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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:
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:
实现类ArrayList
中构造器及方法:
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
import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class ListDemo1 { public static void main(String[] args) { 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) + ","); } } }
内存中,集合的存储和数组类似:
案例:公告管理
需求:(增删改查)
任务:
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
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。
案例:利用HashSet存储多个表示颜色的英文单词,并输出。
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。
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) { // 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。
案例:宠物猫信息管理
需求:(增删改查)
任务:宠物猫类
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:
Map
HashMap实现类
具体方法不在过多介绍,结合文档与案例了解
案例:完成一个类似字典的功能
HashMap
中HashMap
中的内容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) { 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; } } } }
案例:商品信息管理
需求:
任务:
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()); } } }
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