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JAVA基礎-集合體系概述及常用方法(思維導圖+示例代碼)

2021-08-17 13:45:25 後端開發

目錄

1.Collection集合

2.List集合

3.List集合的實作類

4.Set集合

5.TreeSet集合

6.HashSet集合

7.Map集合

8.HashMap集合

9.TreeMap集合

1.Collection集合

1.1 Collection集合概述 :

① 是單例集合的頂層介面,它表示一組物件,這些物件也稱為Collection的元素

② JDK 不提供此介面的任何直接實作.它提供更具體的子介面(如Set和List)實作

1.2 Collection集合常用方法

boolean add(E e)添加元素
boolean remove(Object o)從集合中移除指定的元素
boolean removeIf(Object o)根據條件進行移除
void clear()清空集合中的元素
boolean contains(Object o)判斷集合中是否存在指定的元素
boolean isEmpty()判斷集合是否為空
int size()集合的長度，也就是集合中元素的個數

1.3 Collection集合的遍歷

①迭代器 :

Iterator<E> iterator(): 回傳此集合中元素的迭代器,通過集合物件的iterator()方法得到

②Iterator中的常用方法

boolean hasNext(): 判斷當前位置是否有元素可以被取出 ?

E next(): 獲取當前位置的元素,將迭代器物件移向下一個索引位置

示范代碼 :

public class IteratorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //創建集合物件
        Collection<String> c = new ArrayList<>();

        //添加元素
        c.add("hello");
        c.add("world");
        c.add("java");
        
        //Iterator<E> iterator()：回傳此集合中元素的迭代器，通過集合的iterator()方法得到
        Iterator<String> it = c.iterator();

        //用while回圈改進元素的判斷和獲取
        while (it.hasNext()) {
            String s = it.next();
            System.out.println(s);
        }
    }
}

2.List集合

2.1 List集合概述

① 有序集合,這里的有序指的是存取順序

② 用戶可以精確控制串列中每個元素的插入位置,用戶可以通過整數索引訪問元素,并搜索串列中的元素

③ 與Set集合不同,串列通常允許重復的元素

2.2 List集合的特點

存取有序

可以重復

有索引

2.3 List集合的方法

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)洗掉指定索引處的元素，回傳被洗掉的元素
E set(int index,E element)修改指定索引處的元素，回傳被修改的元素
E get(int index)回傳指定索引處的元素

示例代碼 : 

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("aaa");
        list.add("bbb");
        list.add("ccc");
        //method1(list);
        //method2(list);
        //method3(list);
        //method4(list);
    }

    private static void method4(List<String> list) {
        // E get(int index)		回傳指定索引處的元素
        String s = list.get(0);
        System.out.println(s);
    }

    private static void method3(List<String> list) {
        // E set(int index,E element)	修改指定索引處的元素，回傳被修改的元素
        //被替換的那個元素,在集合中就不存在了.
        String result = list.set(0, "ppp");
        System.out.println(result);
        System.out.println(list);
    }

    private static void method2(List<String> list) {
        //  E remove(int index)		洗掉指定索引處的元素，回傳被洗掉的元素
        //在List集合中有兩個洗掉的方法
        //洗掉指定的元素,回傳值表示當前元素是否洗掉成功
        String s = list.remove(0);
        //洗掉指定索引的元素,回傳值表示實際洗掉的元素
        System.out.println(s);
        System.out.println(list);
    }

    private static void method1(List<String> list) {
        //  void add(int index,E element)	在此集合中的指定位置插入指定的元素
        //原來位置上的元素往后挪一個索引.
        list.add(0,"ppp");
        System.out.println(list);
    }
}

3.List集合的實作類

3.1 ArrayList集合

底層是陣列結構實作，查詢快、增刪慢

3.2 LinkedList集合

底層是鏈表結構實作，查詢慢、增刪快

3.3 LinkedList集合特有方法

public void addFirst(E e)在該串列開頭插入指定的元素
public void addLast(E e)將指定的元素追加到此串列的末尾
public E getFirst()回傳此串列中的第一個元素
public E getLast()回傳此串列中的最后一個元素
public E removeFirst()從此串列中洗掉并回傳第一個元素
public E removeLast()從此串列中洗掉并回傳最后一個元素

示例代碼 : 

public class LinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
        list.add("aaa");
        list.add("bbb");
        list.add("ccc");
//        public void addFirst(E e)	在該串列開頭插入指定的元素
        //method1(list);

