JAVA容器集合全面解析(Collection和Map)

更新時間：2021年08月25日 11:19:34 作者：常威再打來福

這篇文章主要介紹了JAVA容器集合全面解析(Collection和Map)本文給大家介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下

前言

本次我將分享的是java中常用的容器集合，大體分為了兩類（Collection單列集合和Map雙列集合），什么是雙列，單列集合呢？看完這篇博客，或許你將有些許收獲。Collection集合下主要講解List集合和Set集合，而雙列集合，我主要講解HashMap集合。

一.Collection集合

Collection集合概述

是單例集合的頂層接口，它表示一組對象，這些對象也稱為Collection的元素

JDK 不提供此接口的任何直接實現(xiàn)，它提供更具體的子接口（如Set和List）實現(xiàn)

常用方法：

1.1List集合

List集合概述：

有序集合(也稱為序列)，用戶可以精確控制列表中每個元素的插入位置。用戶可以通過整數(shù)索引訪問元素，并搜索列表中的元素

與Set集合不同，列表通常允許重復(fù)的元素

List集合特點：

有索引

可以存儲重復(fù)元素

元素存取有序

List集合特有的方法：

遍歷方式：

//學(xué)生類
public class Student {
    private String name;
    private int age;
 
    public Student() {
    }
 
    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;
    }
}
 
//--------------------------------------------------------
//測試類
public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建List集合對象
        List<Student> list = new ArrayList<Student>();
 
        //創(chuàng)建學(xué)生對象
        Student s1 = new Student("林青霞", 30);
        Student s2 = new Student("張曼玉", 35);
        Student s3 = new Student("王祖賢", 33);
 
        //把學(xué)生添加到集合
        list.add(s1);
        list.add(s2);
        list.add(s3);
 
        //迭代器：集合特有的遍歷方式
        Iterator<Student> it = list.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Student s = it.next();
            System.out.println(s.getName()+","+s.getAge());
        }
        System.out.println("--------");
 
        //普通for：帶有索引的遍歷方式
        for(int i=0; i<list.size(); i++) {
            Student s = list.get(i);
            System.out.println(s.getName()+","+s.getAge());
        }
        System.out.println("--------");
 
        //增強(qiáng)for：最方便的遍歷方式
        for(Student s : list) {
            System.out.println(s.getName()+","+s.getAge());
        }
    }
}

接下來講的是List集合的實現(xiàn)類：

1.1.1ArrayList集合

ArrayList集合的底層是數(shù)組結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，查詢快、增刪慢，它的一些常用方法可以參考List集合的

常用方法。

1.1.2LinkedList集合

LinkedList集合底層是鏈表結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，查詢慢、增刪快，它有一些特有的常用方法

1.2Set集合

Set集合的特點

元素存取無序

沒有索引、只能通過迭代器或增強(qiáng)for循環(huán)遍歷

不能存儲重復(fù)元素

在我講解HashSet之前我們必須先了解哈希值的概念，方便我們理解接下來的一些集合

哈希值簡介

是JDK根據(jù)對象的地址或者字符串或者數(shù)字算出來的int類型的數(shù)值

如何獲取哈希值

Object類中的public int hashCode()：返回對象的哈希碼值

哈希值的特點

同一個對象多次調(diào)用hashCode()方法返回的哈希值是相同的

默認(rèn)情況下，不同對象的哈希值是不同的。而重寫hashCode()方法，可以實現(xiàn)讓不同對象的哈希值相同

1.2.1HashSet集合

HashSet集合的特點

底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是哈希表

對集合的迭代順序不作任何保證，也就是說不保證存儲和取出的元素順序一致

沒有帶索引的方法，所以不能使用普通for循環(huán)遍歷

由于是Set集合，所以是不包含重復(fù)元素的集合

HashSet的基本使用：

public class HashSetDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建集合對象
        HashSet<String> hs = new HashSet<String>();
 
        //添加元素
        hs.add("hello");
        hs.add("world");
        hs.add("java");
 
        hs.add("world");
 
        //遍歷
        for(String s : hs) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

