集合体系结构
1.Collection集合 - 图1
01_集合类体系结构图.png

Collection

Collection常见的方法

  • Collection集合概述
    • 是单例集合的顶层接口,它表示一组对象,这些对象也称为Collection的元素
    • 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
  • 创建Collection集合的对象
    • 多态的方式
    • 具体的实现类ArrayList
  • Collection集合常用方法 | 方法名 | 说明 | | —- | —- | | boolean add(E e) | 添加元素 | | boolean remove(Object o) | 从集合中移除指定的元素 | | boolean removeIf(Object o) | 根据条件进行移除 | | void clear() | 清空集合中的元素 | | boolean contains(Object o) | 判断集合中是否存在指定的元素 | | boolean isEmpty() | 判断集合是否为空 | | int size() | 集合的长度,也就是集合中元素的个数 |
  1. import java.util.ArrayList;
  2. import java.util.Collection;
  3. public class CollectionDemo1 {
  4. public static void main(String[] args) {
  5. /*
  6. 注意点:
  7. Collection是一个接口,我们不能直接创建他的对象。
  8. 所以,现在我们学习他的方法时,只能创建他实现类的对象。
  9. 实现类:ArrayList
  10. */
  11. //目的:为了学习Collection接口里面的方法
  12. Collection<String> coll = new ArrayList<>();
  13. //1.添加元素
  14. //细节1:如果我们要往List系列集合中添加数据,那么方法永远返回true,因为List系列的是允许元素重复的。
  15. //细节2:如果我们要往Set系列集合中添加数据,如果当前要添加元素不存在,方法返回true,表示添加成功。
  16. // 如果当前要添加的元素已经存在,方法返回false,表示添加失败。
  17. // 因为Set系列的集合不允许重复。
  18. coll.add("aaa");
  19. coll.add("bbb");
  20. coll.add("ccc");
  21. System.out.println(coll);
  22. //2.清空
  23. //coll.clear();
  24. //3.删除
  25. //细节1:因为Collection里面定义的是共性的方法,所以此时不能通过索引进行删除。只能通过元素的对象进行删除。
  26. //细节2:方法会有一个布尔类型的返回值,删除成功返回true,删除失败返回false
  27. //如果要删除的元素不存在,就会删除失败。
  28. System.out.println(coll.remove("aaa"));
  29. System.out.println(coll);
  30. //4.判断元素是否包含
  31. //细节:底层是依赖equals方法进行判断是否存在的。
  32. //所以,如果集合中存储的是自定义对象,也想通过contains方法来判断是否包含,那么在javabean类中,一定要重写equals方法。
  33. boolean result1 = coll.contains("bbb");
  34. System.out.println(result1);
  35. //5.判断集合是否为空
  36. boolean result2 = coll.isEmpty();
  37. System.out.println(result2);//false
  38. //6.获取集合的长度
  39. coll.add("ddd");
  40. int size = coll.size();
  41. System.out.println(size);//3
  42. }
  43. }

Collection集合的遍历

迭代器遍历

  • 迭代器介绍

    1. //迭代器,集合的专用遍历方式
    2. Iterator<E> iterator(): 返回此集合中元素的迭代器,通过集合对象的iterator()方法得到
  • Iterator中的常用方法

    1. boolean hasNext(): 判断当前位置是否有元素可以被取出
    2. E next(): 获取当前位置的元素,将迭代器对象移向下一个索引位置
  • Collection集合的遍历

    1. public class IteratorDemo1 {
    2. public static void main(String[] args) {
    3. //创建集合对象
    4. Collection<String> c = new ArrayList<>();
    5. //添加元素
    6. c.add("hello");
    7. c.add("world");
    8. c.add("java");
    9. c.add("javaee");
    10. //Iterator<E> iterator():返回此集合中元素的迭代器,通过集合的iterator()方法得到
    11. Iterator<String> it = c.iterator();
    12. //用while循环改进元素的判断和获取
    13. while (it.hasNext()) {
    14. String s = it.next();
    15. System.out.println(s);
    16. }
    17. }
    18. }

