Java集合框架(一)

Java中集合类的关系图：

Collection

先来集合中的最大接口——Collection

可以通过查看JDK帮助文档，了解Collection接口中的最共性的方法。通过以下代码示例演示这些方法：

import java.util.*;

public class CollectionDemo {

    public static void main(String[] args) {

        //method_2();

        method_get();

    }

    public static void method_get() {

        ArrayList al = new ArrayList();

        //1、添加元素

        al.add("java01");//add(Object obj);

        al.add("java02");

        al.add("java03");

        al.add("java04");

        /*

        Iterator it = al.iterator();//获取迭代器，用于取出集合中的元素

        while(it.hasNext()) {

            sop(it.next());

        }

        */

        //开发时，这样写

        for(Iterator it = al.iterator(); it.hasNext(); ) {

            sop(it.next());

        }

    }

    public static void method_2() {

        ArrayList al1 = new ArrayList();

        al1.add("java01");

        al1.add("java02");

        al1.add("java03");

        al1.add("java04");

        ArrayList al2 = new ArrayList();

        al2.add("java03");

        al2.add("java04");

        al2.add("java05");

        al2.add("java06");

        //al1.retainAll(al2);//取交集，al1中只会保留和al2中相同的元素

        al1.removeAll(al2);

        sop("al1:"+al1);

        sop("al2:"+al2);

    }

    public static void base_method() {

        //创建一个集合容器，使用Collection接口的子类，ArrayList

        ArrayList al = new ArrayList();

        //1、添加元素

        al.add("java01");//add(Object obj);

        al.add("java02");

        al.add("java03");

        al.add("java04");

        //打印原集合

        sop("原集合:"+al);

        //3、删除元素

        //al.remove("java02");

        //al.clear();//清空集合

        //4、判断元素

        sop("java03是否存在："+al.contains("java03"));

        sop("集合是否为空？"+al.isEmpty());

        //2、获取个数，集合长度

        sop("size:"+al.size());

        //打印改变后的集合

        sop(al);

    }

    public static void sop(Object obj) {

        System.out.println(obj);

    }

}

注意：

add方法的参数类型是Object，以便于接受任意类型。
集合中存储的都是对象的引用（地址）。

现重点描述迭代器(Iterator)

Iterator

什么是迭代器呢？

其实就是集合的取出元素的方式。

Iterator的初步解释：就是把取出方式定义在了集合的内部，这样取出方式就可以直接访问集合内部的元素，那么取出方式就被定义成了内部类。而每一个容器的数据结构不同，所以取出的动作细节也不一样，但是都有共性内容——判断和取出，那么可以将这些共性抽取，那么这些内部类都符合一个规则，该规则是Iterator。

如何获取集合的取出对象呢？

通过一个对外提供的方法：iterator()。

List

Collection

　　　　|---------List:元素是有序的，元素可以重复，因为该集合体系有索引。

　　　　　　　　　|---------ArrayList:底层的数据结构使用的是数组结构。特点：查询速度很快，但是增删稍慢。线程不同步。

　　　　　　　　　|---------LinkedList:底层使用的是链表数据结构。特点：增删速度很快，查询稍慢。

　　　　　　　　　|---------Vector:底层是数组数据结构。线程同步。被ArrayList替代了。

　　　　|---------Set:元素是无序的，元素不可以重复。

List特有方法：凡是可以操作角标的方法都是该体系特有的方法。

　　增：

add(index, element);
addAll(index, Collection);

　　删：

remove(index);

　　改：

set(index, element);

　　查：

get(index);
subList(from, to);
listIterator();

List集合特有的迭代器(listIterator)——listIterator是Iterator的子接口。在迭代时，不可以通过集合对象的方法操作集合中的元素，因为会发生并发修改异常(ConcurrentModificationException)。所以，在迭代时，只能用迭代器的方法操作元素，可是Iterator的方法是有限的，只能对元素进行判断，取出，删除的操作，如果想要其他的操作如添加，修改等，就需要使用其子接口listIterator。

该接口只能通过List集合的listIterator()获取。

import java.util.ArrayList;

import java.util.Iterator;

import java.util.List;

import java.util.ListIterator;

public class ListDemo {

    public static void sop(Object obj) {

        System.out.println(obj);

    }

    public static void method() {

        ArrayList al = new ArrayList();

        //添加元素

        al.add("java01");

        al.add("java02");

        al.add("java03");

        sop("原集合："+al);

        //在指定位置添加元素

        al.add(1, "java09");

        //删除指定位置的集合

        //al.remove(2);

        //修改元素

        //al.set(2, "java007");

        //通过角标获取元素

        sop("get(1):"+al.get(1));

        sop(al);

        //获取所有元素

        for(int x = 0; x < al.size(); x++) {

            sop("al("+x+")="+al.get(x));

        }

        Iterator it = al.iterator();

        while(it.hasNext()) {

            sop("next:"+it.next());

        }

        //通过indexOf获取对象的位置

        sop("index = "+al.indexOf("java02"));

        List sub = al.subList(1, 3);

        sop("sub="+sub);

