Java集合功能與用法實例詳解
本文實例講述了Java集合功能與用法。分享給大家供大家參考,具體如下:
本文內(nèi)容:
- 什么是集合
- Collection
- Iterator
- List
- set
- Map
- Collections工具類
首發(fā)日期:2018-05-17
什么是集合:
- 集合是一種新容器,集合可以存儲數(shù)量不固定的元素(數(shù)組的空間是固定的,你申請多少空間以后都不能改變),而集合可以動態(tài)的增加空間(有些是空間不夠時新建一個足夠大的數(shù)組再把原來的元素移到新的數(shù)組中)。
- 集合的出現(xiàn)解決的幾個問題:
- 存儲數(shù)量不等的元素。
- 定義了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),所以集合的元素可以依據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來讀取,比如LinkList(可以理解成鏈表結(jié)構(gòu)的數(shù)組),HashSet(哈希表結(jié)構(gòu))
- 可以存儲具有映射關(guān)系的元素(Map)
- 集合中存儲的元素都是對象(默認取出的也是一個Object對象),即使存入的是一個數(shù)字,也會轉(zhuǎn)換成 Integer 類。
- 集合存放的只是對象的引用
- java中集合類體系主要分為兩類:主要用于存儲普通元素的Collection、用于存儲具有映射關(guān)系的元素的Map
PS:
- jdk1.5和jdk1.8新增的內(nèi)容有點多,現(xiàn)在有點新特性沒添上,以后有空再加上去吧。
- Queue主要為了實現(xiàn)隊列功能,這里不講述,有興趣自行查找。
Collection:
介紹:
- collection是一個抽象接口,是List、Set和Queue接口的父接口
方法(父接口定義的方法,實現(xiàn)類中都會有)【具體使用看下面的具體實現(xiàn)類】:
- 添加元素:
- 添加一個元素X:add(X)
- 添加集合X中全部元素到集合中:addAll(X)
- 刪除元素:
- clear():移除此 collection 中的所有元素
- remove(x):移除指定元素x
- removeAll(x):移除集合中另一個集合x的元素
- 檢查:
- size():檢測集合的元素個數(shù)
- isEmpty():檢測集合是否為空,空返回true
- contains(x):是否包含某元素x
- containsAll(x):是否包含另一個集合x中的所有元素。
- 其他:
- toArray():將集合轉(zhuǎn)成數(shù)組
- iterator():返回可以在此集合上進行元素迭代的迭代器
- equals(x):比較集合是否與x一致。
集合的獲取依賴于迭代器Iterator。
補充:
- 下面的各種具體實現(xiàn)類的構(gòu)造方法都支持傳入一個比較器,用于執(zhí)行非自然排序(比如String的比較是字符,而我們可以定義成按字符長度排序。)【例子在TreeSet中。】
Iterator:
介紹:
- Iterator是一個接口,它可以對Collection進行元素迭代(如果Collection返回了一個迭代器的話)
- 基本每一個具體實現(xiàn)類中都實現(xiàn)了Iterator(內(nèi)部實現(xiàn)),從而使得Iterator可以迭代所有的Collection的具體實現(xiàn)類的元素。
迭代方法:
- hasNext():如果仍有元素可以迭代,則返回 true。
- next():迭代出下一個元素
- remove():刪除迭代器剛越過的元素(就是剛剛next到的元素)
示例:
package 集合; import java.util.ArrayList; import java.util.Iterator; public class IteratorDemo { public static void main(String[] args) { ArrayList q=new ArrayList(); //增 q.add("a"); q.add("b"); q.add("c"); q.add("d"); //使用迭代器迭代 for(Iterator it=q.iterator();it.hasNext();) { Object obj=it.next(); System.out.println(obj);//a b c d if(obj=="a") it.remove(); } //刪除后查看一下 System.out.println(q); } }
補充:
- 對于List,有一個特別的迭代器接口:ListIterator,這個迭代器專用于List,它比普通的接口多出了增加元素、修改元素、正反向迭代功能。
- Iterator經(jīng)常與foreach語句來搭配使用。
- 但在1.5之后,Collection實現(xiàn)了Iterable接口,使得集合可以直接迭代了。
- 但在1.5之后,Collection實現(xiàn)了Iterable接口,使得集合可以直接迭代了。
List:
介紹:
- List是一個接口,定義的是存儲的元素是有序的集合,
- 實現(xiàn)List的集合可以使用下標來取出
- 實現(xiàn)List的集合中元素可以是重復(fù)的。
特有方法(除了Collection中有的方法):
- add(index,x):在集合的指定位置index插入指定元素x
addAll(index,x)
:從指定的位置開始,將集合x中的所有元素插入到此列表中。- remove(index):移除集合中指定位置index上的元素。
- get(index):返回列表中指定位置的元素。 【因為List是有下標的,所以支持使用get來獲取元素】
set(index, x)
用指定元素x替換列表中指定位置index的元素 。- indexOf(X):返回集合中元素x的下標 。
subList(fromIndex,toIndex)
