java中的集合框架

谁践踏了优雅 2022-04-03 06:48 200阅读 0赞

java中的集合体系图：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTQ3Nzk4MA_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

集合是java中提供的一种容器，可以用来存储多个数据。

集合和数组都是容器，它们的区别有：

1、数组的长度是固定的。集合的长度是可变的。

2、集合中存储的元素必须是引用类型数据。

**Collecton集合继承体系**

Collecton接口常用的子接口有：List接口、Set接口

List接口常用的子类有：ArrayList类、LinkedList类

Set接口常用的子类有：HashSet类、LinkedHashSet类

**Collection接口中的方法**

Add()方法

boolean add（Object obj），将指定元素obj追加到集合的末尾

toArray()方法

Object\[\]  toArray() 集合中的元素,转成一个数组中的元素, 集合转成数组。返回是一个存储对象的数组, 数组存储的数据类型是Object。

private static void function\_2() \{

Collection<String> coll = new ArrayList<String>();

coll.add("abc");

coll.add("itcast");

coll.add("itheima");

coll.add("money");

coll.add("123");

Object\[\] objs = coll.toArray();

for(int i = 0 ; i < objs.length ; i++)\{

System.out.println(objs\[i\]);\}

size()方法

学习Java中三种长度表现形式：

1、数组.length属性  返回值 int。

2、字符串.length() 方法,返回值int。

3、集合.size()方法, 返回值int。

contains(Object o)方法

boolean contains(Object o) 判断对象是否存在于集合中,对象存在返回true，方法参数是Object类型

private static void function\_1() \{

Collection<String> coll = new ArrayList<String>();

coll.add("abc");

coll.add("itcast");

coll.add("itheima");

coll.add("money");

coll.add("123");

boolean b = coll.contains("itcast");

System.out.println(b);

clear()方法

void clear() 清空集合中的所有元素，集合容器本身依然存在。

public static void function()\{

//接口多态的方式调用

Collection<String> coll = new ArrayList<String>();

coll.add("abc");

coll.add("bcd");

System.out.println(coll);

coll.clear();

System.out.println(coll);

remove方法

集合Collection的remove方法，boolean remove(Object o)移除集合中指定的元素。

private static void function\_3()\{

Collection<String> coll = new ArrayList<String>();

coll.add("abc");

coll.add("money");

coll.add("itcast");

coll.add("itheima");

coll.add("money");

coll.add("123");

System.out.println(coll);

boolean b = coll.remove("money");

System.out.println(b);

System.out.println(coll);

**Iterator迭代器**

集合中的迭代器：获取集合中元素方式

接口 Iterator : 两个抽象方法

boolean hasNext()：判断集合中还有没有可以被取出的元素,如果有返回true。

next()：取出集合中的下一个元素。

由于元素被存放进集合后全部被提升为Object类型，当需要使用子类对象特有方法时，需要向下转型：String str = (String) it.next();

Iterator iter = list.iterator();

while (iter.hasNext()) \{

Mp01\_dict dict = (Mp01\_dict) iter.next();

String key = dict.getDisctype();

hash\_dictcacheMap.put(key,dict);

**增强for循环遍历**

实现增强for循环遍历数组，好处: 代码少了,方便对容器遍历，弊端: 没有索引,不能操作容器里面的元素。

格式:

for( 数据类型  变量名 : 数组或者集合 )\{

sop(变量);

增强for循环遍历数组：

public static void function\_1()\{

//for对于对象数组遍历的时候,能否调用对象的方法呢

String\[\] str = \{"abc","itcast","cn"\};

for(String s : str)\{

System.out.println(s.length());

public static void function()\{

int\[\] arr = \{3,1,9,0\};

for(int i : arr)\{

System.out.println(i+1);

System.out.println(arr\[0\]);

增强for循环遍历集合：

public static void function\_2()\{

ArrayList<Person> array = new ArrayList<Person>();

array.add(new Person("a",20));

array.add(new Person("b",10));

for(Person p : array)\{

System.out.println(p);