    迭代器中删除的方法
    void remove(): 删除迭代器对象当前指向的元素

    1. public class IteratorDemo2 {
    2. public static void main(String[] args) {
    3. ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
    4. list.add("a");
    5. list.add("b");
    6. list.add("b");
    7. list.add("c");
    8. list.add("d");
    9. Iterator<String> it = list.iterator();
    10. while(it.hasNext()){
    11. String s = it.next();
    12. if("b".equals(s)){
    13. //指向谁,那么此时就删除谁.
    14. it.remove();
    15. }
    16. }
    17. System.out.println(list);
    18. }
    19. }

    迭代器的四个细节

  • 如果当前位置没有元素,还要强行获取,会报NoSuchElementException

  • 迭代器遍历完毕,指针不会复位
  • 循环中只能用一次next方法
  • 迭代器遍历时,不能用集合的方法进行增加或者删除

    增强for循环

  • 介绍

    • 它是JDK5之后出现的,其内部原理是一个Iterator迭代器
    • 实现Iterable接口的类才可以使用迭代器和增强for
    • 简化数组Collection集合的遍历
  • 格式
    ```java for(集合/数组中元素的数据类型 变量名 : 集合/数组名) {

    // 已经将当前遍历到的元素封装到变量中了,直接使用变量即可

}

  1. ```java
  2. public class MyCollectonDemo1 {
  3. public static void main(String[] args) {
  4. ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
  5. list.add("a");
  6. list.add("b");
  7. list.add("c");
  8. list.add("d");
  9. list.add("e");
  10. list.add("f");
  11. //1,数据类型一定是集合或者数组中元素的类型
  12. //2,str仅仅是一个变量名而已,在循环的过程中,依次表示集合或者数组中的每一个元素
  13. //3,list就是要遍历的集合或者数组
  14. for(String str : list){
  15. System.out.println(str);
  16. }
  17. }
  18. }

lambda表达式遍历

  1. package com.itheima.a01mycollection;
  2. import java.util.ArrayList;
  3. import java.util.Collection;
  4. public class CollectionDemo7 {
  5. public static void main(String[] args) {
  6. /*
  7. lambda表达式遍历:
  8. default void forEach(Consumer<? super T> action):
  9. */
  10. //1.创建集合并添加元素
  11. Collection<String> coll = new ArrayList<>();
  12. coll.add("zhangsan");
  13. coll.add("lisi");
  14. coll.add("wangwu");
  15. //2.利用匿名内部类的形式
  16. //底层原理:
  17. //其实也会自己遍历集合,依次得到每一个元素
  18. //把得到的每一个元素,传递给下面的accept方法
  19. //s依次表示集合中的每一个数据
  20. /* coll.forEach(new Consumer<String>() {
  21. @Override
  22. public void accept(String s) {
  23. System.out.println(s);
  24. }
  25. });*/
  26. //lambda表达式
  27. coll.forEach(s -> System.out.println(s));
  28. }
  29. }

List集合的特有方法

  • List集合的特点
    • 存取有序
    • 可以重复
    • 有索引
  • 方法介绍 | 方法名 | 描述 | | —- | —- | | void add(int index,E element) | 在此集合中的指定位置插入指定的元素 | | E remove(int index) | 删除指定索引处的元素,返回被删除的元素 | | E set(int index,E element) | 修改指定索引处的元素,返回被修改的元素 | | E get(int index) | 返回指定索引处的元素 |