//        public void addLast(E e)	將指定的元素追加到此串列的末尾
        //method2(list);

//        public E getFirst()		回傳此串列中的第一個元素
//        public E getLast()		回傳此串列中的最后一個元素
        //method3(list);

//        public E removeFirst()		從此串列中洗掉并回傳第一個元素
//        public E removeLast()		從此串列中洗掉并回傳最后一個元素
        //method4(list);
      
    }

    private static void method4(LinkedList<String> list) {
        String first = list.removeFirst();
        System.out.println(first);

        String last = list.removeLast();
        System.out.println(last);

        System.out.println(list);
    }

    private static void method3(LinkedList<String> list) {
        String first = list.getFirst();
        String last = list.getLast();
        System.out.println(first);
        System.out.println(last);
    }

    private static void method2(LinkedList<String> list) {
        list.addLast("www");
        System.out.println(list);
    }

    private static void method1(LinkedList<String> list) {
        list.addFirst("qqq");
        System.out.println(list);
    }
}

4.Set集合

4.1 Set集合特點

不可以存盤重復元素

沒有索引,不能使用普通for回圈遍歷

示例代碼 : 

public class SetDemo {
    public static void main(String[] args) {
      	//創建集合物件
        Set<String> set = new TreeSet<>();
      	//添加元素
        set.add("ccc");
        set.add("aaa");
        set.add("aaa");
        set.add("bbb");

//        for (int i = 0; i < set.size(); i++) {
//            //Set集合是沒有索引的，所以不能使用通過索引獲取元素的方法
//        }
      
      	//遍歷集合
        //迭代器
        Iterator<String> it = set.iterator();
        while (it.hasNext()){
            String s = it.next();
            System.out.println(s);
        }
        System.out.println("-----------------------------------");
        //增強for
          for (String s : set) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

5.TreeSet集合

5.1 TreeSet集合特點

不可以存盤重復元素

沒有索引

可以將元素按照規則進行排序 :

①TreeSet()：根據其元素的自然排序進行排序

②TreeSet(Comparator comparator) ：根據指定的比較器進行排序

5.2 TreeSet基本使用示例代碼 :

存盤Integer型別的整數并遍歷

public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //創建集合物件
        TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();

        //添加元素
        ts.add(10);
        ts.add(40);
        ts.add(30);
        ts.add(50);
        ts.add(20);

        ts.add(30);

        //遍歷集合
        for(Integer i : ts) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

5.3 自然排序Comparable的使用 :

  • 案例需求

    • 存盤學生物件并遍歷，創建TreeSet集合使用無參構造方法

    • 要求：按照年齡從小到大排序，年齡相同時，按照姓名的字母順序排序

  • 實作步驟

    1. 使用空參構造創建TreeSet集合

      用TreeSet集合存盤自定義物件，無參構造方法使用的是自然排序對元素進行排序的

    2. 自定義的Student類實作Comparable介面

      自然排序，就是讓元素所屬的類實作Comparable介面，重寫compareTo(T o)方法

    3. 重寫介面中的compareTo方法

      重寫方法時，一定要注意排序規則必須按照要求的主要條件和次要條件來寫

代碼實作 :

學生類 : 

public class Student implements Comparable<Student>{
    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{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        //按照物件的年齡進行排序
        //主要判斷條件: 按照年齡從小到大排序
        int result = this.age - o.age;
        //次要判斷條件: 年齡相同時，按照姓名的字母順序排序
        result = result == 0 ? this.name.compareTo(o.getName()) : result;
        return result;
    }
}

測驗類 : 

public class TreeSetDemo     {
    public static void main(String[] args) {
        //創建集合物件
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>();
	    //創建學生物件
        Student s1 = new Student("zhangsan",23);
        Student s2 = new Student("lisi",24);
        Student s3 = new Student("wangwu",25);
        Student s4 = new Student("zhaoliu",26);
        Student s5 = new Student("qianqi",27);
		//把學生添加到集合
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
		//遍歷集合
        for (Student student : ts) {
            System.out.println(student);
        }
    }
}

5.4 比較器排序Comparator的使用

案例需求

存盤老師物件并遍歷，創建TreeSet集合使用帶參構造方法

要求：按照年齡從小到大排序，年齡相同時，按照姓名的字母順序排序

實作步驟

1. 用TreeSet集合存盤自定義物件，帶參構造方法使用的是比較器排序對元素進行排序的

2. 比較器排序，就是讓集合構造方法接收Comparator的實作類物件，重寫compare(T o1,T o2)方法

3. 重寫方法時，一定要注意排序規則必須按照要求的主要條件和次要條件來寫

代碼實作 :

