黑马程序员——Java基础---集合框架（二）及工具类Collections、Arrays
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第一讲 Map集合
一、概述
1、简述
Map
2、特点
1）该集合存储键值对。一对一对往里存。
2）而且要保证键的唯一性。
二、Map集合的子类
Map
|--Hashtable:底层是哈希表数据结构，不可以存入null键null值。该集合是线程同步的。jdk1.0.效率低。
|--HashMap：底层是哈希表数据结构，允许使用 null 值和 null 键，该集合是不同步的。将hashtable替代，jdk1.2.效率高。
|--TreeMap：底层是二叉树数据结构。线程不同步。可以用于给map集合中的键进行排序。
三、Map集合的常用方法
1、添加
put(K key, V value); //添加元素，如果出现添加时，相同的键。那么后添加的值会覆盖原有键对应值。并且put方法会返回被覆盖的值。
putAll(Map m) //添加一个集合
2、删除
clear(); //清空
remove(Object key); //删除指定键值对
3、判断
containsValue(Object value) ; //判断值是否存在
containsKey(Object key) ; //判断键是否存在
isEmpty(); //判断是否为空
4、获取
get(Object key); //通过键获取值
size(); //获取集合的长度
values(); //获取Map集合中的所有的值，返回一个Collection集合
Set
Set
注：HashMap集合可以通过get()的返回值来判断一个键是否存在，通过返回null来判断。
四、Map集合的两种取出方式
Map集合的取出原理：将Map集合转成Set集合，再通过迭代器取出。
1、Set
示例：
import java.util.*;
class MapDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Map map = new HashMap();
map.put("02","tom2");
map.put("03","tom3");
map.put("01","tom1");
map.put("04","tom4");
//先获取map集合中的所有键的Set集合，keySet()
Set keySet = map.keySet();
//有了Set集合，就可以获取迭代器
Iterator it = keySet.iterator();
while(it.hasNext())
{
String key = it.next();
//有了键可以通过map集合的get获取其对应的值
String value = map.get(key);
System.out.println("key:"+key+"value:"+value);
}
}
} 示例：
import java.util.*;
class MapDemo2
{
public static void main(String[] args)
{
Map map = new HashMap();
map.put("02","tom2");
map.put("03","tom3");
map.put("01","tom1");
map.put("04","tom4");
//将Map集合中的映射关系取出，存入到Set集合中
Set> entrySet = map.entrySet();
//有了Set集合，就可以获取迭代器
Iterator> it = entrySet.iterator();
while(it.hasNext())
{
Map.Entry me = it.next();
//通过Map.Entry中特有的方法getKey()和getValue()获取键和值
String key = me.getKey();
String value = me.getValue();
System.out.println(key+":"+value);
}
}
} Map是一个接口。其实，Entry也是一个接口，Entry其实就是Map中的一个static内部接口。就相当于内部类一样。为什么要定义到内部呢？因为只有有了Map集合，有了键
值对，才会有键值的映射关系。关系属于Map集合中的一个内部事物。而且该事物在直接访问Map集合中的元素。
练习：
/*
需求：
每一个学生都有对应的归属地。
学生Student，地址String。
学生属性：姓名，年龄。
注意：姓名和年龄相同的视为同一个学生。
保证学生的唯一性。
思路：
1、描述学生。
2、定义map容器。将学生作为键，地址作为值。存入。
3、获取map集合中的元素。
*/
import java.util.*;
//描述学生类
class Student implements Comparable
{
private String name;
private int age;
Student(String name,int age)
{
this.name = name;
this.age = age;
}
//复写compareTo
public int compareTo(Student s)
{
int num = new Integer(this.age).compareTo(new Integer(s.age));
if(num==0)
return this.name.compareTo(s.name);
return num;
}
//复写hashCode
public int hashCode()
{
return name.hashCode()+age*34;
}
//复写equals,比较对象内容
public boolean equals(Object obj)
{
if(!(obj instanceof Student))
throw new ClassCastException("类型不匹配");
Student s = (Student)obj;
return this.name.equals(s.name)&& this.age == s.age;
}
public String getName()
{
return name;
}
public int getAge()
{
