本文深入讲解Java集合框架，包括Map接口及其子类如HashMap、LinkedHashMap、TreeMap的特性与应用，探讨不同集合类型的适用场景，如List、Set、Map之间的区别与联系，以及集合的遍历方法和常用操作。
Map集合
:Map接口概述
* 查看API可以知道：
* 将键映射到值的对象
* 一个映射不能包含重复的键
* 每个键最多只能映射到一个值
- B:Map接口和Collection接口的不同
- Map是双列的,Collection是单列的
- Map的键唯一,Collection的子体系Set是唯一的
- Map集合的数据结构值针对键有效，跟值无关;Collection集合的数据结构是针对元素有效
Map集合的功能概述
* a:添加功能
* V put(K key,V value):添加元素。
* 如果键是第一次存储，就直接存储元素，返回null
* 如果键不是第一次存在，就用值把以前的值替换掉，返回以前的值
* b:删除功能
* void clear():移除所有的键值对元素
* V remove(Object key)：根据键删除键值对元素，并把值返回
* c:判断功能
* boolean containsKey(Object key)：判断集合是否包含指定的键
* boolean containsValue(Object value):判断集合是否包含指定的值
* boolean isEmpty()：判断集合是否为空
* d:获取功能
* Set<Map.Entry<K,V>> entrySet():
* V get(Object key):根据键获取值
* Set<K> keySet():获取集合中所有键的集合
* Collection<V> values():获取集合中所有值的集合
* e:长度功能
* int size()：返回集合中的键值对的个数
public static void main(String[] args) {
//demo1();
//demo2();
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("张三", 23);
map.put("李四", 24);
map.put("王五", 25);
map.put("赵六", 26);
Collection<Integer> c = map.values();
System.out.println(c);
System.out.println(map.size());
}
public static void demo2() {
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("张三", 23);
map.put("李四", 24);
map.put("王五", 25);
map.put("赵六", 26);
//Integer value = map.remove("张三"); //根据键删除元素,返回键对应的值
//System.out.println(value);
System.out.println(map.containsKey("张三")); //判断是否包含传入的键
System.out.println(map.containsValue(100)); //判断是否包含传入的值
System.out.println(map);
}
public static void demo1() {
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
Integer i1 = map.put("张三", 23);
Integer i2= map.put("李四", 24);
Integer i3 = map.put("王五", 25);
Integer i4 = map.put("赵六", 26);
Integer i5 = map.put("张三", 26); //相同的键不存储,值覆盖,把被覆盖的值返回
System.out.println(map);
System.out.println(i1);
System.out.println(i2);
System.out.println(i3);
System.out.println(i4);
System.out.println(i5);
}
Map集合的遍历之键找值
- 键找值思路：
- 获取所有键的集合
- 遍历键的集合，获取到每一个键
- 根据键找值
- 案例演示
- Map集合的遍历之键找值
HashMap<String, Integer> hm = new HashMap<>();
hm.put(“张三”, 23);
hm.put(“李四”, 24);
hm.put(“王五”, 25);
hm.put(“赵六”, 26);
/Set keySet = hm.keySet(); //获取集合中所有的键
Iterator it = keySet.iterator(); //获取迭代器
while(it.hasNext()) { //判断单列集合中是否有元素
String key = it.next(); //获取集合中的每一个元素,其实就是双列集合中的键
Integer value = hm.get(key); //根据键获取值
System.out.println(key + “=” + value); //打印键值对
}/
for(String key : hm.keySet()) { //增强for循环迭代双列集合第一种方式
System.out.println(key + “=” + hm.get(key));
}
- Map集合的遍历之键找值
/**
* 通过查看Map集合的api发现没有iterator方法,那么双列集合如何迭代呢?