老師類 : 

public class Teacher {
    private String name;
    private int age;

    public Teacher() {
    }

    public Teacher(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 "Teacher{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

測驗類 : 

public class TreeSetDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
      	//創建集合物件
        TreeSet<Teacher> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Teacher>() {
            @Override
            public int compare(Teacher o1, Teacher o2) {
                //o1表示現在要存入的那個元素
                //o2表示已經存入到集合中的元素
              
                //主要條件
                int result = o1.getAge() - o2.getAge();
                //次要條件
                result = result == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : result;
                return result;
            }
        });
		//創建老師物件
        Teacher t1 = new Teacher("zhangsan",23);
        Teacher t2 = new Teacher("lisi",22);
        Teacher t3 = new Teacher("wangwu",24);
        Teacher t4 = new Teacher("zhaoliu",24);
		//把老師添加到集合
        ts.add(t1);
        ts.add(t2);
        ts.add(t3);
        ts.add(t4);
		//遍歷集合
        for (Teacher teacher : ts) {
            System.out.println(teacher);
        }
    }
}

6.HashSet集合

6.1 HashSet集合的特點

底層資料結構是哈希表

存取無序

不可以存盤重復元素

沒有索引,不能使用普通for回圈遍歷

HashSet基本使用示例代碼 : 

public class HashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //創建集合物件
        HashSet<String> set = new HashSet<String>();

        //添加元素
        set.add("hello");
        set.add("world");
        set.add("java");
        //不包含重復元素的集合
        set.add("world");

        //遍歷
        for(String s : set) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

7.Map集合

7.1 Map集合的特點

雙列集合,一個鍵對應一個值

鍵不可以重復,值可以重復

Map集合的基本使用示例代碼: 

public class MapDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //創建集合物件
        Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();

        //V put(K key, V value) 將指定的值與該映射中的指定鍵相關聯
        map.put("itheima001","林青霞");
        map.put("itheima002","張曼玉");
        map.put("itheima003","王祖賢");
        map.put("itheima003","吳彥祖");

        //輸出集合物件
        System.out.println(map);
    }
}

7.2 Map集合方法

V put(K key,V value)添加元素
V remove(Object key)根據鍵洗掉鍵值對元素
void clear()移除所有的鍵值對元素
boolean containsKey(Object key)判斷集合是否包含指定的鍵
boolean containsValue(Object value)判斷集合是否包含指定的值
boolean isEmpty()判斷集合是否為空
int size()集合的長度，也就是集合中鍵值對的個數

示例代碼 :

public class MapDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //創建集合物件
        Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();

        //V put(K key,V value)：添加元素
        map.put("張無忌","趙敏");
        map.put("郭靖","黃蓉");
        map.put("楊過","小龍女");

        //V remove(Object key)：根據鍵洗掉鍵值對元素
//        System.out.println(map.remove("郭靖"));
//        System.out.println(map.remove("郭襄"));

        //void clear()：移除所有的鍵值對元素
//        map.clear();

        //boolean containsKey(Object key)：判斷集合是否包含指定的鍵
//        System.out.println(map.containsKey("郭靖"));
//        System.out.println(map.containsKey("郭襄"));

        //boolean isEmpty()：判斷集合是否為空
//        System.out.println(map.isEmpty());

        //int size()：集合的長度，也就是集合中鍵值對的個數
        System.out.println(map.size());

        //輸出集合物件
        System.out.println(map);
    }
}

7.3Map集合的獲取功能

V get(Object key)根據鍵獲取值
Set<K> keySet()獲取所有鍵的集合
Collection<V> values()獲取所有值的集合
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()獲取所有鍵值對物件的集合

示例代碼 : 

public class MapDemo03 {
    public static void main(String[] args) {
        //創建集合物件
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

        //添加元素
        map.put("張無忌", "趙敏");
        map.put("郭靖", "黃蓉");
        map.put("楊過", "小龍女");

        //V get(Object key):根據鍵獲取值
//        System.out.println(map.get("張無忌"));
//        System.out.println(map.get("張三豐"));

        //Set<K> keySet():獲取所有鍵的集合
//        Set<String> keySet = map.keySet();
//        for(String key : keySet) {
//            System.out.println(key);
//        }

        //Collection<V> values():獲取所有值的集合
        Collection<String> values = map.values();
        for(String value : values) {
            System.out.println(value);
        }
    }
}