  • 示例代码

    1. public class MyListDemo {
    2. public static void main(String[] args) {
    3. List<String> list = new ArrayList<>();
    4. list.add("aaa");
    5. list.add("bbb");
    6. list.add("ccc");
    7. //method1(list);
    8. //method2(list);
    9. //method3(list);
    10. //method4(list);
    11. }
    12. private static void method4(List<String> list) {
    13. // E get(int index) 返回指定索引处的元素
    14. String s = list.get(0);
    15. System.out.println(s);
    16. }
    17. private static void method3(List<String> list) {
    18. // E set(int index,E element) 修改指定索引处的元素,返回被修改的元素
    19. //被替换的那个元素,在集合中就不存在了.
    20. String result = list.set(0, "qqq");
    21. System.out.println(result);
    22. System.out.println(list);
    23. }
    24. private static void method2(List<String> list) {
    25. // E remove(int index) 删除指定索引处的元素,返回被删除的元素
    26. //在List集合中有两个删除的方法
    27. //第一个 删除指定的元素,返回值表示当前元素是否删除成功
    28. //第二个 删除指定索引的元素,返回值表示实际删除的元素
    29. String s = list.remove(0);
    30. System.out.println(s);
    31. System.out.println(list);
    32. }
    33. private static void method1(List<String> list) {
    34. // void add(int index,E element) 在此集合中的指定位置插入指定的元素
    35. //原来位置上的元素往后挪一个索引.
    36. list.add(0,"qqq");
    37. System.out.println(list);
    38. }
    39. }

    List集合的实现类

    List集合子类的特点

  • ArrayList集合 底层是数组结构实现,查询快、增删慢

  • LinkedList集合 底层是链表结构实现,查询慢、增删快

LinkedList集合的特有功能

  • 特有方法 | 方法名 | 说明 | | —- | —- | | public void addFirst(E e) | 在该列表开头插入指定的元素 | | public void addLast(E e) | 将指定的元素追加到此列表的末尾 | | public E getFirst() | 返回此列表中的第一个元素 | | public E getLast() | 返回此列表中的最后一个元素 | | public E removeFirst() | 从此列表中删除并返回第一个元素 | | public E removeLast() | 从此列表中删除并返回最后一个元素 |
  1. public class MyLinkedListDemo4 {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
  4. list.add("aaa");
  5. list.add("bbb");
  6. list.add("ccc");
  7. // public void addFirst(E e) 在该列表开头插入指定的元素
  8. //method1(list);
  9. // public void addLast(E e) 将指定的元素追加到此列表的末尾
  10. //method2(list);
  11. // public E getFirst() 返回此列表中的第一个元素
  12. // public E getLast() 返回此列表中的最后一个元素
  13. //method3(list);
  14. // public E removeFirst() 从此列表中删除并返回第一个元素
  15. // public E removeLast() 从此列表中删除并返回最后一个元素
  16. //method4(list);
  17. }
  18. private static void method4(LinkedList<String> list) {
  19. String first = list.removeFirst();
  20. System.out.println(first);
  21. String last = list.removeLast();
  22. System.out.println(last);
  23. System.out.println(list);
  24. }
  25. private static void method3(LinkedList<String> list) {
  26. String first = list.getFirst();
  27. String last = list.getLast();
  28. System.out.println(first);
  29. System.out.println(last);
  30. }
  31. private static void method2(LinkedList<String> list) {
  32. list.addLast("www");
  33. System.out.println(list);
  34. }
  35. private static void method1(LinkedList<String> list) {
  36. list.addFirst("qqq");
  37. System.out.println(list);
  38. }
  39. }

Set集合

特点

  • 不可以存储重复元素
  • 没有索引,不能使用普通for循环遍历

Set集合的使用

  1. public class MySet1 {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. //创建集合对象
  4. Set<String> set = new TreeSet<>();
  5. //添加元素
  6. set.add("ccc");
  7. set.add("aaa");
  8. set.add("aaa");
  9. set.add("bbb");
  10. // for (int i = 0; i < set.size(); i++) {
  11. // //Set集合是没有索引的,所以不能使用通过索引获取元素的方法
  12. // }
  13. //遍历集合
  14. Iterator<String> it = set.iterator();
  15. while (it.hasNext()){
  16. String s = it.next();
  17. System.out.println(s);
  18. }
  19. System.out.println("-----------------------------------");
  20. for (String s : set) {
  21. System.out.println(s);
  22. }
  23. }
  24. }

