JavaSE学习进阶day06_03 Collections类和Map集合

第三章 Collections类

3.1 Collections常用功能

• java.utils.Collections是集合工具类，用来对集合进行操作。

  常用方法如下：

• public static void shuffle(List list):打乱集合顺序。

• public static void sort(List list):将集合中元素按照默认规则排序。

• public static void sort(List list，Comparator ):将集合中元素按照指定规则排序。

代码演示：

public class CollectionsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList list = new ArrayList();
   
        list.add(100);
        list.add(300);
        list.add(200);
        list.add(50);
        //排序方法 
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list);
    }
}
结果：
[50,100, 200, 300]

我们的集合按照默认的自然顺序进行了排列，如果想要指定顺序那该怎么办呢？

3.2 Comparator比较器

创建一个学生类，存储到ArrayList集合中完成指定排序操作。

Student 类

public class Student{
    private String name;
    private int age;
    //构造方法
    //get/set
    //toString
}

测试类：

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建四个学生对象 存储到集合中
        ArrayList list = new ArrayList();
​
        list.add(new Student("rose",18));
        list.add(new Student("jack",16));
        list.add(new Student("abc",20));
        Collections.sort(list, new Comparator() {//注意和TreeSet比较
          @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
            return o1.getAge()-o2.getAge();//以学生的年龄升序（前-后是升序）
         }
        });
​
​
        for (Student student : list) {
            System.out.println(student);
        }
    }
}
Student{name='jack', age=16}
Student{name='rose', age=18}
Student{name='abc', age=20}

总结：回顾一下TreeSet的比较，也是用Lambda表达式，和这个一模一样。

3.3 可变参数

在JDK1.5之后，如果我们定义一个方法需要接受多个参数，并且多个参数类型一致，我们可以对其简化.

格式：

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型... 形参名){  }

底层：

其实就是一个数组

好处：

在传递数据的时候，省的我们自己创建数组并添加元素了，JDK底层帮我们自动创建数组并添加元素了

代码演示:

  public class ChangeArgs {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = getSum(6, 7, 2, 12, 2121);
        System.out.println(sum);
    }
    
    public static int getSum(int... arr) {
        int sum = 0;
         for (int a : arr) {
         sum += a;
        }
         return sum;
    }
}

注意：

1.一个方法只能有一个可变参数

2.如果方法中有多个参数，可变参数要放到最后。

应用场景: Collections

在Collections中也提供了添加一些元素方法：

public static boolean addAll(Collection c, T... elements):往集合中添加一些元素。

代码演示:

public class CollectionsDemo {
    public static void main(String[] args) {
      ArrayList list = new ArrayList();
      //原来写法
      //list.add(12);
      //list.add(14);
      //list.add(15);
      //list.add(1000);
      //采用工具类 完成 往集合中添加元素  
      Collections.addAll(list, 5, 222, 1，2);
      System.out.println(list);
}

第四章 斗地主发牌

4.1 案例介绍

按照斗地主的规则，完成洗牌发牌的动作。 具体规则：

使用54张牌打乱顺序,三个玩家参与游戏，三人交替摸牌，每人17张牌，最后三张留作底牌。

4.2 案例分析

• 准备牌：

  牌可以设计为一个ArrayList,每个字符串为一张牌。 每张牌由花色数字两部分组成，我们可以使用花色集合与数字集合嵌套迭代完成每张牌的组装。 牌由Collections类的shuffle方法进行随机排序。

• 发牌

  将每个人以及底牌设计为ArrayList,将最后3张牌直接存放于底牌，剩余牌通过对3取模依次发牌。

• 看牌

  直接打印每个集合。

4.3 代码实现

public class CollectionsDemo3 {
    //准备牌盒
    static ArrayList list = new ArrayList<>();
    //静态代码块
    static{
        //1.准备牌
        String[] colorArr = {"黑桃","红桃","梅花","方块"};
        String[] numberArr = {"3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K","A","2"};
        for (String color : colorArr) {
            for (String number : numberArr) {
                list.add(color + number);
            }
        }
        list.add("大王");
        list.add("小王");
    }
    
