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Java <集合> 萬字保姆級

2021-11-14 13:45:27 後端開發

目錄

導語

引言

集合概述

集合體系結構(Java中)

常用集合體系(本文講解)

Collection集合

Collection集合概述

Collection集合基本使用示例

Collection集合常用方法

Collection集合的遍歷

Iterator迭代器的介紹

迭代器常用方法

Collection集合的遍歷示例

List集合(extends Collection)

List集合概述

List集合特點

List集合的特有方法

List集合的遍歷

迭代器遍歷示例

for回圈遍歷示例

List集合特有迭代器

ListIterator(extends iterator)串列迭代器介紹

串列迭代器特有方法

ArrayList集合(implements List)

ArrayList集合特點

ArrayList集合常用方法

LinkedList集合(implements List)

LinkedList集合特點

LinkedList特有方法

Set集合(extends Collection)

Set集合概述

Set集合特點

Set集合常用方法

Set集合的遍歷

Set集合的遍歷示例

Hashset集合(implements Set)

HashSet集合特點

HashSet集合常用方法

HashSet集合如何保證元素不重復

哈希值

HashSet集合保證元素唯一性的原理

HashSet保證元素唯一性的圖解

TreeSet集合(implements Set)(間接實作)

TreeSet集合特點

TreeSet集合自然排序示例(實作Compareble)

TreeSet集合比較器排序示例(實作Comparator)

Map集合

Map集合概述

Map集合特點

Map集合的基本功能

Map集合的基本功能示例

Map集合的獲取功能

Map集合的獲取功能示例

Map集合的遍歷

第一種遍歷方式(通過keySet()方法)

第二種遍歷方式(通過entrySet()方法)

綜合應用

集合嵌套之HashMap嵌套ArrayList

案例需求

代碼實作

集合嵌套之ArrayList嵌套HashMap

案例需求

代碼實作


導語

作為一名非科班出身的無基礎java初學者,我會在這里記錄我的學習程序及心得分享,希望會對你們想要入行的小伙伴有所幫助,多一個參考的點,
其次希望我的分享能對同樣是初學者的你能有所幫助,
同時我也想以此激勵自己學習,如果有志同道合的小伙伴就最好啦,大家一起進步!
最后,若您有自己的想法或者覺得我的講述有問題,需要補充或改正的,歡迎在下方留言互相討論!!

引言

偉大的成績和辛勤勞動是成正比例的,有一分勞動就有一分識訓,榷訓月累,從少到多,奇跡就可以創造出來,——魯迅

我知道,潮汐有升有落,也知道,幸福不能永遠停留,可是當它滿滿呈現面前的時候,我惟一該做的事,就是安靜地坐下來,觀察它,享受它和感激它,生命的用途并不在長短而在于我們將會怎樣利用它,許多人活的日子并不多,卻活了很長久,——蒙田

集合是Java中非常重要的內容,大家一定要打起十二分的精神學習,堅持就是勝利!——yueseck(某不知名博主)

集合概述

集合類是Java資料結構的實作,Java的集合類是java.util包中的重要內容,它允許以各種方式將元素分組,并定義了各種使這些元素更容易操作的方法,Java集合類是Java將一些基本的和使用頻率極高的基礎類進行封裝和增強后再以一個類的形式提供,集合類是可以往里面保存多個物件的類,存放的是物件,不同的集合類有不同的功能和特點,適合不同的場合,用以解決一些實際問題,

集合體系結構(Java中)

常用集合體系(本文講解)

Collection集合

Collection集合概述

? 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 ? 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

Collection集合基本使用示例

public class CollectionDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //創建Collection集合的物件
        Collection<String> c = new ArrayList<String>();

        //添加元素:boolean add(E e)
        c.add("hello");
        c.add("world");
        c.add("java");

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

Collection集合常用方法

方法名說明
boolean add(E e)添加元素
boolean remove(Object o)從集合中移除指定的元素
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

Collection集合的遍歷

Iterator迭代器的介紹

?迭代器,集合的專用遍歷方式
?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
?迭代器是通過集合的iterator()方法得到的,所以我們說它是依賴于集合而存在的

迭代器常用方法

方法說明
E next()回傳迭代中的下一個元素
boolean hasNext()如果迭代中有下一個元素,則回傳(true)

Collection集合的遍歷示例

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");
        c.add("javaee");

        //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);
        }
    }
}

List集合(extends Collection)

List集合概述

?有序集合(也稱為序列),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
?與Set集合不同,串列通常允許重復的元素

List集合特點

?有索引
?可以存盤重復元素
?元素存取有序

List集合的特有方法

方法名說明
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

List集合的遍歷

迭代器遍歷示例

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

        //添加元素
        c.add("hello");
        c.add("world");
        c.add("java");
        c.add("javaee");

        //迭代器方式遍歷
        Iterator<String> it = c.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            String s = it.next();
            System.out.println(s);
        }
    }
}

for回圈遍歷示例

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");
        c.add("javaee");

     //for回圈方式
        for(int i=0; i<list.size(); i++) {
            Student s = list.get(i);
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
    }
}