    }

    public static void main(String[] args) {

        //演示列表迭代器

        ArrayList al = new ArrayList();

        //添加元素

        al.add("java01");

        al.add("java02");

        al.add("java03");

        sop(al);

        ListIterator li = al.listIterator();

        //sop("hasPrevious():"+li.hasPrevious());

        while(li.hasNext()) {

            Object obj = li.next();

            if(obj.equals("java02"))

                //li.add("java009");

                li.set("java006");//修改

        }

        while(li.hasPrevious()) {

            sop("pre:"+li.previous());

        }

        //sop("hasnext():"+li.hasNext());

        //sop("hasPrevious():"+li.hasPrevious());

        /*

        //在迭代过程中，准备添加或者删除元素

        Iterator it = al.iterator();

        while(it.hasNext()) {

            Object obj = it.next();

            if(obj.equals("java02"))

                //al.add("java008");

                it.remove();//将java02的引用从集合中删除了，但java02的引用还被obj使用

            sop("obj="+obj);//注意：虽然移除掉了"java02"，但还能输出

        }

        */

        sop(al);

    }

}

LinkedList

LinkedList特有方法：

　　1、addFirst();

　　 addLast();

　　2、getFirst();

　　 getLast();

　　获取元素，但不删除元素。如果集合中没有元素，会出现NoSuchElementException(没有此元素异常)异常。

　　3、removeFirst();

　　 removeLast();

　　获取元素，但是元素被删除。如果集合中没有元素，会出现NoSuchElementException(没有此元素异常)异常。

在JDK1.6出现了替代方法：

　　1、addFirst() ---> offerFirst();

　　 addLast() ---> offerLast();

　　2、getFirst() ---> peekFirst();

　　 getLast() ---> peekLast();

　　获取元素，但不删除元素。如果集合中没有元素，会返回null。

　　3、removeFirst() ---> pollFirst();

　　 removeLast() ---> pollLast();

　　获取元素，但是元素被删除。如果集合中没有元素，会返回null。

示例代码如下：

import java.util.LinkedList;

public class LinkedListDemo {

    public static void main(String[] args) {

        LinkedList link = new LinkedList();

        link.addLast("java01");

        link.addLast("java02");

        link.addLast("java03");

        link.addLast("java04");

        //sop(link);

        //sop(link.getFirst());

        //sop(link.getFirst());

        //sop(link.getLast());

        //sop(link.removeFirst());

        //sop(link.removeFirst());

        //sop("size="+link.size());

        //不用迭代器取出元素

        while(!link.isEmpty()) {

            sop(link.removeLast());

        }

    }

    public static void sop(Object obj) {

        System.out.println(obj);

    }

}

练习：使用LinkedList模拟一个堆栈或者队列数据结构(必须会)。

分析：

堆栈：先进后出——如同一个杯子。

队列：先进先出 (First In First Out)FIFO——如同一个水管。

代码如下：

import java.util.LinkedList;

//基于LinkedList来描述

class DuiLie {

    private LinkedList link;

    DuiLie() {

        link = new LinkedList();

    }

    public void myAdd(Object obj) {

        link.addFirst(obj);

    }

    public Object myGet() {

        return link.removeLast();//模拟队列

                                 //return link.removeFirst();----模拟堆栈

    }

    public boolean isNull() {

        return link.isEmpty();

    }

}

public class LinkedListTest {

    public static void main(String[] args) {

        DuiLie dl = new DuiLie();

        dl.myAdd("java01");

        dl.myAdd("java02");

        dl.myAdd("java03");

        dl.myAdd("java04");

        while(!dl.isNull())

            System.out.println(dl.myGet());

    }

}

Vector

枚举(Enumeration)就是Vector特有的取出方式。发现枚举和迭代器很像。其实枚举和迭代是一样的。因为枚举的名称以及方法的名称都过长，所以被迭代器取代了，枚举郁郁而终了。

代码示例如下：

import java.util.Enumeration;

import java.util.Vector;

public class VectorDemo {

    public static void main(String[] args) {

        Vector v = new Vector();

        v.add("java01");

        v.add("java02");

        v.add("java03");

        v.add("java04");

        Enumeration en =  v.elements();

        while(en.hasMoreElements()) {

            System.out.println(en.nextElement());

        }

    }

}

ArrayList

去除ArrayList集合中的重复元素(集合中元素是字符串)。

示例代码如下：

import java.util.ArrayList;

import java.util.Iterator;

/*

去除ArrayList集合中的重复元素

 */

public class ArrayListTest {

    public static void sop(Object obj) {

        System.out.println(obj);

    }

    public static void main(String[] args) {

        ArrayList al = new ArrayList();

        al.add("java01");

        al.add("java02");

        al.add("java01");

        al.add("java02");

        al.add("java01");

        //al.add("java03");

        /*

        在迭代时循环中next调用一次，就要hasNext判断一次

        Iterator it = al.iterator();

        while(it.hasNext()) {

            sop(it.next()+"..."+it.next());//循环中next()最好只写一次

        }

        */

        sop(al);

        al = singleElement(al);

        sop(al);