TreeSet集合

TreeSet集合概述和特点

  • 不可以存储重复元素
  • 没有索引
  • 可以将元素按照规则进行排序

    • TreeSet():根据其元素的自然排序进行排序
    • TreeSet(Comparator comparator) :根据指定的比较器进行排序

      TreeSet集合基本使用
      1. public class TreeSetDemo01 {
      2. public static void main(String[] args) {
      3. //创建集合对象
      4. TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();
      5. //添加元素
      6. ts.add(10);
      7. ts.add(40);
      8. ts.add(30);
      9. ts.add(50);
      10. ts.add(20);
      11. ts.add(30);
      12. //遍历集合
      13. for(Integer i : ts) {
      14. System.out.println(i);
      15. }
      16. }
      17. }

      自然排序Comparable的使用
  • 案例需求

    • 存储学生对象并遍历,创建TreeSet集合使用无参构造方法
    • 要求:按照年龄从小到大排序,年龄相同时,按照姓名的字母顺序排序
  • 实现步骤

    1. 使用空参构造创建TreeSet集合
      • 用TreeSet集合存储自定义对象,无参构造方法使用的是自然排序对元素进行排序的
    2. 自定义的Student类实现Comparable接口
      • 自然排序,就是让元素所属的类实现Comparable接口,重写compareTo(T o)方法
    3. 重写接口中的compareTo方法

      • 重写方法时,一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写 ```java public class Student implements Comparable{ 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 String toString() { return “Student{“ +

      1. "name='" + name + '\'' +
      2. ", age=" + age +
      3. '}';

      }

      @Override public int compareTo(Student o) { //按照对象的年龄进行排序 //主要判断条件: 按照年龄从小到大排序 int result = this.age - o.age; //次要判断条件: 年龄相同时,按照姓名的字母顺序排序 result = result == 0 ? this.name.compareTo(o.getName()) : result; return result; } }

      1. ```java
      2. public class MyTreeSet2 {
      3. public static void main(String[] args) {
      4. //创建集合对象
      5. TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>();
      6. //创建学生对象
      7. Student s1 = new Student("zhangsan",28);
      8. Student s2 = new Student("lisi",27);
      9. Student s3 = new Student("wangwu",29);
      10. Student s4 = new Student("zhaoliu",28);
      11. Student s5 = new Student("qianqi",30);
      12. //把学生添加到集合
      13. ts.add(s1);
      14. ts.add(s2);
      15. ts.add(s3);
      16. ts.add(s4);
      17. ts.add(s5);
      18. //遍历集合
      19. for (Student student : ts) {
      20. System.out.println(student);
      21. }
      22. }
      23. }

      TreeSet添加数据的过程.png

      比较器排序Comparator的使用
  • 案例需求

    • 存储老师对象并遍历,创建TreeSet集合使用带参构造方法
    • 要求:按照年龄从小到大排序,年龄相同时,按照姓名的字母顺序排序
  • 实现步骤
    • 用TreeSet集合存储自定义对象,带参构造方法使用的是比较器排序对元素进行排序的
    • 比较器排序,就是让集合构造方法接收Comparator的实现类对象,重写compare(T o1,T o2)方法
    • 重写方法时,一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
  • 代码实现

    1. public class Teacher {
    2. private String name;
    3. private int age;
    4. public Teacher() {
    5. }
    6. public Teacher(String name, int age) {
    7. this.name = name;
    8. this.age = age;
    9. }
    10. public String getName() {
    11. return name;
    12. }
    13. public void setName(String name) {
    14. this.name = name;
    15. }
    16. public int getAge() {
    17. return age;
    18. }
    19. public void setAge(int age) {
    20. this.age = age;
    21. }
    22. @Override
    23. public String toString() {
    24. return "Teacher{" +
    25. "name='" + name + '\'' +
    26. ", age=" + age +
    27. '}';
    28. }
    29. }
    1. public class MyTreeSet4 {
    2. public static void main(String[] args) {
    3. //创建集合对象
    4. TreeSet<Teacher> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Teacher>() {
    5. @Override
    6. public int compare(Teacher o1, Teacher o2) {
    7. //o1表示现在要存入的那个元素
    8. //o2表示已经存入到集合中的元素
    9. //主要条件
    10. int result = o1.getAge() - o2.getAge();
    11. //次要条件
    12. result = result == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : result;
    13. return result;
    14. }
    15. });
    16. //创建老师对象
    17. Teacher t1 = new Teacher("zhangsan",23);
    18. Teacher t2 = new Teacher("lisi",22);
    19. Teacher t3 = new Teacher("wangwu",24);
    20. Teacher t4 = new Teacher("zhaoliu",24);
    21. //把老师添加到集合
    22. ts.add(t1);
    23. ts.add(t2);
    24. ts.add(t3);
    25. ts.add(t4);
    26. //遍历集合
    27. for (Teacher teacher : ts) {
    28. System.out.println(teacher);
    29. }
    30. }
    31. }