return age;
}
//复写toString(),自定义输出内容
public String toString()
{
return name+":"+age;
}
}
class MapTest
{
public static void main(String[] args)
{
Map map = new HashMap();
map.put(new Student("tom01",21),"beijing");
map.put(new Student("tom02",22),"shanghai");
map.put(new Student("tom03",23),"tianjin");
map.put(new Student("tom01",24),"lanzhou");
//第一种取出方式keySet
Set keySet = map.keySet();
Iterator it = keySet.iterator();
while(it.hasNext())
{
Student stu = it.next();
String addr = map.get(stu);
System.out.println(stu.getName()+":"+stu.getAge()+".."+addr);
}
//第二种取出方式 entrySet
Set> entrySet = map.entrySet();
Iterator> it1 = entrySet.iterator();
while(it1.hasNext())
{
Map.Entry me = it1.next();
Student stu = me.getKey();
String addr = me.getValue();
System.out.println(stu.getName()+":"+stu.getAge()+"...."+addr);
}
}
}
1、什么时候使用Map集合：当数据之间存在映射关系时，就应该首先想到用map集合。
2、示例：
获取某个字符串中的字母出现的次数。如："sdfgzxcvasdfxcvdf"，打印出：a(1)c(2).....的结果
通过结果发现，每一个字母都有对应的次数。说明字母和次数之间都有映射关系。
代码：
/*
思路：
1、将字符串转换成字符数组。因为要对每一个字母进行操作。
2、定义一个map集合，因为打印结果的字母有顺序，所以使用treemap集合。
3、遍历字符数组。
将每一个字母作为键去查map集合。
如果返回null，将该字母和1存入到map集合中。
如果返回不是null，说明该字母在map集合已经存在并有对应次数。
那么就获取该次数并进行自增。，然后将该字母和自增后的次数存入到map集合中。覆盖原来键所对应的值。
4、将map集合中的数据变成指定的字符串形式返回。
*/
import java.util.*;
class MapTest
{
public static void main(String[] args)
{
String s = charCount("absfafe,ferge+rtryhrjhy");
System.out.println(s);
}
//获取字符串中字符出现的次数
public static String charCount(String str)
{
char[] chs = str.toCharArray();
//定义一个TreeMap集合
TreeMap map = new TreeMap();
int count = 0;
for(int x=0;x='a' && chs[x]<='z') || chs[x]>='A' && chs[x]<='Z')
continue;//如果字符串中不是字母，则跳出本次循环进行下次循环
Integer value = map.get(chs[x]);
if(value!=null)//如果集合中没有该字母则存入
count = value;
count++;
map.put(chs[x],count);//存入键值对
count = 0;
}
//定义一个容器，将键值对存入
StringBuilder sb = new StringBuilder();
Set> entrySet = map.entrySet();
Iterator> it = entrySet.iterator();
//遍历集合
while(it.hasNext())
{
Map.Entry me = it.next();
Character ch = me.getKey();
Integer value = me.getValue();
sb.append(ch+"("+value+")");
}
return sb.toString();//返回字符串
}
} 在很多项目中，应用比较多的是一对多的映射关系，这就可以通过嵌套的形式将多个映射定义到一个大的集合中，并将大的集合分级处理，形成一个体系。
如：
/*
map扩展知识。
map集合被使用是因为具备映射关系。
下面是一个学校有多个教室。每一个教室都有名称。
*/
import java.util.*;
class Student
{
private String id;
private String name;
Student(String id,String name)
{
this.id = id;
this.name = name;
}
public String toString()
{
return id+":"+name;
}
}
class MapDemo3
{
public static void method_list()
{
//学校集合
HashMap> cxsw = new HashMap>();
//qh班集合
List qh = new ArrayList();
//zy班集合
List zy = new ArrayList();
//学校中班级集合和名称的集合
cxsw.put("siqi",qh);
cxsw.put("yiqi",zy);
//qh班中学生学号和姓名的映射
qh.add(new Student("01","tom"));
qh.add(new Student("02","Jerry"));
//zy班中学生学号和姓名的映射
zy.add(new Student("01","Danny"));
zy.add(new Student("02","Jack"));
