导学
在现实生活中,我们一直在接触集合的概念,比如体育课上老师会喊集合!在数学中也会有着集合的概念。那么在Java中,集合是一个什么样的概念呢?
Java中的集合是工具类,可以存储任意数量的具有共同属性的对象
其实在某种程度上而言,集合和数组有着很大的相似之处。但为什么不使用数组,而用集合呢?这是因为数组的长度是固定的,而集合的长度可以动态变化。
用数组存储固定长度的数据,用集合存储动态变化的数据
所以,集合的应用场景有哪些呢:
- 无法预测存储数据的数量(集合解决动态问题,数组解决静态问题)
- 同时存储具有一对一关系的数据
- 需要进行数据的增删改查
-
集合框架体系
Collection:存储类的对象Collection有三个子接口,List(序列)、Queue(队列)、Set(集)
- List:(序列) 有序的、允许重复的 主要实现类:ArrayList:长度动态增长的数组
- Queue:(队列) 有序的、允许重复的 主要实现类:LinkedList:链表的内容
- Set:(集)无序的、不允许重复的 主要实现类:HashSet:哈希集
- Map:键值对内容什么是键值对:比如学生都有对应的学号,通过学号就可以指向某个具体的学生。
- Map实现类HashMap(哈希表的意思,存储以键值对表示的形式)
List集合
List
是元素有序并且可以重复的集合,称为序列。List
可以精确地控制每个元素的插入位置,或删除某个位置的元素。List
的两个主要实现类:ArrayList
和LinkedList
,本节课主要讲解ArrayList
,这是因为ArrayList
使用的比较多,而且ArrayList
和LinkedList
这两个实现类中的方法几乎都是相同的。ArrayList
底层是由数组实现的,长度动态增长。ArrayList
中的元素可以为null且可以有多个。在列表尾部插入或删除数据非常有效,但是在中间则需要进行大量的数组复制,耗费较多资源。所以更适合查找和更新元素。Collection
接口和List
接口中方法:
- Map实现类HashMap(哈希表的意思,存储以键值对表示的形式)
方法 | 作用 |
---|---|
add(E e) |
将元素添加到集合中 |
clear() |
清空集合中的元素 |
contains(Object o) |
判断集合中是否存在参数 |
isEmpty() |
判断集合中是否存在元素 |
iterator() |
迭代器方法,可用于集合遍历 |
remove(Object o) |
移除集合中的某个元素 |
size() |
返回集合中元素的数量 |
toArray() |
用于将集合转变为数组 |
get(int index) |
返回集合中指定位置处的元素 |
indexOf(Object o) |
返回某个对象在集合中第一次出现的位置 |
sort(Comparator<? super E> c) |
集合排序方法 |
实现类ArrayList
中构造器及方法:
构造器和方法 | 作用 |
---|---|
ArrayList() | 创建初始容量为十的列表 |
ArrayList(Collection<? extends E) c) | 利用一个已经存在的集合去创建集合 |
ArrayList(int length) | 创建一个指定初始容量的列表 |
toArray() | 将集合转变为数组 |
简单List
集合应用
案例:利用List存储编程语言名称并输出
存储内容:Java,C,C++,Go,Swift
/
ArrayList
特点:有序 可重复
新增
- add(obj) 依次插入
- add(index,obj) 往指定索引位置插入
- addAll(collection) 合并两个list
- addAll(index,collection) 往指定索引位置插入list
查找
- contains(Object o) 是否包含元素
- indexOf(Object o) 获取元素索引
删除
- clear() 清空list
- remove(int index) 删除指定索引位置的元素
- remove(Object o) 删除指定元素
修改
- set(int index,E element) 替换指定位置元素
/
迭代器删除元素
Iterator
while(it.hasNext()) {
String next = it.next();
if(“element”.equals(next)) {
it.remove();
}
}
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ListDemo1 {
public static void main(String[] args) {
//有序 可重复
/*
ArrayList
特点:有序 可重复
新增
- add(obj) 依次插入
- add(index,obj) 往指定索引位置插入
- addAll(collection) 合并两个list
- addAll(index,collection) 往指定索引位置插入list
查找
- contains(Object o) 是否包含元素
- indexOf(Object o) 获取元素索引
删除
- clear() 清空list
- remove(int index) 删除指定索引位置的元素
- remove(Object o) 删除指定元素
修改
- set(int index,E element) 替换指定位置元素
*/
//<String>泛型,list里面只能存放String类型的数据
//List<String> list = new ArrayList<>();
List list = new ArrayList();
list.add("Java");
list.add("C");
list.add("C++");
list.add("Go");
list.add("Swift");
//输出列表中元素的个数
System.out.println("列表中元素的个数为:" + list.size());
//遍历输出所有的集合元素
System.out.println("*****************************");
for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.print(list.get(i) + ",");
}
//移除列表中的C++
System.out.println("\n*****************************");
//list.remove(2);
list.remove("C++");
System.out.println("移除列表中的C++元素后,集合元素为:");
for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.print(list.get(i) + ",");
}
}
}
List
集合案例
案例:公告管理
需求:(增删改查)