    
    public static void main(String[] args) {
        //2.洗牌
        Collections.shuffle(list);//随机打乱牌的顺序
        //3.发牌
        ArrayList diPai = new ArrayList<>();
        ArrayList zhouXC = new ArrayList<>();//定义三个不同玩家的集合
        ArrayList zhouRF = new ArrayList<>();
        ArrayList liuDH = new ArrayList<>();
        //遍历的时候。如果仅仅只想获取元素，增强for
        //如果在遍历的时候，要添加或者删除，用迭代器
        //如果在遍历的时候，要操作索引，用普通for
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            //索引 跟 牌 有一个对应关系
            //索引 % 3 == 0 发给第一个人
            //索引 % 3 == 1 发给第二个人
            //索引 % 3 == 2 发给第三个人
            String poker = list.get(i);
            if(i <= 2){//最后三张牌是底牌
                diPai.add(poker);
                continue;
            }
            if(i % 3 == 0){
                zhouXC.add(poker);
            }else if(i % 3 == 1){
                zhouRF.add(poker);
            }else{
                liuDH.add(poker);
            }
        }
        //4.遍历
        System.out.println("底牌：" + diPai);
        System.out.println("周星驰：" + zhouXC);
        System.out.println("周润发：" + zhouRF);
        System.out.println("刘德华：" + liuDH);
​
    }
}

第五章 Map集合

5.1 概述

现实生活中，我们常会看到这样的一种集合：IP地址与主机名，身份证号与个人，系统用户名与系统用户对象等，这种一一对应的关系，就叫做映射。Java提供了专门的集合类用来存放这种对象关系的对象，即java.util.Map接口。

我们通过查看Map接口描述，发现Map接口下的集合与Collection接口下的集合，它们存储数据的形式不同，如下图。

 

• Collection中的集合，元素是孤立存在的（理解为单身），向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。

• Map中的集合，元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成，通过键可以找对所对应的值。

• Collection中的集合称为单列集合，Map中的集合称为双列集合。

• 需要注意的是，Map中的集合不能包含重复的键，值可以重复；每个键只能对应一个值。

5.2 Map的常用子类

通过查看Map接口描述，看到Map有多个子类，这里我们主要讲解常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。

• HashMap：存储数据采用的哈希表结构，元素的存取顺序不能保证一致。由于要保证键的唯一、不重复，需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。

• LinkedHashMap：HashMap下有个子类LinkedHashMap，存储数据采用的哈希表结构+链表结构。通过链表结构可以保证元素的存取顺序一致；通过哈希表结构可以保证的键的唯一、不重复，需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。

• TreeMap：TreeMap集合和Map相比没有特有的功能，底层的数据结构是红黑树；可以对元素的键进行排序，排序方式有两种:自然排序和比较器排序

tips：Map接口中的集合都有两个泛型变量,在使用时，要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量的数据类型可以相同，也可以不同。

5.3 Map的常用方法

Map接口中定义了很多方法，常用的如下：

• public V put(K key, V value): 把指定的键与指定的值添加到Map集合中。

• public V remove(Object key): 把指定的键所对应的键值对元素 在Map集合中删除，返回被删除元素的值。

• public V get(Object key) 根据指定的键，在Map集合中获取对应的值。

• public Set keySet(): 获取Map集合中所有的键，存储到Set集合中。

• public Set> entrySet(): 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

• public boolean containKey(Object key):判断该集合中是否有此键。

先看put()方法：

当键值相同时，后面的值会覆盖掉前面的值，这是put()方法的一个特点。

再看：

发现put()方法的返回值是返回被覆盖的那个值。但是这个我们一般用不到。

Map接口的方法演示

public class MapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建 map对象
        HashMap  map = new HashMap();
​
        //添加元素到集合
        map.put("黄晓明", "杨颖");
        map.put("文章", "马伊琍");
        map.put("邓超", "孙俪");
        System.out.println(map);
​
        //String remove(String key)
        System.out.println(map.remove("邓超"));//remove返回值是被删除的键值对的值
        System.out.println(map);
​
        // 想要查看 黄晓明的媳妇 是谁
        System.out.println(map.get("黄晓明"));
        System.out.println(map.get("邓超"));    
    }
}