Iterator it = cxsw.keySet().iterator();
while(it.hasNext())
{
String className = it.next();
List clas = cxsw.get(className);
getInfos(clas);
}
}
//获取全部学生信息
public static void getInfos(List list)
{
Iterator it = list.iterator();
while(it.hasNext())
{
Student s = it.next();
System.out.println(s);
}
}
public static void main(String[] args)
{
method_list();
}
//获取班级中学生信息，包括姓名和学号
public static void getStudentInfo(HashMap classMap)
{
Iterator it = classMap.keySet().iterator();
while(it.hasNext())
{
String id = it.next();
String name = classMap.get(id);
System.out.println(id+":"+name);
}
}
} 二、常见操作
1、查找
T max(Collection coll);//根据集合的自然顺序，获取coll集合中的最大元素
T max(Collection coll,Comparator comp);//根据指定比较器comp的顺序，获取coll集合中的最大元素
int binarySearch(Lsit> list,Tkey);//二分法搜索list集合中的指定对象
2、替换
void fill(List list, T obj);//将list集合中的全部元素替换成指定对象obj
boolean replaceAll(List
void swap(Listlist,int i,int j);/在指定列表的指定位置处交换元素
3、排序
void shuffle(List list);//使用默认随机源对list集合中的元素进行随机排序
void sort(List
void sort(List
4、反转
reverse(List list);//反转list集合中元素的顺序
Comparator reverseOrder();//返回一个比较器，强行逆转了实现Comparable接口的对象的自然顺序
Comparator reverseOrder(Comparator
5、同步的集合
List
Map
三、Collections和Collectio的区别
Collection是集合框架中的一个顶层接口，它里面定义了单列集合的共性方法。
它有两个常用的子接口：
List：对元素都有定义索引。有序的。可以重复元素。
Set：不可以重复元素。无序。
Collections是集合框架中的一个工具类。该类中的方法都是静态的。提供的方法中有可以对list集合进行排序，二分查找等方法
通常常用的集合都是线程不安全的。因为要提高效率。如果多线程操作这些集合时，可以通过该工具类中的同步方法，将线程不安全的集合，转换成安全的。
练习：
/*
使用Collections中的fill对list集合中的部分元素替换成指定元素。
思路：
1、将List集合中要替换的部分元素取出，并存入另一个集合。
2、将原集合中要替换的元素移除。
3、用fill方法将要替换的元素进行替换。
4、将取出的部分增加进集合。
*/
import java.util.*;
class FillTest
{
public static void main(String[] args)
{
List list = new ArrayList();
list.add("abc");
list.add("ab");
list.add("abcd");
list.add("a");
list.add("abcde");
try
{
fillSome(list,1,5,"heima");
}
catch (InputException e)
{
System.out.println(e.toString());
}
System.out.println(list);
}
//替换部分元素方法
public static void fillSome(List list,int start,int end,String s)throws InputException
{
if(start>=end)
throw new InputException("没有要替换的元素");//如果输入的值小于或等于start,则抛出异常
//定义一个新集合
List li = new ArrayList();
//因为每移除一次，后面的元素就会补上，所以这里用y来控制次数
for (int x=start,y=start;y 二、常见方法
1、Lsit
注意：
a、将数组转换成集合，不可使用集合的增删方法，因为数组的长度是固定的。如果进行增删操作，则会产生UnsupportedOperationException的编译异常。
b、如果数组中的元素都是对象，则变成集合时，数组中的元素就直接转为集合中的元素。
c、如果数组中的元素都是基本数据类型，那么会将该数组作为集合中的元素存在。
2、binarySearch()：二分查找方法，fill()：替换方法，sort()：排序方法等
特点：可对数组元素进行相应操作，可以接受除boolean之外的其他各种基本数据类型及有序的引用类型数组的参数，且还可以对指定元素的范围，并可根据指定比较器进
行相应的操作。
如：sort(T[]a,Comparator c)
fill(int[]a,int from,int to)等
3、String toString();//可以接收各种数组类型参数，并返回指定数组内容的字符串表现形式。
示例：
import java.util.*;
class ArraysDemo
{
public static void main(String[] args)
{
//int[] arr = {2,3,4};
//System.out.println(Arrays.toString(arr));//转换为字符串形式