- 公告的添加与显示
- 在指定位置处插入公告
- 删除公告
- 修改公告
任务:
- 创建公告类
- 公告类属性:编号 id,标题 title,创建人 creater,创建时间createTime
- 公告类方法:构造方法,对应get set方法
package com.ntdodoke.set;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.List;
public class NoticeTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建三条公告
Notice no1 = new Notice(1, "欢迎来到渡课学习Java", "管理员", new Date());
Notice no2 = new Notice(2, "请同学按时提交作业", "老师", new Date());
Notice no3 = new Notice(3, "考勤通知", "班主任", new Date());
// 添加公告
List list = new ArrayList();
list.add(no1);
list.add(no2);
list.add(no3);
// 显示公告
System.out.println("公告的内容为:");
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.println(i + 1 + ":" + ((Notice) (list.get(i))).getTitle());
}
System.out.println("******************************");
// 在第一条公告后面添加一条新公告
Notice no4 = new Notice(4, "线上学习可以进行啦", "管理员", new Date());
list.add(1, no4);
// 显示公告
System.out.println("公告的内容为:");
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.println(i + 1 + ":" + ((Notice) (list.get(i))).getTitle());
}
System.out.println("******************************");
// 删除按时完成作业公告
list.remove(2);
// 显示公告
System.out.println("删除后公告的内容为:");
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.println(i + 1 + ":" + ((Notice) (list.get(i))).getTitle());
}
System.out.println("******************************");
// 将线上学习可以进行啦改为Java线上学习可以开始啦
// 修改第二条公告中的title的值
no4.setTitle("Java线上学习可以开始啦");
list.set(1, no4);// 使用新对象替换对应索引的旧对象
// 显示公告
System.out.println("修改后公告的内容为:");
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.println(i + 1 + ":" + ((Notice) (list.get(i))).getTitle());
}
}
}
Set集合
Set
中元素无序且不可以重复,称为集。HashSet
是Set
的一个重要实现类,称为哈希集。HashSet
中的元素无序且不可以重复,HashSet
中只允许一个null
元素。HashSet
底层是HashMap
实现。HashSet
具有良好的存取和查找性能,所以适合存取和查找的情况。
HashSet 类是按照哈希算法来存储集合中的元素,使用哈希算法可以提高集合元素的存储速度,当向 Set 集合中添加一个元素时,HashSet 会调用该元素的 hashCode() 方法,获取其哈希码,然后根据这个哈希码计算出该元素在集合中的存储位置。
Set接口和其实现类中的方法与之前List集合比较类似,所以本节课,不再过多介绍,结合jdk学习。简单
案例:利用HashSet存储多个表示颜色的英文单词,并输出。Set
集合应用
单词:bule,red,black,yellow,white
说明:当调用add(Object)
方法时候,首先会调用Object
的hashCode
方法判断hashCode
是否已经存在,如不存在则直接插入元素;如果已存在则调用Object
对象的equals()
方法判断是否返回true
,如果为true
则说明元素已经存在,如为false
则插入元素。HashSet
是借助HashMap
来实现的,利用HashMap
中Key
的唯一性,来保证HashSet
中不出现重复值。
/
HashSet
特点:无序的 不可以有重复元素[最多只能有一个null]
新增
- add()
查找
- contains(Object o)
删除
- remove(Object o)
/
package com.ntdodoke.set;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
public class WordDemo {
public static void main(String[] args) {
/*
HashSet
特点:无序的 不可以有重复元素[最多只能有一个null]
新增
- add()
查找
- contains(Object o)
删除
- remove(Object o)
修改
*/
// 将单词添加到集合中
Set set = new HashSet();
set.add("blue");
set.add("red");
set.add("black");
set.add("yellow");
set.add("white");
// 显示集合的内容
System.out.println("集合中的元素为:");
// 在Set集合中没有取元素的方法
// 获取迭代器接口
Iterator it = set.iterator();
// 遍历迭代器并输出元素
while (it.hasNext()) {
System.out.print(it.next() + " ");
}
// 在集合中插入新的单词
set.add("green");
set.add("green");// 没有报错
System.out.println("\n插入重复元素后的输出结果为:");
it = set.iterator();
// 遍历迭代器并输出元素
while (it.hasNext()) {
//向HashSet()中插入重复元素不会报错,因为系统并不会把重复元素插入到集合中.