HashSet集合保證元素唯一性源碼分析：

1.根據(jù)對象的哈希值計算存儲位置

如果當(dāng)前位置沒有元素則直接存入

如果當(dāng)前位置有元素存在，則進(jìn)入第二步

2.當(dāng)前元素的元素和已經(jīng)存在的元素比較哈希值

如果哈希值不同，則將當(dāng)前元素進(jìn)行存儲

如果哈希值相同，則進(jìn)入第三步

3.通過equals()方法比較兩個元素的內(nèi)容

如果內(nèi)容不相同，則將當(dāng)前元素進(jìn)行存儲

如果內(nèi)容相同，則不存儲當(dāng)前元素

圖解：

拓展：LinkedHashSet

LinkedHashSet集合特點

哈希表和鏈表實現(xiàn)的Set接口，具有可預(yù)測的迭代次序

由鏈表保證元素有序，也就是說元素的存儲和取出順序是一致的

由哈希表保證元素唯一，也就是說沒有重復(fù)的元素

1.2.2TreeSet集合

TreeSet集合概述

元素有序，可以按照一定的規(guī)則進(jìn)行排序，具體排序方式取決于構(gòu)造方法

TreeSet()：根據(jù)其元素的自然排序進(jìn)行排序

TreeSet(Comparator comparator) ：根據(jù)指定的比較器進(jìn)行排序

沒有帶索引的方法，所以不能使用普通for循環(huán)遍歷

由于是Set集合，所以不包含重復(fù)元素的集合

要理解好TreeSet必須先了解自然排序Comparable：

案例需求

存儲學(xué)生對象并遍歷，創(chuàng)建TreeSet集合使用無參構(gòu)造方法

要求：按照年齡從小到大排序，年齡相同時，按照姓名的字母順序排序

實現(xiàn)步驟

用TreeSet集合存儲自定義對象，無參構(gòu)造方法使用的是自然排序?qū)υ剡M(jìn)行排序的

自然排序，就是讓元素所屬的類實現(xiàn)Comparable接口，重寫compareTo(T o)方法

重寫方法時，一定要注意排序規(guī)則必須按照要求的主要條件和次要條件來寫

public class Student implements Comparable<Student> {
    private String name;
    private int age;
 
    public Student() {
    }
 
    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;
    }
 
    @Override
    public int compareTo(Student s) {
//        return 0;
//        return 1;
//        return -1;
        //按照年齡從小到大排序
       int num = this.age - s.age;
//        int num = s.age - this.age;
        //年齡相同時，按照姓名的字母順序排序
       int num2 = num==0?this.name.compareTo(s.name):num;
        return num2;
    }
}
//------------------------------------------------
public class TreeSetDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建集合對象
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();
 
        //創(chuàng)建學(xué)生對象
        Student s1 = new Student("xishi", 29);
        Student s2 = new Student("wangzhaojun", 28);
        Student s3 = new Student("diaochan", 30);
        Student s4 = new Student("yangyuhuan", 33);
 
        Student s5 = new Student("linqingxia",33);
        Student s6 = new Student("linqingxia",33);
 
        //把學(xué)生添加到集合
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
        ts.add(s6);
 
        //遍歷集合
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
    }
}

比較器排序Comparator的使用:

案例需求

存儲學(xué)生對象并遍歷，創(chuàng)建TreeSet集合使用帶參構(gòu)造方法

要求：按照年齡從小到大排序，年齡相同時，按照姓名的字母順序排序

實現(xiàn)步驟

用TreeSet集合存儲自定義對象，帶參構(gòu)造方法使用的是比較器排序?qū)υ剡M(jìn)行排序的

比較器排序，就是讓集合構(gòu)造方法接收Comparator的實現(xiàn)類對象，重寫compare(T o1,T o2)方法

重寫方法時，一定要注意排序規(guī)則必須按照要求的主要條件和次要條件來寫

public class Student {
    private String name;
    private int age;
 
    public Student() {
    }
 
    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 class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建集合對象
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student s1, Student s2) {
                //this.age - s.age
                //s1,s2
                int num = s1.getAge() - s2.getAge();
                int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num;
                return num2;
            }
        });
 
        //創(chuàng)建學(xué)生對象
        Student s1 = new Student("xishi", 29);
        Student s2 = new Student("wangzhaojun", 28);
        Student s3 = new Student("diaochan", 30);
        Student s4 = new Student("yangyuhuan", 33);
 
        Student s5 = new Student("linqingxia",33);
        Student s6 = new Student("linqingxia",33);
 
        //把學(xué)生添加到集合
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
        ts.add(s6);
 
        //遍歷集合
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
    }
}

二.Map集合

2.1Map集合的概述與特點

Map集合概述

interface Map<K,V>  K：鍵的類型；V：值的類型

Map集合的特點

鍵值對映射關(guān)系

一個鍵對應(yīng)一個值

鍵不能重復(fù)，值可以重復(fù)