* 根据键获取值
*/
public static void main(String[] args) {
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("张三", 23);
map.put("李四", 24);
map.put("王五", 25);
map.put("赵六", 26);
// Integer i = map.get("张三"); //根据键获取值
// System.out.println(i);
//获取所有的键
/*Set<String> keySet = map.keySet(); //获取所有键的集合
Iterator<String> it = keySet.iterator(); //获取迭代器
while(it.hasNext()) { //判断集合中是否有元素
String key = it.next(); //获取每一个键
Integer value = map.get(key); //根据键获取值
System.out.println(key + "=" + value);
}*/
//使用增强for循环遍历
for(String key : map.keySet()) { //map.keySet()是所有键的集合
System.out.println(key + "=" + map.get(key));
}
}
Map集合的遍历之键值对对象找键和值
- 键值对对象找键和值思路：
- 获取所有键值对对象的集合
- 遍历键值对对象的集合，获取到每一个键值对对象
- 根据键值对对象找键和值
public static void main(String[] args) {
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("张三", 23);
map.put("李四", 24);
map.put("王五", 25);
map.put("赵六", 26);
//Map.Entry说明Entry是Map的内部接口,将键和值封装成了Entry对象,并存储在Set集合中
/*Set<Map.Entry<String, Integer>> entrySet = map.entrySet();
//获取每一个对象
Iterator<Map.Entry<String, Integer>> it = entrySet.iterator();
while(it.hasNext()) {
//获取每一个Entry对象
Map.Entry<String, Integer> en = it.next(); //父类引用指向子类对象
//Entry<String, Integer> en = it.next(); //直接获取的是子类对象
String key = en.getKey(); //根据键值对对象获取键
Integer value = en.getValue(); //根据键值对对象获取值
System.out.println(key + "=" + value);
}*/
for(Entry<String, Integer> en : map.entrySet()) {
System.out.println(en.getKey() + "=" + en.getValue());
}
}
HashMap集合键是Student值是String的案例
* HashMap集合键是Student值是String的案例
* 键是学生对象,代表每一个学生
* 值是字符串对象,代表学生归属地
*/
public static void main(String[] args) {
HashMap<Student, String> hm = new HashMap<>();
hm.put(new Student("张三", 23), "北京");
hm.put(new Student("张三", 23), "上海");
hm.put(new Student("李四", 24), "广州");
hm.put(new Student("王五", 25), "深圳");
System.out.println(hm);
}
LinkedHashMap的特点
* 底层是链表实现的可以保证怎么存就怎么取
public static void main(String[] args) {
LinkedHashMap<String, Integer> lhm = new LinkedHashMap<>();
lhm.put("张三", 23);
lhm.put("李四", 24);
lhm.put("赵六", 26);
lhm.put("王五", 25);
System.out.println(lhm);
}
TreeMap集合键是Student值是String的案例
public static void main(String[] args) {
//demo1();
TreeMap<Student, String> tm = new TreeMap<>(new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student s1, Student s2) {
int num = s1.getName().compareTo(s2.getName()); //按照姓名比较
return num == 0 ? s1.getAge() - s2.getAge() : num;
}
});
tm.put(new Student("张三", 23), "北京");
tm.put(new Student("李四", 13), "上海");
tm.put(new Student("赵六", 43), "深圳");
tm.put(new Student("王五", 33), "广州");
System.out.println(tm);
}
public static void demo1() {
TreeMap<Student, String> tm = new TreeMap<>();
tm.put(new Student("张三", 23), "北京");
tm.put(new Student("李四", 13), "上海");
tm.put(new Student("王五", 33), "广州");
tm.put(new Student("赵六", 43), "深圳");
System.out.println(tm);
}
需求：统计字符串中每个字符出现的次数
* 分析:
* 1,定义一个需要被统计字符的字符串
* 2,将字符串转换为字符数组
* 3,定义双列集合,存储字符串中字符以及字符出现的次数
* 4,遍历字符数组获取每一个字符,并将字符存储在双列集合中
* 5,存储过程中要做判断,如果集合中不包含这个键,就将该字符当作键,值为1存储,如果集合中包含这个键,就将值加1存储
