Java入门第三季 常用工具类之集合框架

接上篇Java入门第三季 常用工具类

Java 中的集合框架（上）

Java中的集合类：是一种工具类，就像是容器，储存任意数量的具有共同属性的对象
集合的作用

• 在类的内部，对数据进行组织
• 简单而快速的搜索大数量的条目
• 有的集合接口，提供了一系列排列有序的元素，并且可以在序列中间快速的插入或者删除有关元素
• 有的集合接口，提供了映射关系，可以通过关键字（key）去快速查找对应的唯一对象，而这个关键字可以是任意类型

与数组的对比

1. 数组的长度固定，集合长度可变
2. 数组只能通过下标访问元素，类型固定，而有的集合可以通过任意类型查找所映射的具体对象

Java中的集合

接口	别称	说明	实现类
List接口	序列	存储元素排列有序且可重复。	实现类:1、ArrayList，数组序列；2、LinkedList，链表。
Queue接口	队列	存储元素排列有序且可重复。主要用于存储数据，而不是处理数据	实现类：LinkedList，链表。
Set接口	集	存储元素无序且不可重复。重复添加对象，只会保留一个对象（的引用），且保留的是第一次添加的那一个	实现类：HashSet，哈希集。
Map接口		内部以两个对象（任意类型）为一个映射去存储数据，这一个映射就是Entry类（Map的内部类）的实例。	实现类:hashMap，哈希表。

其中ArrayList 、 HashSet、 HashMap使用频率最高

各集合的比较详解java集合框架
实现集合接口的类一般遵循<实现方式>+<接口>的命名方式

Collection接口&List接口简介

List接口及其实现类——ArrayList
List可以精确的控制每个元素的插入位置，或删除某个位置元素
ArrayList底层是由数组实现的

vector与ArrayList区别

集合类	同步性	数据增长
vector	同步（线程安全）【大数据量】	缺省情况下自动增长原来一倍的数组长度
ArrayList	异步（线程不安全）【效率高】	原来的50%

学生选课

//用于存放备选课程的List
public List coursesToSelect;
//无参的构造方法    
//List是一个接口，不能直接new List，而应该使用ArrayList或者LinkedList（实现了List接口）来实例化
public ListTest() {
    this.coursesToSelect = new ArrayList();
}

实例化：创建一个类的实例，也即一个对象（在内存中分配地址和空间）
初始化：为各类成员赋予初始值

4种形式添加（课程对象）

//创建一个课程对象，并通过调用add方法，添加到备选课程List中
Course cr1 = new Course("1" , "数据结构");//有参的构造方法
coursesToSelect.add(cr1);//从第0位开始存
//1、对象存入集合都会变成Object类型，取出时需要类型转换
Course temp = (Course) coursesToSelect.get(0);
//2、集合.add(索引位置, 添加的对象);
//会把原来最初0位的cr1给挤下去，变成第一位，而cr2变成最初第0位【不是覆盖】
coursesToSelect.add(0, cr2);

//数组形式添加
Course[] course = {new Course("3", "离散数学"), new Course("4", "汇编语言")};
coursesToSelect.addAll(Arrays.asList(course));//3、将数组转化为List对象

//数组 带有索引位置的添加
Course[] course2 = {new Course("5", "高等数学"), new Course("6", "大学英语")};
coursesToSelect.addAll(2, Arrays.asList(course2));

迭代器只用来遍历集合中的元素，本身不具备任何存储元素【迭代器依赖于某个集合而存在的】不能独立存在

//通过集合的iterator方法，取得迭代器的实例
Iterator<Course> it = coursesToSelect.iterator();
System.out.println("有如下课程待选(通过迭代器访问)：");
while(it.hasNext()) {
    Course cr = it.next();
    System.out.println("课程：" + cr.id + ":" + cr.name);
}
//通过foreach形式
for (Object obj : coursesToSelect) {
    Course cr = (Course) obj;
    System.out.println("课程：" + cr.id + ":" + cr.name);
}