总结：

使用put方法时，若指定的键(key)在集合中没有，则没有这个键对应的值，返回null，并把指定的键值添加到集合中；

若指定的键(key)在集合中存在，则返回值为集合中键对应的值（该值为替换前的值），并把指定键所对应的值，替换成指定的新值。

5.4 Map的遍历

首先要知道一点的是：Map不能直接用迭代器进行遍历。

方式1:键找值方式

通过元素中的键，获取键所对应的值

分析步骤：

1. 获取Map中所有的键，由于键是唯一的，所以返回一个Set集合存储所有的键。方法提示:keyset()

2. 遍历键的Set集合，得到每一个键。

3. 根据键，获取键所对应的值。方法提示:get(K key)

遍历图解：

代码示例：

//1.创建一个集合
HashMap hm = new HashMap<>();
//2.添加元素
hm.put("郭靖","黄蓉");
hm.put("尹志平","小龙女");
hm.put("林平之","岳灵珊");
​
//3.遍历
//方式一：键找值
//先把所有的键都获取出来，放到一个Set集合中
Set keys = hm.keySet();
for (String key : keys) {
    //得到每一个键之后，再通过键找值
    String value = hm.get(key);
    System.out.println(key + ", " + value);

方式2:键值对方式

即通过集合中每个键值对(Entry)对象，获取键值对(Entry)对象中的键与值。

Entry键值对对象:

我们已经知道，Map中存放的是两种对象，一种称为key(键)，一种称为value(值)，它们在在Map中是一一对应关系，这一对对象又称做Map中的一个Entry(项)。Entry将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象，这样我们在遍历Map集合时，就可以从每一个键值对（Entry）对象中获取对应的键与对应的值。

在Map集合中也提供了获取所有Entry对象的方法：

• public Set> entrySet(): 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。（注意这里有泛型的嵌套）

获取了Entry对象 , 表示获取了一对键和值，那么同样Entry中 , 分别提供了获取键和获取值的方法：

• public K getKey()：获取Entry对象中的键。

• public V getValue()：获取Entry对象中的值。

操作步骤与图解：

1. 获取Map集合中，所有的键值对(Entry)对象，以Set集合形式返回。方法提示:entrySet()。

2. 遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合，得到每一个键值对(Entry)对象。

3. 通过键值对(Entry)对象，获取Entry对象中的键与值。 方法提示:getkey() getValue()

遍历图解：

 

tips：Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了。

代码示例：

//1.创建一个集合
HashMap hm = new HashMap<>();
//2.添加元素
hm.put("郭靖","黄蓉");
hm.put("尹志平","小龙女");
hm.put("林平之","岳灵珊");
hm.put("韦小宝","双儿");
hm.put("成昆","阳夫人");
​
//3.获取Map集合中的每一个键值对对象Entry
//把每一个键值对对象放到一个Set集合中
Set> entries = hm.entrySet();
//遍历Set集合
for (Map.Entry entry : entries) {
    //entry 依次表示每一个键值对对象
    String key = entry.getKey();
    String value = entry.getValue();
    System.out.println(key + ", " + value);
}

方式3：lambda表达式方式

和单列集合一样，涉及到forEach方法：

代码示例：

package com.itheima.a08mapdemo;
​
import java.util.HashMap;
import java.util.function.BiConsumer;
​
public class MapDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建一个集合
        HashMap hm = new HashMap<>();
        //2.添加元素
        hm.put("郭靖", "黄蓉");
        hm.put("尹志平", "小龙女");
        hm.put("林平之", "岳灵珊");
        hm.put("韦小宝", "双儿");
        hm.put("成昆", "阳夫人");
​
        //3.利用匿名内部类来遍历集合
        hm.forEach(new BiConsumer() {
            @Override
            public void accept(String key, String value) {
                System.out.println(key + ", " + value);
            }
        });
​
        //4.利用lambda表达式来遍历集合
        hm.forEach((String key, String value) -> {
            System.out.println(key + ", " + value);
        }
                  );
​
        //5.简化lambda表达式来遍历集合
        hm.forEach((key, value) -> System.out.println(key + ", " + value) );
    }
}
​