7.4 Map集合的遍歷方式(1)

分析 :

1. 獲取所有鍵的集合，用keySet()方法實作

2. 遍歷鍵的集合，獲取到每一個鍵，用增強for實作

3. 根據鍵去找值，用get(Object key)方法實作

public class MapDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //創建集合物件
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

        //添加元素
        map.put("張無忌", "趙敏");
        map.put("郭靖", "黃蓉");
        map.put("楊過", "小龍女");

        //獲取所有鍵的集合，用keySet()方法實作
        Set<String> keySet = map.keySet();
        //遍歷鍵的集合，獲取到每一個鍵，用增強for實作
        for (String key : keySet) {
            //根據鍵去找值，用get(Object key)方法實作
            String value = map.get(key);
            System.out.println(key + "," + value);
        }
    }
}

7.5 Map集合的遍歷方式(2)

分析 :

1. 根據鍵值對物件獲取鍵和值

2. 用getKey()得到鍵

3. 用getValue()得到值

public class MapDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //創建集合物件
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

        //添加元素
        map.put("張無忌", "趙敏");
        map.put("郭靖", "黃蓉");
        map.put("楊過", "小龍女");

        //獲取所有鍵值對物件的集合
        Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
        //遍歷鍵值對物件的集合，得到每一個鍵值對物件
        for (Map.Entry<String, String> me : entrySet) {
            //根據鍵值對物件獲取鍵和值
            String key = me.getKey();
            String value = me.getValue();
            System.out.println(key + "," + value);
        }
    }
}

8.HashMap集合

8.1 HashMap集合的特點

HashMap底層是哈希表結構的

依賴hashCode方法和equals方法保證鍵的唯一

如果鍵要存盤的是自定義物件，需要重寫hashCode和equals方法

8.2 HashMap集合應用

示例代碼 :

需求 :

創建一個HashMap集合，鍵是學生物件(Student)，值是居住地 (String)，存盤多個元素，并遍歷，

要求保證鍵的唯一性：如果學生物件的成員變數值相同，我們就認為是同一個物件

學生類 : 

public class Student {
    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 boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;

        Student student = (Student) o;

        if (age != student.age) return false;
        return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }
}

測驗類 : 

public class HashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //創建HashMap集合物件
        HashMap<Student, String> hm = new HashMap<Student, String>();

        //創建學生物件
        Student s1 = new Student("林青霞", 30);
        Student s2 = new Student("張曼玉", 35);
        Student s3 = new Student("王祖賢", 33);
        Student s4 = new Student("王祖賢", 33);

        //把學生添加到集合
        hm.put(s1, "西安");
        hm.put(s2, "武漢");
        hm.put(s3, "鄭州");
        hm.put(s4, "北京");

        //遍歷集合
        Set<Student> keySet = hm.keySet();
        for (Student key : keySet) {
            String value = hm.get(key);
            System.out.println(key.getName() + "," + key.getAge() + "," + value);
        }
    }
}

9.TreeMap集合

9.1TreeMap集合的特點

TreeMap底層是紅黑樹結構

依賴自然排序或者比較器排序,對鍵進行排序

如果鍵存盤的是自定義物件,需要實作Comparable介面或者在創建TreeMap物件時候給出比較器排序規則

9.2 TreeMap集合應用

需求 :

創建一個TreeMap集合,鍵是學生物件(Student),值是籍貫(String),學生屬性姓名和年齡,按照年齡進行排序并遍歷

要求按照學生的年齡進行排序,如果年齡相同則按照姓名進行排序

學生類 : 

public class Student implements Comparable<Student>{
    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{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        //按照年齡進行排序
        int result = o.getAge() - this.getAge();
        //次要條件，按照姓名排序，
        result = result == 0 ? o.getName().compareTo(this.getName()) : result;
        return result;
    }
}

測驗類 : 

public class TreeMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
      	// 創建TreeMap集合物件
        TreeMap<Student,String> tm = new TreeMap<>();
      
		// 創建學生物件
        Student s1 = new Student("xiaohei",23);
        Student s2 = new Student("dapang",22);
        Student s3 = new Student("xiaomei",22);
      
		// 將學生物件添加到TreeMap集合中
        tm.put(s1,"江蘇");
        tm.put(s2,"北京");
        tm.put(s3,"天津");
      
		// 遍歷TreeMap集合,列印每個學生的資訊
        tm.forEach(
                (Student key, String value)->{
                    System.out.println(key + "---" + value);
                }
        );
    }
}

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