* 6,打印双列集合获取字符出现的次数
*/
public static void main(String[] args) {
//1,定义一个需要被统计字符的字符串
String s = "aaaabbbbbccccccccccccc";
//2,将字符串转换为字符数组
char[] arr = s.toCharArray();
//3,定义双列集合,存储字符串中字符以及字符出现的次数
HashMap<Character, Integer> hm = new HashMap<>();
//4,遍历字符数组获取每一个字符,并将字符存储在双列集合中
for(char c: arr) {
//5,存储过程中要做判断,如果集合中不包含这个键,就将该字符当作键,值为1存储,如果集合中包含这个键,就将值加1存储
/*if(!hm.containsKey(c)) { //如果不包含这个键
hm.put(c, 1);
}else {
hm.put(c, hm.get(c) + 1);
}*/
hm.put(c, !hm.containsKey(c) ? 1 : hm.get(c) + 1);
}
//6,打印双列集合获取字符出现的次数
for (Character key : hm.keySet()) { //hm.keySet()代表所有键的集合
System.out.println(key + "=" + hm.get(key));//hm.get(key)根据键获取值
}
}
集合嵌套之HashMap嵌套HashMap
* 集合嵌套之HashMap嵌套HashMap
*
* 需求:
* 双元课堂有很多基础班
* 第88期基础班定义成一个双列集合,键是学生对象,值是学生的归属地
* 第99期基础班定义成一个双列集合,键是学生对象,值是学生的归属地
*
* 无论88期还是99期都是班级对象,所以为了便于统一管理,把这些班级对象添加到双元课堂集合中
*/
public static void main(String[] args) {
//定义88期基础班
HashMap<Student, String> hm88 = new HashMap<>();
hm88.put(new Student("张三", 23), "北京");
hm88.put(new Student("李四", 24), "北京");
hm88.put(new Student("王五", 25), "上海");
hm88.put(new Student("赵六", 26), "广州");
//定义99期基础班
HashMap<Student, String> hm99 = new HashMap<>();
hm99.put(new Student("唐僧", 1023), "北京");
hm99.put(new Student("孙悟空",1024), "北京");
hm99.put(new Student("猪八戒",1025), "上海");
hm99.put(new Student("沙和尚",1026), "广州");
//定义双元课堂
HashMap<HashMap<Student, String>, String> hm = new HashMap<>();
hm.put(hm88, "第88期基础班");
hm.put(hm99, "第99期基础班");
//遍历双列集合
for(HashMap<Student, String> h : hm.keySet()) { //hm.keySet()代表的是双列集合中键的集合
String value = hm.get(h); //get(h)根据键对象获取值对象
//遍历键的双列集合对象
for(Student key : h.keySet()) { //h.keySet()获取集合总所有的学生键对象
String value2 = h.get(key);
System.out.println(key + "=" + value2 + "=" + value);
}
}
}
HashMap和Hashtable的区别
* Hashtable是JDK1.0版本出现的,是线程安全的,效率低,HashMap是JDK1.2版本出现的,是线程不安全的,效率高
* Hashtable不可以存储null键和null值,HashMap可以存储null键和null值
Collections工具类
Collections成员方法
*
public static void sort(List list)
public static int binarySearch(List<?> list,T key)
public static T max(Collection<?> coll)
public static void reverse(List<?> list)
public static void shuffle(List<?> list)
/**
* Collection
* List(存取有序,有索引,可以重复)
* ArrayList
* 底层是数组实现的,线程不安全,查找和修改快,增和删比较慢
* LinkedList
* 底层是链表实现的,线程不安全,增和删比较快,查找和修改比较慢
* Vector
* 底层是数组实现的,线程安全的,无论增删改查都慢
* 如果查找和修改多,用ArrayList
* 如果增和删多,用LinkedList
* 如果都多,用ArrayList
* Set(存取无序,无索引,不可以重复)
* HashSet
* 底层是哈希算法实现
* LinkedHashSet
* 底层是链表实现,但是也是可以保证元素唯一,和HashSet原理一样
* TreeSet
* 底层是二叉树算法实现
* 一般在开发的时候不需要对存储的元素排序,所以在开发的时候大多用HashSet,HashSet的效率比较高
* TreeSet在面试的时候比较多,问你有几种排序方式,和几种排序方式的区别
* Map
* HashMap
* 底层是哈希算法,针对键
* LinkedHashMap
* 底层是链表,针对键
* TreeMap
* 底层是二叉树算法,针对键
* 开发中用HashMap比较多
*/
* 模拟斗地主洗牌和发牌，牌没有排序
//买一副扑克
String[] num = {"A","2","3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K"};
String[] color = {"方片","梅花","红桃","黑桃"};
ArrayList<String> poker = new ArrayList<>();
for(String s1 : color) {
for(String s2 : num) {
poker.add(s1.concat(s2));
}
}
poker.add("小王");
poker.add("大王");
//洗牌