应用泛型管理课程

应用泛型管理课程1
集合中的元素，可以是任意类型的对象（对象的引用）
如果把某个对象放入集合，则会忽略他的类型，而把他当做object处理
泛型则是规定了某个集合只可以存放特定类型的对象
会在编译期间进行类型检查【泛型集合中，不能添加泛型规定的类型及其【子类型】以外的对象，否则会报错！】【泛型集合可以添加泛型的子类型的对象实例】
可以直接按指定类型获取集合元素
应用泛型管理课程2
1、泛型集合中的限定类型不能使用基本数据类型
2、可以通过使用包装类限定允许存入的基本数据类型

基本类型必须使用包装类作为泛型！

通过set集合管理课程

Set接口及其实现类——HashSet

• Set是元素无序并且不可重复的集合，被称为集
• HashSet——哈希集，是Set的一个重要实现类

//Student类里
public Set<Course> courses;
//有参构造器
public Student(String id, String name) {
    this.id = id;
    this.name = name;
    this.courses = new HashSet<Course>();
}

1、Set没有像List中set()方法一样修改集合集合.set(索引, new 有参构造器(入参1, 入参2));因为List是有序的，可以指定位置，而Set是无序的。
元素在Set集合中的位置是由该元素的HashCode决定的，其位置其实是固定的。
2、查询遍历时，Set不能用get()方法去获取，因为无序没有指定索引ID，但可以使用foreach和iterator来遍历，但是每次遍历出来可能顺序都不一样，还是因为无序造成的。
3、Set中的size(),add(),addAll(),remove(),removeAll()与List类似。
4、Set还可以添加null；(它的长度不是0，有值，只不过值为空)

Set中，添加某个对象，无论添加多少次， 最终只会保留一个该对象（的引用）
并且保留的是第一次添加的那一个

Java 中的集合框架（中）

Map和HashMap

Map接口：
1、Map提供了一种映射关系，其中的元素是以键值对（Key-value）的形式存储的，能够实现根据key快速查找value
2、Map中的键值对以Entry类型的对象实例形式存在
3、键（key值）不可重复，value值可以
4、每个键最多只能映射到一个值
5、Map接口提供了分别返回key值集合【keySet()】，value值集合【values()】以及Entry（键值对）集合的方法【entrySet()】
6、Map支持泛型，形式如：Map<K,V>
HashMap类：

• HashMap是Map的一个重要实现类，也是最常用的，基于哈希表实现
• HashMap中的Entry对象是无序排列
• key值和value值都可以为null，但一个HashMap只能有一个key值为null映射（key值不可重复）【key:null,value:null 占一个map的size 即长度不是0，有值，只不过值为空】

遍历前要检查是否为null。如果遍历一个空map对象,for each循环将抛出NullPointerException异常

keySet（）返回的是所有键的一个set集合

// 通过keySet方法，返回Map中的所有“键”的Set集合
Set<String> keySet = students.keySet();
// 取得students的容量用size（）
System.out.println("总共有：" + students.size() + "个学生！");
// 遍历keySet，取得每一个键，再调用get方法取得每个键对应的value
for (String stuId : keySet) {
    Student st = students.get(stuId);
    if (st != null)
        System.out.println("学生：" + st.name);
}

//values()返回所有的“值”集合（Collection）

hashMap实现Map接口，hashMap中的映射是无序的，因此输出也是无序的；
Map的get()方法中传入key值就可以取得key值对应的对象

// 通过entrySet方法，返回Map中的所有键值对
Set<Entry<String, Student>> entrySet = students.entrySet();
for (Entry<String, Student> entry : entrySet) {
    System.out.println("取得键：" + entry.getKey());
    System.out.println("对应的值为：" + entry.getValue().name);
}

HashMap与HashTable区别

集合类	历史原因	同步性	值
HashTable	基于陈旧的Dictionary类	同步（线程安全）	不能放入空值null
HashMap	Map接口的一个实现	异步（线程不安全）【效率高】	key-value可以为null

LinkedHashMap和HashMap的比较使用

Java 中的集合框架（下）