:根據(jù)下標,從集合中取出元素,返回的是一個List 。listIterator()
:返回此列表中的元素的列表迭代器。
常用實現(xiàn)類:
ArrayList:
- 是一種數(shù)組結(jié)構(gòu)的集合,便于查找,增刪麻煩
- 也有一些新增的方法,但貌似不太重要,有興趣的查文檔吧。
import java.util.ArrayList; import java.util.Iterator; public class ListDemo { public static void main(String[] args) { ArrayList q=new ArrayList(); //增 q.add("a"); q.add("b"); ArrayList a=new ArrayList(); a.addAll(q); a.add("c"); a.add("d"); System.out.println(a);//[a, b, c, d],實現(xiàn)了toString,所以可以直接打印出來。 //刪 // a.remove("a"); a.remove(0); //查 System.out.println(a.size());//3 System.out.println(a.contains("b"));//true System.out.println(a.isEmpty());//false System.out.println(a);//[b, c, d] //改 a.set(0, "bag"); System.out.println(a); //使用迭代器迭代 for(Iterator it=a.iterator();it.hasNext();) { System.out.println(it.next());//c d } } }
LinkedList:
- 是一種鏈表結(jié)構(gòu)的集合,便于增刪,查找不快。
- 它的元素插入法是頭插法,所以后面的元素會排在前面。
- LinkedList還實現(xiàn)了Deque接口,可以用LinkedList來實現(xiàn)堆棧、隊列、雙端隊列。
- 因為使用了頭插法,所以有幾個方法需要注意一下:
- addFirst(x):將指定元素插入此列表的開頭
- addLast(x):將指定元素添加到此列表的結(jié)尾。
- getFirst():返回此列表的第一個元素。
- getLast():返回此列表的最后一個元素。
- removeFirst():移除并返回此列表的第一個元素。
- removeLast():移除并返回此列表的最后一個元素。
descendingIterator()
:返回逆序的迭代器
補充:
- 以前還能見到Vector和Stack,但Vector太過古老,被ArrayList取代,所以這里不講;而Stack已經(jīng)被ArrayDeque取代。
- 這里不講述線程同步中集合的處理。
- 對于想在迭代器迭代過程中針對集合進行增刪改的,可以通過返回ListIterator來操作。
set
介紹:
- Set是一個接口,定義的是存儲的元素是無序的集合,
- 實現(xiàn)Set的集合中元素不可以重復(fù)。
- 獲取Set集合中的元素只能依靠迭代器。
新增方法:無新增方法,基本都是Collection中聲明的方法。
常用實現(xiàn)類:
HashSet:
- 哈希表結(jié)構(gòu)的集合
- 利用哈希表結(jié)果構(gòu)成的集合查找速度會很快。
TreeSet:
- 二叉樹結(jié)構(gòu)的集合
- 二叉樹插入元素是有順序的,TreeSet的元素是有序的。
- 由于二叉樹需要對結(jié)點排序(插入的結(jié)點位置),默認情況下沒有排序方法,所以元素需要繼承Comparator并重寫compareTo方法來實現(xiàn)元素之間比較大小的功能。
- 對于TreeSet,compareTo方法來保證元素的唯一性。【這時候可以不重寫equals】
LinkHashSet:
- 是HashSet的子類,是鏈表跟哈希表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的結(jié)合,上一個元素會存儲下一個元素的位置,所以可以按順序來取出。
解決集合的元素的重復(fù):
- Set集合是不允許重復(fù)元素的,但是集合是不知道我們對象的重復(fù)的判斷依據(jù)的,默認情況下判斷依據(jù)是判斷兩者是否為同一元素(euqals方法,依據(jù)是元素==元素?),如果要依據(jù)我們自己的判斷來判斷元素是否重復(fù),需要重寫元素的equals方法(元素比較相等時調(diào)用)【在hastSet中還需要多一步:hashCode方法(元素生成hash碼的規(guī)則,生成的哈希碼如果相同則會影響存儲規(guī)則--》首先判斷哈希碼是否相同,再判斷元素是否相同,如果元素相同則不存儲,如果不相同則依據(jù)哈希規(guī)則向后取一個位置存儲(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識,這里不講述))】
- hashCode()的返回值是元素的哈希碼,如果兩個元素的哈希碼相同,那么需要進行equals判斷?!舅钥梢宰远x返回值作為哈希碼】
- equals()返回true代表兩元素相同,返回false代表不同。