**List接口的****特点：**

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。

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）。

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

**List接口中的方法：**

（List接口特有的方法 — 方法中带有索引，防止越界异常）

1、增加元素方法

add(Object e)：向集合末尾处，添加指定的元素 ，返回值时布尔类型。

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。

2、删除元素删除

remove(Object e)：将指定第一次出现的元素从集合中删除，返回值为boolean类型。

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。

3、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。

4、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。

**注意：**

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);

**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。

许多程序员开发时非常随意地使用ArrayList完成任何需求，并不严谨，这种用法是不提倡的。

**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。如下图

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTQ3Nzk4MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

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：

LinkedList<String> link = **new** LinkedList<String>();

//添加元素

link.addFirst("abc1");

link.addFirst("abc2");

link.addFirst("abc3");

//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

**Set接口的特点**

Set接口里面的集合所存储的元素就是不重复的，通过元素的equals方法，来判断是否为重复元素。

**HashSet集合介绍**

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。

**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。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTQ3Nzk4MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

**HashSet存储JavaAPI中的类型元素**

给HashSet中存储JavaAPI中提供的类型元素时，不需要重写元素的hashCode和equals方法，因为这两个方法，在JavaAPI的每个类中已经重写完毕，如String类、Integer类等。

创建HashSet集合，存储String对象。

**public** **class** HashSetDemo \{

**public** **static** **void** main(String\[\] args) \{

//创建HashSet对象

HashSet<String> hs = **new** HashSet<String>();

//给集合中添加自定义对象

hs.add("zhangsan");

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);

\}\}\}

输出结果如下，说明集合中不能存储重复元素：

wangwu

lisi

zhangsan

**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

创建自定义对象Student

**public** **class** Student \{

**private** String name;

**private** **int** age;

**public** Student(String name, **int** age) \{

**super**();

**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;

@Override

**public** String toString() \{

**return** "Student \[name=" + name + ", age=" + age + "\]";

@Override

**public** **int** hashCode() \{

**final** **int** prime = 31;

**int** result = 1;

result = prime \* result + age;

result = prime \* result + ((name == **null**) ? 0 : name.hashCode());

**return** result;

@Override

**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 \[name=wangwu, age=23\]

**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：

**public** **class** LinkedHashSetDemo \{

**public** **static** **void** main(String\[\] args) \{

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());

\}\}\}

输出结果如下，LinkedHashSet集合保证元素的存入和取出的顺序：

bbb

aaa

abc

bbc

**Map接口概述**

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。

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。

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。

Collection中的集合称为单列集合，Map中的集合称为双列集合。

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。

Map中常用的集合为HashMap集合、LinkedHashMap集合。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTQ3Nzk4MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

**Map接口中常用集合概述**

Map有多个子类，这里我们主要讲解常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。

**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。

**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。

**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。

**Map接口中的常用方法**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTQ3Nzk4MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

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。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；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。

get方法：获取指定键(key)所对应的值(value)

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

**public** **class** MapDemo \{

**public** **static** **void** main(String\[\] args) \{

//创建Map对象

Map<String, String> map = **new** HashMap<String,String>();

//给map中添加元素

map.put("星期一", "Monday");

map.put("星期日", "Sunday");

System.*out*.println(map); // \{星期日=Sunday, 星期一=Monday\}

//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\}

\}\}

**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

![2018122022561870.png][]

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

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTQ3Nzk4MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

代码演示：

**public** **class** MapDemo \{

**public** **static** **void** main(String\[\] args) \{

//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);

\}\}\}

**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。

![20181220230711344.png][]

Entry是Map接口中提供的一个静态内部嵌套接口。

![20181220230728168.png][]

getKey()方法：获取Entry对象中的键

getValue()方法：获取Entry对象中的值

![2018122023080490.png][]

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。

**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。

![20181220230854528.png][]

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。

![20181220230918182.png][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTQ3Nzk4MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

**public** **class** MapDemo \{

**public** **static** **void** main(String\[\] args) \{

//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);

\}\}\}

**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);

\}\}\}

**注意：**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)。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。

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