List集合特有迭代器

ListIterator(extends iterator)串列迭代器介紹

?通過List集合的listIterator()方法得到,所以說它是List集合特有的迭代器
?用于允許程式員沿任一方向遍歷的串列迭代器,在迭代期間修改串列,并獲取串列中迭代器的當前位置

串列迭代器特有方法

方法名說明
E previous() 回傳迭代中的上一個元素
boolean hasPrevious()如果迭代中有上一個元素,則回傳(true)
void add(E e)將指定的元素插入串列的末尾

ArrayList集合(implements List)

ArrayList集合特點

?底層資料機構是陣列
?查詢快
?增刪慢
?執行緒不安全

ArrayList集合常用方法

方法名說明
boolean add(E e)將指定的元素追加到此集合的末尾
void add(int index,E element) 在此集合中的指定位置插入元素
boolean remove(Object o) 洗掉指定元素,回傳洗掉是否成功
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)修改指定索引出的元素,回傳被修改的元素
E get(int index)回傳指定索引出的元素
public int size() 回傳集合中元素的個數

LinkedList集合(implements List)

LinkedList集合特點

?底層資料結構是鏈表
?查詢慢
?增刪快
?執行緒不安全

LinkedList特有方法

方法名說明
void addFirst(E e)將元素添加到表頭
void addLast(E e)將元素添加到表尾
E getFirst()回傳表頭元素
E getLast()回傳表尾元素
E removeFirst()移除表頭元素,回傳被移除的元素
E removeLast()移除表尾元素,回傳被移除的元素

Set集合(extends Collection)

Set集合概述

?無序集合,用戶無法精準的控制各個元素
?與List集合不同,Set集合不允許重復元素

Set集合特點

?元素存取無序
?沒有索引、只能通過迭代器或增強for回圈遍歷
?不能存盤重復元素

Set集合常用方法

?Set集合繼承Collection介面,同Collection集合常用方法,這里不做贅述

Set集合的遍歷

Set集合的遍歷示例

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

        //添加元素
        c.add("hello");
        c.add("world");
        c.add("java");
        c.add("javaee");

        //迭代器方式遍歷
        Iterator<String> it = c.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            String s = it.next();
            System.out.println(s);
        }
    }
}

Hashset集合(implements Set)

HashSet集合特點

?底層資料結構是哈希表,而哈希表又由(陣列+鏈表)實作
?對集合的迭代順序不作任何保證,也就是說不保證存盤和取出的元素順序一致
?沒有帶索引的方法,所以不能使用普通for回圈遍歷
?由于是Set集合,所以是不包含重復元素的集合

HashSet集合常用方法

?HasSet集合實作了Set介面,同Set介面常用方法,這里不做贅述,(Set介面又繼承Collection介面,即HashSet集合常用方法同Collection集合常用方法),

HashSet集合如何保證元素不重復

哈希值

?哈希值簡介:是JDK根據物件的地址或者字串或者數字算出來的int型別的數值
?如何獲取哈希值:Object類中的public int hashCode():回傳物件的哈希碼值
?哈希值特點:同一個物件多次呼叫hashCode()方法回傳的哈希值是相同的

HashSet集合保證元素唯一性的原理

1.根據物件的哈希值計算存盤位置
?如果當前位置沒有元素則直接存入
?如果當前位置有元素存在,則進入第二步
2.當前元素的元素和已經存在的元素比較哈希值
?如果哈希值不同,則將當前元素進行存盤
?如果哈希值相同,則進入第三步
3.通過equals()方法比較兩個元素的內容
?如果內容不相同,則將當前元素進行存盤
?如果內容相同,則不存盤當前元素

HashSet保證元素唯一性的圖解

TreeSet集合(implements Set)(間接實作)

TreeSet集合特點

?元素有序,可以按照一定的規則進行排序,具體排序方式取決于構造方法
?(無參構造器)TreeSet():根據其元素的自然排序進行排序
?(帶參構造器)TreeSet(Comparator comparator): 根據指定的比較器進行排序
?沒有帶索引的方法,所以不能使用普通for回圈遍歷
?由于是Set集合,所以不包含重復元素的集合

TreeSet集合自然排序示例(實作Compareble)

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 int compareTo(Student s) {
        //return 0; 元素相同
        //return 1(正數); 升序
        //return -1(負數); 降序
        //按照年齡從小到大排序
//升序      int num = this.age - s.age;
//降序      int num = s.age - this.age;
           int num = this.age - s.age;
        //年齡相同時,按照姓名的字母順序排序
       int num2 = num==0?this.name.compareTo(s.name):num;
        return num2;
    }
}

測驗類

public class TreeSetDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //創建集合物件
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();

        //創建學生物件
        Student s1 = new Student("xishi", 29);
        Student s2 = new Student("wangzhaojun", 28);
        Student s3 = new Student("diaochan", 30);
        Student s4 = new Student("yangyuhuan", 33);

        Student s5 = new Student("linqingxia",33);
        Student s6 = new Student("linqingxia",33);

        //把學生添加到集合
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
        ts.add(s6);