String[] arr = {"abc","dd","ffff"};
List list = Arrays.asList(arr);
sop("contains:"+list.contains("dd"));//判断是否存在"dd"这个元素
//list.add("qq");
sop(list);
//int[] nums = {2,3,4};
Integer[] nums = {2,3,4};
List list1 = Arrays.asList(nums);
sop(list1);
}
public static boolean myContains(String[] arr,String key)
{
for(int x=0;x Collection接口中的toArray方法。
1、指定类型的数组到底要定义多长呢？
当指定类型的数组长度小于了集合的size，那么该方法内部会创建一个新的数组。长度为集合的size。
当指定类型的数组长度大于了集合的size，就不会新创建了数组。而是使用传递进来的数组。
所以创建一个刚刚好的数组最优。
2、为什么要将集合变数组？
为了限定对元素的操作。不需要进行增删了。
示例：
import java.util.*;
class CollectionToArray
{
public static void main(String[] args)
{
ArrayList list = new ArrayList();
list.add("tom01");
list.add("tom02");
list.add("tom03");
//将集合变为String数组
String[] arr = list.toArray(new String[list.size()]);
sop(Arrays.toString(arr));//利用Arrays操作数组的方法
}
public static void sop(Object obj)
{
System.out.println(obj);
}
} 高级for有一个局限性。必须有被遍历的目标（集合或数组）。
传统for遍历数组时有索引。
建议在遍历数组的时候，还是希望是用传统for。因为传统for可以定义角标。
示例：
import java.util.*;
class ForEachDemo
{
public static void main(String[] args)
{
//定义一个ArrayList集合
ArrayList al = new ArrayList();
al.add("abc1");
al.add("abc2");
al.add("abc3");
for(String s : al)
{
//s = "kk";
System.out.println(s);
}
System.out.println(al);
//传统for与高级for遍历数组
int[] arr = {3,5,1};
for(int x=0; x hm = new HashMap();
hm.put(1,"a");
hm.put(2,"b");
hm.put(3,"c");
//keySet取出方式的高级for遍历
Set keySet = hm.keySet();
for(Integer i : keySet)
{
System.out.println(i+"::"+hm.get(i));
}
//entrySet取出方式的高级for遍历
for(Map.Entry me : hm.entrySet())
{
System.out.println(me.getKey()+"------"+me.getValue());
}
}
} 如果一个方法在参数列表中传入多个参数，个数不确定，那么每次要复写该方法。这时可以用数组作为形式参数，但是传入时，每次都要一个数组对象，作为实际参数。在
JDK1.5版本之后，就提供了一个新特性：可变参数。
可变参数，其实就是上一种数组参数的简写形式。不用每一次都手动的建立数组对象。只要将要操作的元素作为参数传递即可。隐式将这些参数封装成了数组。
注意：在使用时，可变参数一定要定义在参数列表最后面。
示例：
class ParamMethodDemo
{
public static void main(String[] args)
{
show("haha",2,3,4,5,6);
}
public static void show(String str,int...arr)
{
System.out.println(arr.length);
}
public static void show(int a,int b)
{
System.out.println(a+","+b);
}
}三、静态导入
1、写法
import static java.util.Arrays.*;//导入的是Arrays这个类中的所有静态成员。
import static java.lang.System.*;//导入了System类中所有静态成员。
没加static导入的是类，加上static导入的是某一类中所有的静态成员。这样写在调用该类的静态方法时可以不用再写类名。如：Arra.sort(数组);就可以直接写sort(数组)。
2、注意
当导入的两个类中有同名成员时，需要在成员前加上相应的类名。
当类名重名时，需要指定具体的包名。当方法重名时，指定具备所属的对象或者类。
示例：
import static java.util.Arrays.*;//导入的是Arrays这个类中的所有静态成员。
import static java.lang.System.*;//导入了System类中所有静态成员。
class StaticImport //extends Object 当没有指定继承时，所有类默认继承Object
{
public static void main(String[] args)
{
out.println("haha");//打印输出时可以直接省略数学System
int[] arr = {3,1,5};
sort(arr);//使用Arra工具类的方法sort时就可以省略书写Array
int index = binarySearch(arr,1);
//因为toString方法都具备，为了区分，必须写具体调用者
out.println(Arrays.toString(arr));
System.out.println("Index="+index);
}
}