(下面的知识点明天讲)

练习：统计景点次数

需求：

某个班级80名学生，现在需要组成秋游活动，班长提供了四个景点依次是（A、B、C、D）, ​ 每个学生只能选择一个景点，请统计出最终哪个景点想去的人数最多。

代码示例：

//1.让同学们进行选择
String[] arr = {"A","B","C","D"};
Random r = new Random();
//把同学们的选择都存入到集合中
ArrayList list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 80; i++) {
    int randomIndex = r.nextInt(arr.length);
    list.add(arr[randomIndex]);
}
//2.统计每个景点的选择次数
//A=10   B=20  C=30  D=40
HashMap hm = new HashMap<>();
//遍历list集合，拿到每一个景点的名字
for (String name : list) {
    if(hm.containsKey(name)){
        //表示已经存在
        //如果当前景点已经存在，把原有的次数拿出来+1
        //此时put（景点的名字，新的次数）
        int count = hm.get(name);
        count++;
        hm.put(name,count);
    }else{
        //表示不存在
        //如果当前景点在map集合不存在，表示第一次选择
        //此时put（景点的名字，1）
        hm.put(name,1);
    }
}
//3.遍历map集合
hm.forEach((key,value)->System.out.println(key + ", " + value));

5.5 HashMap存储自定义类型

小结：

还有：

练习：每位学生（姓名，年龄）都有自己的家庭住址。那么，既然有对应关系，则将学生对象和家庭住址存储到map集合中。学生作为键, 家庭住址作为值。

注意，学生姓名相同并且年龄相同视为同一名学生。

编写学生类：

public class Student {
    private String name;
    private int age;
​
    //构造方法
    //get/set
    @Override
    public boolean equals(Object o) {//必须重写equals方法
        if (this == o)
            return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass())
            return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);
    }
​
    @Override
    public int hashCode() {//必须重写hashCode方法
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

编写测试类：

public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        //1,创建Hashmap集合对象。
        Map map = new HashMap();
        //2,添加元素。
        map.put(new Student("lisi",28), "上海");
        map.put(new Student("wangwu",22), "北京");
        map.put(new Student("wangwu",22), "南京");
        
        //3,取出元素。键找值方式
        Set keySet = map.keySet();
        for(Student key: keySet){
            String value = map.get(key);
            System.out.println(key.toString()+"....."+value);
        }
    }
}

• 当给HashMap中存放自定义对象时，如果自定义对象作为key存在，这时要保证对象唯一，必须重写对象的hashCode和equals方法(如果忘记，请回顾HashSet存放自定义对象)。

• 如果要保证map中存放的key和取出的顺序一致，可以使用java.util.LinkedHashMap集合来存放。

5.6 LinkedHashMap介绍（底层有双链表机制保证数据添加的时候有序，打印的时候也是有序）

我们知道HashMap保证成对元素唯一，并且查询速度很快，可是成对元素存放进去是没有顺序的，那么我们要保证有序，还要速度快怎么办呢？

在HashMap下面有一个子类LinkedHashMap，它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。

面试加分：LinkedHashMap保证有序是怎么实现的？

用双链表，它保证数据的存的顺序和取的顺序是一致的！！

public class LinkedHashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashMap map = new LinkedHashMap();
        map.put("邓超", "孙俪");
        map.put("李晨", "范冰冰");
        map.put("刘德华", "朱丽倩");
        Set> entrySet = map.entrySet();
        for (Entry entry : entrySet) {
            System.out.println(entry.getKey() + "  " + entry.getValue());
        }
    }
}

结果:

邓超  孙俪
李晨  范冰冰
刘德华  朱丽倩

5.7 TreeMap集合

1.TreeMap介绍

TreeMap集合和Map相比没有特有的功能，底层的数据结构是红黑树；可以对元素的键进行排序，注意，是对键进行排序，而不是对值进行排序！排序方式有两种:自然排序和比较器排序；到时使用的是哪种排序，取决于我们在创建对象的时候所使用的构造方法；

public TreeMap()                                    使用自然排序
public TreeMap(Comparator comparator)    比较器排序