    }

    public static ArrayList singleElement(ArrayList al) {

        //定义一个临时容器

        ArrayList newAl = new ArrayList();

        Iterator it = al.iterator();

        while(it.hasNext()) {

            Object obj = it.next();

            if(!newAl.contains(obj))

                newAl.add(obj);

        }

        return newAl;

    }

}

接下来，引申出将自定义对象作为元素存到ArrayList集合中，并去除重复元素。比如：存人对象。同姓名同年龄，视为同一个人，为重复元素。

分析：

　　思路：

对人描述，将数据封装到人对象。
定义容器，将人存入。
取出。

示例代码如下：

import java.util.ArrayList;

import java.util.Iterator;

class Person {

    private String name;

    private int age;

    Person(String name, int age) {

        this.name = name;

        this.age = age;

    }

    public String getName() {

        return name;

    }

    public int getAge() {

        return age;

    }

    public boolean equals(Object obj) {

        if(!(obj instanceof Person))

            return false;

        Person p = (Person)obj;

        System.out.println(this.name+"...."+p.name);

        return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;

    }

}

public class ArrayListTest1 {

    public static void sop(Object obj) {

        System.out.println(obj);

    }

    public static ArrayList singleElement(ArrayList al) {

        //定义一个临时容器

        ArrayList newAl = new ArrayList();

        Iterator it = al.iterator();

        while(it.hasNext()) {

            Object obj = it.next();

            if(!newAl.contains(obj))//contains底层用的是equals()

                newAl.add(obj);

        }

        return newAl;

    }

    public static void main(String[] args) {

        ArrayList al = new ArrayList();

        al.add(new Person("lisi01", 30));//add(Object obj); Object obj = new Person("lisi", 30);

        //al.add(new Person("lisi02", 32));

        al.add(new Person("lisi02", 32));

        al.add(new Person("lisi04", 35));

        al.add(new Person("lisi03", 33));

        //al.add(new Person("lisi04", 35));

        //al = singleElement(al);

        sop("remove 03 : "+al.remove(new Person("lisi03", 33)));//remove底层用的也是equals()

        Iterator it = al.iterator();

        while(it.hasNext()) {

            Person p = (Person)it.next();

            sop(p.getName()+"::"+p.getAge());

        }

    }

}

结论：List集合判断元素是否相同，依据的是元素的equals方法。

contains底层用的是equals()。
remove底层用的也是equals()。

Set

Set:元素是无序的(存入和取出的顺序不一定一致)，元素不可以重复。

　　|------HashSet:底层数据结构是哈希表。

　　　　　　Hashset是如何保证元素的唯一性的呢？

　　　　　　是通过元素的两个方法，hashCode()和equals()来完成的。

　　　　　　如果元素的HashCode值相同，才会判断equals()是否为true。

　　　　　　如果元素的HashCode值不同，不会调用equals()。

　　　　　　注意：对于判断元素是否存在，以及删除、添加等操作，依赖的方法是元素的hashCode()和equals()方法。

　　|------TreeSet

通过查看JDK文档，发现Set集合的功能和Collection的是一致的。

示例代码如下：

import java.util.HashSet;

import java.util.Iterator;

class Demo {

}

public class HashSetDemo {

    public static void sop(Object obj) {

        System.out.println(obj);

    }

    public static void main(String[] args) {

        HashSet hs = new HashSet();

        sop(hs.add("java01"));

        sop(hs.add("java01"));//添加失败，因为地址值一样，对象内容一样

        hs.add("java02");

        hs.add("java03");

        hs.add("java03");

        hs.add("java04");

        Iterator it = hs.iterator();

        while(it.hasNext()) {

            sop(it.next());

        }

    }

}

练习：往hashSet集合中存入自定义对象(人)。姓名和年龄相同为同一个人，重复元素。

代码如下：

import java.util.HashSet;

import java.util.Iterator;

public class HashSetDemo1 {

    public static void sop(Object obj) {

        System.out.println(obj);

    }

    public static void main(String[] args) {

        HashSet hs = new HashSet();

        hs.add(new Person1("a1", 11));

        hs.add(new Person1("a2", 12));

        hs.add(new Person1("a3", 13));

        //hs.add(new Person1("a2", 12));

        //hs.add(new Person1("a4", 14));

        //sop("a1:"+hs.contains(new Person1("a1", 11)));

        hs.remove(new Person1("a3", 13));

        Iterator it = hs.iterator();

        while(it.hasNext()) {

            Person1 p = (Person1)it.next();

            sop(p.getName()+"::"+p.getAge());

        }

    }

}

class Person1 {

    private String name;

    private int age;

    Person1(String name, int age) {

        this.name = name;

        this.age = age;

    }

    public String getName() {

        return name;

    }

    public int getAge() {

        return age;

    }

    public int hashCode() {

        System.out.println(this.name+".....hashCode");

        return name.hashCode()+age*39;//39是一个任意的数字

    }

    public boolean equals(Object obj) {

        if(!(obj instanceof Person1))

            return false;

        Person1 p = (Person1)obj;

        System.out.println(this.name+"..equals.."+p.name);

        return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;

    }

}

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