System.out.print(it.next() + " ");
}
}
}
Set接口、HashSet类中都没有显示元素的get方法,要想显示元素:
1、Iterator(迭代器):Iterator接口可以以统一的方式对各种集合元素进行遍历,
2、hasNext()方法检测集合中是否还有下一关元素,它的返回值是boolean类型。
3、next()方法返回集合中的下一个元素,返回Object类型的对象。
换言之,元素存贮在迭代器中,再通过遍历迭代器来遍历存贮在迭代器中的元素,然后通过hasNext()
判断迭代器中是否还有下一个元素,返回ture
时再通过next()
方法打印出集合中所有元素。
Set集合案例
案例:宠物猫信息管理
需求:(增删改查)
- 添加和显示宠物猫的信息
- 查找某只宠物猫的信息并输出
- 修改宠物猫的信息
- 删除宠物猫的信息
任务:宠物猫类
- 属性:名字 name,月份 month,品种 species
- 方法:构造方法,get set方法,其他方法
说明:
HashSet中,是无法添加相同的对象的。所以这里要注意,什么是相同的对象了。
问:用相同的属性对对象进行初始化,它们是相同的对象吗?如:
Cat cat1 = new Cat(“花花”, 12, “英国短毛猫”);
Cat cat2 = new Cat(“花花”, 12, “英国短毛猫”);
答:不是。
所以这样的两个对象,是可以加入的HashSet中的。这往往与我们的期望是不符的,我们认为他们应该是”相同的”,不应该重复加入。
程序是通过调用hashCode和equals两个方法来判断对象是否相等的。
所以,对于上面提到的问题,我们可以通过重写这两个方法来实现我们需求。
equals方法思路:1)先判断对象是否相等,相等返回true,不用继续比较属性;2)判断obj是否为目标类的对象,若是则通过强制类型转换为目标类对象后继续比较属性值是否相同;3)以上都不满足则返回false:
package com.ntdodoke.set;
public class Cat {
private String name;
private int month;
private String species;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getMonth() {
return month;
}
public void setMonth(int month) {
this.month = month;
}
public String getSpecies() {
return species;
}
public void setSpecies(String species) {
this.species = species;
}
public Cat(String name, int month, String species) {
super();
this.name = name;
this.month = month;
this.species = species;
}
public Cat() {
super();
}
@Override
public String toString() {
return "Cat [姓名=" + name + ", 月份=" + month + ", 品种=" + species + "]";
}
@Override
public int hashCode() {
final int prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + month;
result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
result = prime * result + ((species == null) ? 0 : species.hashCode());
return result;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj) {
return true;
}
if (obj.getClass() == Cat.class) {
Cat cat = (Cat)obj;
return cat.getName().equals(this.getName()) && (cat.getMonth() == this.getMonth()) && cat.getSpecies().equals(this.getSpecies());
} else {
return false;
}
}
}
package com.ntdodoke.set;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
public class CatTest {
public static void main(String[] args) {
// 定义宠物猫对象
Cat huahua = new Cat("花花", 12, "英短");
Cat fanfan = new Cat("凡凡", 3, "中华田园猫");
// 将对象放入HashSet
Set<Cat> set = new HashSet<Cat>();
set.add(huahua);
set.add(fanfan);
// 显示元素信息
Iterator<Cat> it = set.iterator();
while (it.hasNext()) {
// System.out.println(((Cat)(it.next())).getName());
System.out.println(it.next());
}
// 再添加一个与花花属性一致的猫
Cat huahua2 = new Cat("花花", 12, "英短");
set.add(huahua2);
System.out.println("*****************************");
System.out.println("添加重复数据后集合的元素为:");// 如果没有重写hashCode和equals方法,会怎样
it = set.iterator();
while(it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
// 重新插入一个新的宠物猫信息
Cat huahua3 = new Cat("花花2代", 2, "英短");
set.add(huahua3);
System.out.println("添加花花二代后的集合元素为:");
it = set.iterator();
while(it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
// 在集合中查找花花的信息,并输出
System.out.println("*****************************");
if(set.contains(huahua)) {
System.out.println("花花找到了");
System.out.println(huahua);
} else {
System.out.println("花花没找到");
}