Collections.shuffle(poker);
//发牌
ArrayList<String> gaojin = new ArrayList<>();
ArrayList<String> longwu = new ArrayList<>();
ArrayList<String> me = new ArrayList<>();
ArrayList<String> dipai = new ArrayList<>();
for(int i = 0; i < poker.size(); i++) {
if(i >= poker.size() - 3) {
dipai.add(poker.get(i));
}else if(i % 3 == 0) {
gaojin.add(poker.get(i));
}else if(i % 3 == 1) {
longwu.add(poker.get(i));
}else {
me.add(poker.get(i));
}
}
//看牌
System.out.println(gaojin);
System.out.println(longwu);
System.out.println(me);
System.out.println(dipai);
* 模拟斗地主洗牌和发牌并对牌进行排序的代码实现
*
//买一副牌
String[] num = {"3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K","A","2"};
String[] color = {"方片","梅花","红桃","黑桃"};
HashMap<Integer, String> hm = new HashMap<>(); //存储索引和扑克牌
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>(); //存储索引
int index = 0; //索引的开始值
for(String s1 : num) {
for(String s2 : color) {
hm.put(index, s2.concat(s1)); //将索引和扑克牌添加到HashMap中
list.add(index); //将索引添加到ArrayList集合中
index++;
}
}
hm.put(index, "小王");
list.add(index);
index++;
hm.put(index, "大王");
list.add(index);
//洗牌
Collections.shuffle(list);
//发牌
TreeSet<Integer> gaojin = new TreeSet<>();
TreeSet<Integer> longwu = new TreeSet<>();
TreeSet<Integer> me = new TreeSet<>();
TreeSet<Integer> dipai = new TreeSet<>();
for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
if(i >= list.size() - 3) {
dipai.add(list.get(i)); //将list集合中的索引添加到TreeSet集合中会自动排序
}else if(i % 3 == 0) {
gaojin.add(list.get(i));
}else if(i % 3 == 1) {
longwu.add(list.get(i));
}else {
me.add(list.get(i));
}
}
//看牌
lookPoker("高进", gaojin, hm);
lookPoker("龙五", longwu, hm);
lookPoker("冯佳", me, hm);
lookPoker("底牌", dipai, hm);
}
public static void lookPoker(String name,TreeSet<Integer> ts,HashMap<Integer, String> hm) {
System.out.print(name + "的牌是:");
for (Integer index : ts) {
System.out.print(hm.get(index) + " ");
}
System.out.println();
}
/**
* 泛型固定下边界
* ? super E
*
* 泛型固定上边界
* ? extends E
*/
public static void main(String[] args) {
//demo1();
TreeSet<Student> ts1 = new TreeSet<>(new CompareByAge());
ts1.add(new Student("张三", 33));
ts1.add(new Student("李四", 13));
ts1.add(new Student("王五", 23));
ts1.add(new Student("赵六", 43));
TreeSet<BaseStudent> ts2 = new TreeSet<>(new CompareByAge());
ts2.add(new BaseStudent("张三", 33));
ts2.add(new BaseStudent("李四", 13));
ts2.add(new BaseStudent("王五", 23));
ts2.add(new BaseStudent("赵六", 43));
System.out.println(ts2);
}
public static void demo1() {
ArrayList<Student> list1 = new ArrayList<>();
list1.add(new Student("张三", 23));
list1.add(new Student("李四", 24));
ArrayList<BaseStudent> list2 = new ArrayList<>();
list2.add(new BaseStudent("王五", 25));
list2.add(new BaseStudent("赵六", 26));
list1.addAll(list2);
}
}
class CompareByAge implements Comparator<Student> {
@Override
public int compare(Student s1, Student s2) {
int num = s1.getAge() - s2.getAge();
return num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num;
}
}
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