> {
        /**
         * 1、声明一个Book类型，有编号、书名、作者、价格，销量
         */
        private int id;
        private String bookName;
        private String author;
        private double price ;
        private int counts;
    
    
        @Override
        public boolean equals(Object o) {
            if (this == o) return true;
            if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
            Book book = (Book) o;
            return id == book.id;
        }
    
        @Override
        public int hashCode() {
            return Objects.hash(id);
        }
    
        public Book() {
        }
    
        public Book(int id, String bookName, String author, double price, int counts) {
            this.id = id;
            this.bookName = bookName;
            this.author = author;
            this.price = price;
            this.counts = counts;
        }
    
        @java.lang.Override
        public java.lang.String toString() {
            return "Book{" +
                    "id=" + id +
                    ", bookName='" + bookName + '\'' +
                    ", author='" + author + '\'' +
                    ", price=" + price +
                    ", counts=" + counts +
                    '}';
        }
    
        public int getId() {
            return id;
        }
    
        public void setId(int id) {
            this.id = id;
        }
    
        public String getBookName() {
            return bookName;
        }
    
        public void setBookName(String bookName) {
            this.bookName = bookName;
        }
    
        public String getAuthor() {
            return author;
        }
    
        public void setAuthor(String author) {
            this.author = author;
        }
    
        public double getPrice() {
            return price;
        }
    
        public void setPrice(double price) {
            this.price = price;
        }
    
        public int getCounts() {
            return counts;
        }
    
        public void setCounts(int counts) {
            this.counts = counts;
        }
    
        @Override
        public int compareTo(Book o) {
            return o.counts-this.counts;
        }
    }

Hashset

package day21.homework;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.HashSet;
    
    public class HashSetTest {
        //添加到一个集合中，要求不可重复，规定编号相同就认为是1本书
        //	提示：HashSet
        public static void main(String[] args) {
            HashSet<Book> lists = new HashSet<>();
            lists.add(new Book(1,"天龙八部","金庸",18,120));
            lists.add(new Book(3,"倚天屠龙记","金庸",20,130));
            lists.add(new Book(2,"火影忍者","mmm",22,222));
            lists.add(new Book(1,"天龙八部1","金庸",18,120));
    
    
            for (Book list : lists) {
                System.out.println(list);
            }
        }
    }

Linkedhashset

package day21.homework;
    
    import java.util.LinkedHashSet;
    
    public class LinkedHashSetTest {
        //添加到一个集合中，要求不可重复，但是要求按照添加顺序显示
        //	提示：LinkedHashSet
        public static void main(String[] args) {
            LinkedHashSet<Book> lists = new LinkedHashSet<>();
            lists.add(new Book(1,"天龙八部","金庸",18,120));
            lists.add(new Book(3,"倚天屠龙记","金庸",20,130));
            lists.add(new Book(2,"火影忍者","mmm",22,222));
            lists.add(new Book(1,"天龙八部","金庸",18,120));
            for (Book list : lists) {
                System.out.println(list);
            }
        }
    }

Treeset

package day21.homework;
    
    import java.util.Comparator;
    import java.util.TreeSet;
    
    public class TestSetTest01 {
        /**
         * 4、添加到一个集合中，要求不可重复，但是要求这次按照价格从低到高排序
         * 	提示：TreeSet
         *
         * 	因为在上一题中，默认实现按照销量从高到低，我们就不方便再次修改Book类的compareTo方法
         * 	说明，Book类的自然排序规则，无法满足本题的要求。
         *
         * 	要求：给TreeSet对象要多传一个“定制比较器对象”，即java.util.Comparator
         *
         * 	Arrays.sort(arr)：按照元素的自然排序
         * 	Arrays.sort(arr,定制比较器对象)
         *
         * 	TreeSet set = new TreeSet();按照元素的自然排序
         * 	TreeSet set = new TreeSet(定制比较器对象);按照定制比较器排序
         * @param args
         */
        public static void main(String[] args) {
            TreeSet<Book> lists = new TreeSet<>(new Comparator<Book>() {
                @Override
                public int compare(Book o1, Book o2) {
                    return Double.compare(o1.getPrice(),o2.getPrice());
                }
            });
            lists.add(new Book(1,"天龙八部","金庸",18,120));
            lists.add(new Book(3,"倚天屠龙记","金庸",20,130));
            lists.add(new Book(2,"火影忍者","mmm",22,222));
            lists.add(new Book(1,"天龙八部","金庸",18,120));
    
            for (Book list : lists) {
                System.out.println(list);
            }
        }
    }

Treeset01

package day21.homework;
    
    import java.util.TreeSet;
    
    public class TreeSetTest {
        public static void main(String[] args) {
            //添加到一个集合中，要求不可重复，但是要求按照销量从高到低排序
            //	提示：TreeSet
            TreeSet<Book>  lists = new TreeSet<>();
            lists.add(new Book(1,"天龙八部","金庸",18,120));
            lists.add(new Book(3,"倚天屠龙记","金庸",20,130));
            lists.add(new Book(2,"火影忍者","mmm",22,222));
            lists.add(new Book(1,"天龙八部","金庸",18,120));
    
            for (Book list : lists) {
                System.out.println(list);
            }
    
        }
    }

Collection、list、map、set、comparable、comparator

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