// 使用名字查找
System.out.println("*****************************");
System.out.println("通过名字查找");
boolean flag = false;
Cat c = null;
it = set.iterator();
while(it.hasNext()) {
c = (Cat) it.next();
if (c.getName().equals("花花")) {
flag = true;// 找到了
break;
}
}
if(flag) {
System.out.println("花花找到了");
System.out.println(c);
} else {
System.out.println("花花没找到");
}
/**
* 查找元素
* 1、直接通过对象查找,使用contains方法
* 2、通过属性查找,遍历集合中所有对象,并使用get方法结合equals方法来寻找符合条件的对象
* 注意每次重新使用迭代器都需重置迭代器,否则迭代器会一直指向末尾
*/
//删除花花二代的信息,并重新输出
for(Cat cat : set) {
if("花花2代".equals(cat.getName())) {
set.remove(cat);
}
}
System.out.println("**************************");
System.out.println("删除花花二代后的数据为:");
for(Cat cat : set) {
System.out.println(cat);
}
//删除集合中的所有宠物猫信息
System.out.println("删除所有集合后的信息:");
boolean flag2 = set.removeAll(set);
if(set.isEmpty()){
System.out.println("都被删除了");
} else {
System.out.println("猫还在");
}
//如果不删除花花二代,而是删除花花呢?
set.add(huahua);
set.add(fanfan);
set.add(huahua3);
/*for(Cat cat : set) {
if("花花".equals(cat.getName())) {
set.remove(cat);
//break;
}
}
System.out.println("**************************");
System.out.println("删除花花二代后的数据为:");
for(Cat cat : set) {
System.out.println(cat);
}*/
it = set.iterator();
while(it.hasNext()) {
Cat cat = it.next();
if("花花".equals(cat.getName())) {
it.remove();//利用迭代器删除
}
}
System.out.println("**************************");
System.out.println("删除花花后的数据为:");
for(Cat cat : set) {
System.out.println(cat);
}
}
}
总结:
- 泛型消除了安全隐患,不需要强制类型转换。另外使用泛型后,还可以使用增强型for循环来遍历集合。
- 集合(包括List,Set,Map)在读取数据的时候(通过循环遍历)删除数据要注意,如果删除数据后继续遍历了,则会报错,因为此时集合结构已经改变了。可以在删除指定的数据后马上break跳出遍历循环,就不会报错了。注意如果是删除的最后一个数据那么不会报错,因为不会再继续遍历了。
注意以上情况是针对删除一条数据的情况,如果要删除多条数据,可以使用removeAll()方法。例如:
有一个set集,想要删除其中2条满足情况的数据,可以先遍历这个set,在遍历的过程中,向新集set2中添加满足情况的数据。然后set.removeAll(set2); 就可以了。注意set.removeAll(set); 是删除set集自己中的所有元素。 - 集合中元素的删除主要还是依靠迭代器的remove()方法
Map集合
Map
- Map中的数据是以键值对(key-value)的形式存储的;
- key-value以Entry类型的对象实例存在;
- 可以通过key值快速地查找value;
- 一个映射不能包含重复的键;
- 每个键最对只能映射到一个值。
HashMap实现类
- 基于哈希表的Map接口的实现;
- 允许使用null值和null键;
- key值不允许重复;
- HashMap中的Entry对象是无序排列的。
简单Map
集合应用
案例:完成一个类似字典的功能
- 将单词以及单词的注释存储到
HashMap
中 - 显示
HashMap
中的内容 - 查找某个单词的注释并显示
/
HashMap
特点:键值对 所有key是一个set集合
entrySet()获取所有key集合 keySet() values()
新增
- put(K key,V value)
- putAll(Map<?extends K,? extends V> m)
查找
- containsKey(Object key)
- containsValue(Object value)
- get(Object key)
删除
- remove(Object key)
- remove(Object key,Object value)
修改
- replace(K key,V value)
/
/
Set
//获取map里面所有key的value值
//方法一
for(String key : keys){
System.out.print(map.get(key));
}
//方法二
Interator
while(it.hasNext()){
String next = it.next();
System.out.print(map.get(next));
}
package com.ntdodoke.set;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.Scanner;
import java.util.Set;
public class DictionaryDemo {
public static void main(String[] args) {
/*
HashMap
特点:键值对 所有key是一个set集合
entrySet()获取所有key集合 keySet() values()
新增
- put(K key,V value)
- putAll(Map<?extends K,? extends V> m)
查找
- containsKey(Object key)
- containsValue(Object value)
- get(Object key)
删除
- remove(Object key)
- remove(Object key,Object value)
修改
- replace(K key,V value)
*/
/*
Set<String> keys = map.keySrt();//获取到map的所有key的集合