2.演示

案例演示自然排序

public static void main(String[] args) {
    TreeMap map = new TreeMap();
    map.put(1,"张三");
    map.put(4,"赵六");
    map.put(3,"王五");
    map.put(6,"酒八");
    map.put(5,"老七");
    map.put(2,"李四");
    System.out.println(map);
}
​
控制台的输出结果为:
{1=张三, 2=李四, 3=王五, 4=赵六, 5=老七, 6=酒八}

案例演示比较器排序

需求:

1. 创建一个TreeMap集合，键是学生对象(Student)，值是居住地 (String)。存储多个元素，并遍历。

2. 要求按照学生的年龄进行升序排序，如果年龄相同，比较姓名的首字母升序， 如果年龄和姓名都是相同，认为是同一个元素；

实现:

为了保证age和name相同的对象是同一个,Student类必须重写hashCode和equals方法，这两个方法重写的场景只有两种：

1、只有在HashSet中存储自定义对象

2、HashMap的键存储自定义对象

3、TreeSet、TreeMap的键底层是用红黑树实现的，我们不需要重写hashCode和equals方法，我们只需要给TreeSet里面的元素还有TreeMap的键指定排序规则。

public class Student {
    private int age;
    private String name;
    //省略get/set..
    public Student() {}
    public Student(int age, String name) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age &&
                Objects.equals(name, student.name);
    }
    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(age, name);
    }
}

public static void main(String[] args) {
    TreeMap map = new TreeMap(new Comparator() {
        @Override
        public int compare(Student o1, Student o2) {
            //先按照年龄升序
            int result = o1.getAge() - o2.getAge();
            if (result == 0) {
                //年龄相同,则按照名字的首字母升序
                return o1.getName().charAt(0) - o2.getName().charAt(0);
            } else {
                //年龄不同,直接返回结果
                return result;
            }
        }
    });
    map.put(new Student(30, "jack"), "深圳");
    map.put(new Student(10, "rose"), "北京");
    map.put(new Student(20, "tom"), "上海");
    map.put(new Student(10, "marry"), "南京");
    map.put(new Student(30, "lucy"), "广州");
    System.out.println(map);
}
控制台的输出结果为:
{
  Student{age=10, name='marry'}=南京, 
  Student{age=10, name='rose'}=北京, 
  Student{age=20, name='tom'}=上海, 
  Student{age=30, name='jack'}=深圳, 
  Student{age=30, name='lucy'}=广州
}

5.8 Map集合练习

需求：

输入一个字符串中每个字符出现次数。

分析：

1. 获取一个字符串对象

2. 创建一个Map集合，键代表字符，值代表次数。

3. 遍历字符串得到每个字符。

4. 判断Map中是否有该键。

5. 如果没有，第一次出现，存储次数为1；如果有，则说明已经出现过，获取到对应的值进行++，再次存储。

6. 打印最终结果

这种方法就比之前单纯的计算器思想高级的多。

方法介绍

public boolean containKey(Object key):判断该集合中是否有此键。

代码：

public class MapTest {
public static void main(String[] args) {
        //友情提示
        System.out.println("请录入一个字符串:");
        String line = new Scanner(System.in).nextLine();
        // 定义 每个字符出现次数的方法
        findChar(line);
    }
    private static void findChar(String line) {
        //1:创建一个集合 存储  字符 以及其出现的次数
        HashMap map = new HashMap();
        //2:遍历字符串
        for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
            char c = line.charAt(i);
            //判断 该字符 是否在键集中
            if (!map.containsKey(c)) {//说明这个字符没有出现过
                //那就是第一次
                map.put(c, 1);
            } else {
                //先获取之前的次数
                Integer count = map.get(c);
                //count++;
                //再次存入  更新
                map.put(c, ++count);
            }
        }
        System.out.println(map);
    }
}

集合的知识多而杂乱，大家学习的时候一定要结构化学习，对比学习，学习的过程中的同时要总结。我相信，你多学几遍，集合一定能拿下！