    比较

  • 两种比较方式小结

    • 自然排序: 自定义类实现Comparable接口,重写compareTo方法,根据返回值进行排序
    • 比较器排序: 创建TreeSet对象的时候传递Comparator的实现类对象,重写compare方法,根据返回值进行排序
    • 在使用的时候,默认使用自然排序,当自然排序不满足现在的需求时,必须使用比较器排序
  • 两种方式中关于返回值的规则

    • 如果返回值为负数,表示当前存入的元素是较小值,存左边
    • 如果返回值为0,表示当前存入的元素跟集合中元素重复了,不存
    • 如果返回值为正数,表示当前存入的元素是较大值,存右边

      HashSet

  • 底层数据结构是哈希表

  • 存取无序
  • 不可以存储重复元素
  • 没有索引,不能使用普通for循环遍历

    1. public class HashSetDemo {
    2. public static void main(String[] args) {
    3. //创建集合对象
    4. HashSet<String> set = new HashSet<String>();
    5. //添加元素
    6. set.add("hello");
    7. set.add("world");
    8. set.add("java");
    9. //不包含重复元素的集合
    10. set.add("world");
    11. //遍历
    12. for(String s : set) {
    13. System.out.println(s);
    14. }
    15. }
    16. }
  • 案例需求

    • 创建一个存储学生对象的集合,存储多个学生对象,使用程序实现在控制台遍历该集合
    • 要求:学生对象的成员变量值相同,我们就认为是同一个对象
  • 代码实现

    1. public class Student {
    2. private String name;
    3. private int age;
    4. public Student() {
    5. }
    6. public Student(String name, int age) {
    7. this.name = name;
    8. this.age = age;
    9. }
    10. public String getName() {
    11. return name;
    12. }
    13. public void setName(String name) {
    14. this.name = name;
    15. }
    16. public int getAge() {
    17. return age;
    18. }
    19. public void setAge(int age) {
    20. this.age = age;
    21. }
    22. @Override
    23. public boolean equals(Object o) {
    24. if (this == o) return true;
    25. if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
    26. Student student = (Student) o;
    27. if (age != student.age) return false;
    28. return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;
    29. }
    30. @Override
    31. public int hashCode() {
    32. int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
    33. result = 31 * result + age;
    34. return result;
    35. }
    36. }
    1. public class HashSetDemo02 {
    2. public static void main(String[] args) {
    3. //创建HashSet集合对象
    4. HashSet<Student> hs = new HashSet<Student>();
    5. //创建学生对象
    6. Student s1 = new Student("林青霞", 30);
    7. Student s2 = new Student("张曼玉", 35);
    8. Student s3 = new Student("王祖贤", 33);
    9. Student s4 = new Student("王祖贤", 33);
    10. //把学生添加到集合
    11. hs.add(s1);
    12. hs.add(s2);
    13. hs.add(s3);
    14. hs.add(s4);
    15. //遍历集合(增强for)
    16. for (Student s : hs) {
    17. System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
    18. }
    19. }
    20. }
  • 总结 HashSet集合存储自定义类型元素,要想实现元素的唯一,要求必须重写hashCode方法和equals方法