//获取map里面所有key的value值
//方法一
for(String key : keys){
System.out.print(map.get(key));
}
//方法二
Interator<String> it = keys.iterator();
while(it.hasNext()){
String next = it.next();
System.out.print(map.get(next));
}
*/
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
System.out.println("请输入三组单词对应的注释,并存放到HashMap中");
Scanner sc = new Scanner(System.in);
int i = 0;
while (i < 3) {
System.out.println("请输入key值(单词):");
String key = sc.next();
System.out.println("请输入value值(注释):");
String value = sc.next();
// 向map集合中添加元素
map.put(key, value);
i++;
}
// 打印输出value的值(直接使用迭代器)
System.out.println("**********************************");
System.out.println("使用迭代器输出所有的value");
// 利用values()方法返回map中值的集合
Iterator<String> it = map.values().iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.print(it.next() + " ");
}
System.out.println("\n**********************************");
// 打印输出key和value的值
// 通过entrySet()方法
System.out.println("通过entrySet()方法得到key-value值");
Set<Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
System.out.print(entry.getKey() + "-");
System.out.println(entry.getValue());
}
// 打印输出value的值(使用keySet())
System.out.println("**********************************");
System.out.println("通过keySet()方法得到key值");
Set<String> keySet = map.keySet();
for(String str : keySet) {
System.out.print(str + "-");
//利用get()获取集合中对应key的value值
System.out.println(map.get(str));
}
System.out.println("**********************************");
System.out.println("请输入要查找的单词:");
//通过单词找到注释并输出
//使用keySet()方法
String searchKey = sc.next();
//1. 取得keySet
Set<String> keySet1 = map.keySet();
//2. 遍历keySet
for(String key:keySet1) {
System.out.println(key);
if(searchKey.equals(key)) {
System.out.println("找到了!"+"键值对:"+key+"-"+map.get(key));
break;
}
}
}
}
Map
集合案例
案例:商品信息管理
需求:
- 使用HashMap对商品信息进行管理
- 其中key为商品编号,value为商品对象
- 对HashMap中的商品对象进行增,删,改,查操作
任务:
- 属性:商品编号 id, 商品名称 name, 商品价格 price
方法:构造方法、get/set方法、其他方法
import java.util.HashMap;
import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;
public class GoodsTest {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
//定义商品对象并保存到HashMap中
Map<String,Goods> map = new HashMap<String,Goods>();
System.out.println("请输入三条商品信息");
int i = 0;
while(i < 3) {
System.out.println("请输入第" + (i + 1) + "条商品信息");
System.out.println("请输入商品编号");
String id = sc.next();
//防止商品编号重复
if(map.containsKey(id)) {
System.out.println("该商品编号已经存在,请重新输入!");
continue;
}
System.out.println("请输入商品名称");
String name = sc.next();
System.out.println("请输入商品价格");
double price = 0;
try {
price = sc.nextDouble();
}catch(InputMismatchException e) {
System.out.println("商品价格格式不正确,请重新输入!");
sc.next();
i--;
continue;
}
Goods goods = new Goods(id,name,price);
map.put(id,goods);
i++;
}
//遍历map,输出商品信息
System.out.println("商品的全部信息为:");
Iterator it = map.values().iterator();
while(it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
//删除一条商品信息
System.out.println("请输入售罄商品编号:");
while(true) {
String nid = sc.next();
if(map.containsKey(nid)) {
map.remove(nid);
break;
} else {
System.out.println("不存在该商品编号,请重新输入!");
}
}
System.out.println("清空售罄商品后的全部信息为:");
it = map.values().iterator();
while(it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
}
}