元素存取無序

Map集合的基本使用：

Map集合的一些常用方法：

public class MapDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建集合對象
        Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();
 
        //V put(K key,V value)：添加元素
        map.put("張無忌","趙敏");
        map.put("郭靖","黃蓉");
        map.put("楊過","小龍女");
 
        //V remove(Object key)：根據(jù)鍵刪除鍵值對元素
//        System.out.println(map.remove("郭靖"));
//        System.out.println(map.remove("郭襄"));
 
        //void clear()：移除所有的鍵值對元素
//        map.clear();
 
        //boolean containsKey(Object key)：判斷集合是否包含指定的鍵
//        System.out.println(map.containsKey("郭靖"));
//        System.out.println(map.containsKey("郭襄"));
 
        //boolean isEmpty()：判斷集合是否為空
//        System.out.println(map.isEmpty());
 
        //int size()：集合的長度，也就是集合中鍵值對的個數(shù)
        System.out.println(map.size());
 
 
        //輸出集合對象
        System.out.println(map);
    }
}

2.2Map集合的獲取功能

方法介紹：

public class MapDemo03 {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建集合對象
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
 
        //添加元素
        map.put("張無忌", "趙敏");
        map.put("郭靖", "黃蓉");
        map.put("楊過", "小龍女");
 
        //V get(Object key):根據(jù)鍵獲取值
//        System.out.println(map.get("張無忌"));
//        System.out.println(map.get("張三豐"));
 
        //Set<K> keySet():獲取所有鍵的集合
//        Set<String> keySet = map.keySet();
//        for(String key : keySet) {
//            System.out.println(key);
//        }
 
        //Collection<V> values():獲取所有值的集合
        Collection<String> values = map.values();
        for(String value : values) {
            System.out.println(value);
        }
    }
}

2.3Map集合的遍歷方式（方式一）

遍歷思路

我們剛才存儲的元素都是成對出現(xiàn)的，所以我們把Map看成是一個夫妻對的集合

把所有的丈夫給集中起來

遍歷丈夫的集合，獲取到每一個丈夫

根據(jù)丈夫去找對應(yīng)的妻子

步驟分析

獲取所有鍵的集合。用keySet()方法實現(xiàn)

遍歷鍵的集合，獲取到每一個鍵。用增強(qiáng)for實現(xiàn)

根據(jù)鍵去找值。用get(Object key)方法實現(xiàn)

public class MapDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建集合對象
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
 
        //添加元素
        map.put("張無忌", "趙敏");
        map.put("郭靖", "黃蓉");
        map.put("楊過", "小龍女");
 
        //獲取所有鍵的集合。用keySet()方法實現(xiàn)
        Set<String> keySet = map.keySet();
        //遍歷鍵的集合，獲取到每一個鍵。用增強(qiáng)for實現(xiàn)
        for (String key : keySet) {
            //根據(jù)鍵去找值。用get(Object key)方法實現(xiàn)
            String value = map.get(key);
            System.out.println(key + "," + value);
        }
    }
}

2.4Map集合的遍歷方式（方式二）

遍歷思路

我們剛才存儲的元素都是成對出現(xiàn)的，所以我們把Map看成是一個夫妻對的集合

獲取所有結(jié)婚證的集合

遍歷結(jié)婚證的集合，得到每一個結(jié)婚證

根據(jù)結(jié)婚證獲取丈夫和妻子

步驟分析

獲取所有鍵值對對象的集合

Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()：獲取所有鍵值對對象的集合

遍歷鍵值對對象的集合，得到每一個鍵值對對象

用增強(qiáng)for實現(xiàn)，得到每一個Map.Entry

根據(jù)鍵值對對象獲取鍵和值

用getKey()得到鍵

用getValue()得到值

代碼實現(xiàn)

public class MapDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建集合對象
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
 
        //添加元素
        map.put("張無忌", "趙敏");
        map.put("郭靖", "黃蓉");
        map.put("楊過", "小龍女");
 
        //獲取所有鍵值對對象的集合
        Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
        //遍歷鍵值對對象的集合，得到每一個鍵值對對象
        for (Map.Entry<String, String> me : entrySet) {
            //根據(jù)鍵值對對象獲取鍵和值
            String key = me.getKey();
            String value = me.getValue();
            System.out.println(key + "," + value);
        }
    }
}