        //遍歷集合
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
    }
}

輸出結果(先根據年齡升序,年齡相同再根據姓名字母順序排序)

wangzhaojun,28
xishi,29
diaochan,30
linqingxia,33
yangyuhuan,33

TreeSet集合比較器排序示例(實作Comparator)

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;
    }
}

測驗類

public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //創建集合物件
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student s1, Student s2) {
                //this.age - s.age
                //s1,s2
                int num = s1.getAge() - s2.getAge();
                int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num;
                return num2;
            }
        });

        //創建學生物件
        Student s1 = new Student("xishi", 29);
        Student s2 = new Student("wangzhaojun", 28);
        Student s3 = new Student("diaochan", 30);
        Student s4 = new Student("yangyuhuan", 33);

        Student s5 = new Student("linqingxia",33);
        Student s6 = new Student("linqingxia",33);

        //把學生添加到集合
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
        ts.add(s6);

        //遍歷集合
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
    }
}

輸出結果(先根據年齡升序,年齡相同再根據姓名字母順序排序)

wangzhaojun,28
xishi,29
diaochan,30
linqingxia,33
yangyuhuan,33

Map集合

Map集合概述

interface Map<K,V> K:鍵的型別;V:值的型別

Map集合特點

?鍵值對映射關系
?一個鍵對應一個值
?鍵不能重復,值可以重復
?元素存取無序

Map集合的基本功能

方法名說明
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

Map集合的基本功能示例

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);
    }
}

Map集合的獲取功能

方法名說明
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

Map集合的獲取功能示例

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);
        }
    }
}

Map集合的遍歷

第一種遍歷方式(通過keySet()方法)

步驟分析

  • 獲取所有鍵的集合,用keySet()方法實作

  • 遍歷鍵的集合,獲取到每一個鍵,用增強for實作

  • 根據鍵去找值,用get(Object key)方法實作

代碼示例

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);
        }
    }
}

第二種遍歷方式(通過entrySet()方法)

步驟分析

  • 獲取所有鍵值對物件的集合,Set<Map.Entry<K,V>> entrySet():獲取所有鍵值對物件的集合

  • 遍歷鍵值對物件的集合,得到每一個鍵值對物件,用增強for實作

  • 根據鍵值對物件獲取鍵和值,用getKey()得到鍵,用getValue()得到值

代碼實作:

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);
        }
    }
}

綜合應用

集合嵌套之HashMap嵌套ArrayList

案例需求

?創建一個HashMap集合,存盤三個鍵值對元素,每一個鍵值對元素的鍵是 String,值是ArrayList
?每一個ArrayList的元素是String,并遍歷,

代碼實作

public class HashMapIncludeArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //創建HashMap集合
        HashMap<String, ArrayList<String>> hm = new HashMap<String, ArrayList<String>>();

        //創建ArrayList集合,并添加元素
        ArrayList<String> sgyy = new ArrayList<String>();
        sgyy.add("諸葛亮");
        sgyy.add("趙云");
        //把ArrayList作為元素添加到HashMap集合
        hm.put("三國演義",sgyy);

        ArrayList<String> xyj = new ArrayList<String>();
        xyj.add("唐僧");
        xyj.add("孫悟空");
        //把ArrayList作為元素添加到HashMap集合
        hm.put("西游記",xyj);

        ArrayList<String> shz = new ArrayList<String>();
        shz.add("武松");
        shz.add("魯智深");
        //把ArrayList作為元素添加到HashMap集合
        hm.put("水滸傳",shz);

        //遍歷HashMap集合
        Set<String> keySet = hm.keySet();
        for(String key : keySet) {
            System.out.println(key);
            ArrayList<String> value = hm.get(key);
            for(String s : value) {
                System.out.println("\t" + s);
            }
        }
    }
}

集合嵌套之ArrayList嵌套HashMap

案例需求

?創建一個ArrayList集合,存盤三個元素,每一個元素都是HashMap
?每一個HashMap的鍵和值都是String,并遍歷,

代碼實作

public class ArrayListIncludeHashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //創建ArrayList集合
        ArrayList<HashMap<String, String>> array = new ArrayList<HashMap<String, String>>();

        //創建HashMap集合,并添加鍵值對元素
        HashMap<String, String> hm1 = new HashMap<String, String>();
        hm1.put("孫策", "大喬");
        hm1.put("周瑜", "小喬");
        //把HashMap作為元素添加到ArrayList集合
        array.add(hm1);

        HashMap<String, String> hm2 = new HashMap<String, String>();
        hm2.put("郭靖", "黃蓉");
        hm2.put("楊過", "小龍女");
        //把HashMap作為元素添加到ArrayList集合
        array.add(hm2);

        HashMap<String, String> hm3 = new HashMap<String, String>();
        hm3.put("令狐沖", "任盈盈");
        hm3.put("林平之", "岳靈珊");
        //把HashMap作為元素添加到ArrayList集合
        array.add(hm3);

        //遍歷ArrayList集合
        for (HashMap<String, String> hm : array) {
            Set<String> keySet = hm.keySet();
            for (String key : keySet) {
                String value = hm.get(key);
                System.out.println(key + "," + value);
            }
        }
    }
}

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