import java.util.HashSet; import java.util.Set; class Student{ String name; int age; Student(String name,int age){ this.name=name; this.age=age; } public String toString() {//重寫方法,以便sysout能輸出 return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]"; } public int hashCode() {//這里使用的是自動生成的代碼,也可以使用自己的規(guī)則 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) {//這里使用的是自動生成的代碼,也可以使用自己的規(guī)則 if (this == obj)//如果兩個地址相同,返回true return true; if (obj == null) return false; if (getClass() != obj.getClass()) return false; Student other = (Student) obj; if (age != other.age) return false; if (name == null) { if (other.name != null) return false; } else if (!name.equals(other.name))//這里根據(jù)姓名和年齡來判斷元素是否相同 return false; return true; } } public class HashSetDemo { public static void main(String[] args) { Set s=new HashSet(); // s.add("abc"); // s.add("abc"); // System.out.println(s);//這里因為可以使用自帶的判斷方法,所以不會發(fā)生重復(fù) // s.add(new Student("lilei",18)); // s.add(new Student("lilei",18)); // System.out.println(s);//這里因為判斷兩個地址是不同的,所以會重復(fù)。 // 在重寫equals之后: s.add(new Student("lilei",18)); s.add(new Student("lilei",18)); System.out.println(s);//不發(fā)生重復(fù)。 } }
解決TreeSet的排序問題:
- 二叉樹需要結(jié)點排序,所以元素之間比較能夠比較,所以對于自定義元素對象,需要繼承Comparator并重寫的compareTo方法。
- 兩個元素相等時,compareTo返回0;左大于右時,返回正整數(shù)(一般返回1);小于時返回負整數(shù)(一般返回-1)
- 在TreeSet中,compareTo負責(zé)檢測元素重復(fù),所以要對compareTo的重寫留心。
-
import java.util.TreeSet; class Student2 implements Comparable{ String name; int age; Student2(String name,int age){ this.name=name; this.age=age; } public int compareTo(Object o) { Student2 stu=(Student2)o; return this.name.equals(stu.name)?this.age-stu.age:this.name.compareTo(stu.name); //默認按姓名排序,如果有重復(fù)的姓名,按年齡排序。認為同名同年齡為同一元素 } @Override public String toString() { return "Student2 [name=" + name + ", age=" + age + "]"; } } public class TreeSetDemo { public static void main(String[] args) { TreeSet t=new TreeSet(); // t.add("a"); // t.add("c"); // t.add("d"); // t.add("b"); // System.out.println(t);//對于非自定義對象,可以排序[a, b, c, d] t.add(new Student2("lilei",18)); t.add(new Student2("lilei",17)); t.add(new Student2("hanmeimei",18)); t.add(new Student2("john",17)); t.add(new Student2("mike",27)); t.add(new Student2("alice",21)); System.out.println(t); } }
- 還支持創(chuàng)建集合時傳入一個比較器Comparator來進行排序,這時候重寫的是compare方法:
import java.util.Comparator; import java.util.TreeSet; class CompareByLength implements Comparator{ public int compare(Object o1, Object o2) { Student3 stu1=(Student3)o1; Student3 stu2=(Student3)o2; return stu1.name.length()-stu2.name.length(); // 注意,這里也與compareTo類似,定義的規(guī)則必須要考慮到重復(fù)性,不然會導(dǎo)致屬性值相同的元素 // 認為是同一元素 } } class Student3 { String name; int age; Student3(String name,int age){ this.name=name; this.age=age; } public String toString() { return "Student2 [name=" + name + ", age=" + age + "]"; } } public class TreeSetDemo2 { public static void main(String[] args) { TreeSet t=new TreeSet(new CompareByLength()); t.add(new Student3("aaa",18)); t.add(new Student3("a",18)); // t.add(new Student3("d",18));//這里是元素重復(fù)性的檢測,原因在compare t.add(new Student3("aa",17)); t.add(new Student3("cccccccccc",17)); System.out.println(t); } }
Map:
介紹:
- Map主要用于存儲帶有映射關(guān)系的數(shù)據(jù)(比如學(xué)號與學(xué)生信息的映射關(guān)系)
- Map的存儲形式是鍵值對,一個鍵對應(yīng)一個值。
- 鍵是不可重復(fù)的,值是可以重復(fù)的。
常見方法:
- 獲取:
- keySet():獲取所有鍵,返回一個Set集合
- get(x):返回指定鍵x所映射的值;如果此映射不包含該鍵的映射關(guān)系,則返回
null
。 - size():返回鍵值對的數(shù)量。
- values():獲取所有值,返回一個Set集合 。
entrySet()
:返回一個集合,集合中的對象都是包含鍵值對關(guān)系的entry類對象。
- 設(shè)置:
- put(key,value):將指定的值與此映射中的指定鍵關(guān)聯(lián)【已有則覆蓋舊值】
- putAll(X):從指定映射X中將所有映射關(guān)系復(fù)制到此映射中。
- 刪除:
- clear():刪除所有鍵值對 。
- remove(key):如果存在一個鍵key的映射關(guān)系,則將其從此映射中移除
- 其他:
- containsKey(x):檢測是否存儲指定鍵x
- containsValue(x):檢測是否存儲指定值x
- isEmpty():檢測是否為空,空則返回 true
重要實現(xiàn)類:
HashMap:
- 哈希表結(jié)構(gòu)的。
- HashMap的方法基本都是Map中聲明的方法
TreeMap:
- 二叉樹結(jié)構(gòu)的。
- 有序的,可以根據(jù)鍵值來排序,需要實現(xiàn)可以進行比較的方法(compareTo或compare)
Properties:
- 一種經(jīng)常用來存儲配置的集合,很適合存儲一些比如"backgroundColor=red"的數(shù)據(jù)。
- 常用方法:
getProperty(String key)
:用指定的鍵在此屬性列表中搜索屬性。load(InputStream inStream)
:從輸入流中讀取屬性列表(鍵和元素對)。list(PrintStream out)
:將屬性列表輸出到指定的輸出流。
嵌套類:
Map.Entry<K,V>
- 與Map.entrySet 方法配合,Map.entrySet返回的結(jié)果是一個集合,集合中的每一個元素都是這個類的對象。
- 存在意義是返回結(jié)果包含了鍵和值,使得能夠同時操作鍵和值。
- 此類對象的常用方法:
- getKey():返回與此項對應(yīng)的鍵。
getValue()
:返回與此項對應(yīng)的值。setValue(value)
:用指定的值替換與此項對應(yīng)的值
public class MapDemo { public static void main(String[] args) { Map m=new HashMap(); m.put("hanmeimei", "lilei"); m.put("wodeta", "wo"); m.put("apple", "google"); Set s=m.entrySet(); for(Iterator it=s.iterator();it.hasNext();) { Map.Entry me=(Entry) it.next(); System.out.println(me.getKey()+"...."+me.getValue()); } } }
Collections工具類:
介紹:
- Collections是jdk提供的一個專門用來操作集合的類
- 此類完全由在 collection 上進行操作或返回 collection 的靜態(tài)方法組成。
常用方法:
- 排序:
- sort(L):根據(jù)元素的自然順序 對指定列表按升序進行排序。
- sort(L,C):根據(jù)指定比較器C產(chǎn)生的順序?qū)χ付斜磉M行排序。
- 查找:
- max(L):根據(jù)元素的自然順序,返回給定 collection 的最大元素
- max(L,C):根據(jù)指定比較器C產(chǎn)生的順序,返回給定 collection 的最大元素
- min(L):根據(jù)元素的自然順序,返回給定 collection 的最小元素
- min(L,C):根據(jù)指定比較器C產(chǎn)生的順序,返回給定 collection 的最小元素
- 修改:
- fill(L,x):使用指定元素替換指定列表中的所有元素。
- swap(L,indexX,indexY):將指定集合中indexX與indexY的元素交換
- reverse(L):反轉(zhuǎn)指定列表中元素的順序。
reverseOrder()
:返回一個比較器,它強行逆轉(zhuǎn)實現(xiàn)了 Comparable 接口的對象 collection 的自然順序。
import java.util.ArrayList; import java.util.Collections; public class ListDemo2 { public static void main(String[] args) { ArrayList q=new ArrayList(); q.add("a"); q.add("z"); q.add("b"); q.add("c"); System.out.println(Collections.max(q)); System.out.println(q); Collections.sort(q); System.out.println(q); } }
想了解更多,可以自行查看jdk文檔。
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