Java基础--------集合框架

(参考http://blog.csdn.net/zhongkelee/article/details/46801449 点击打开链接,以此为模板 自己做了整理、修改)

目录

一. 概念

二. 集合框架的体系

2.1 Collection接口

2.1.1 List接口

2.1.2 Set接口

2.2 Map接口,>

2.3 Iterator接口

2.4 Enumeration接口

2.5 集合框架的工具类

2.5.1 Collections类

2.5.2 Arrays类

三. 数组与集合之间的转换

四. 泛型

五. 总结


一. 概念

集合:通常情况下,把具有某种相同性质的一类东西,汇聚成的集体,称为集合。比如,用Java编程的所有程序员,全体中国人等。在数学中的定义是,由一个或多个确定的元素所构成的整体叫做集合。

Java中的集合:是一种工具包,就像是一个容器,里面存储着任意数量的具有共同属性的对象。它包含了集合、链表、队列、栈、映射等常用的数据结构。Java集合可以划分为4个部分:List列表、Set集合、Map映射、Iterator迭代器、Enumeration枚举类、工具类(Arrays和Connections)。其实,可以把一个集合类看成一个微型数据库,操作不外乎“增删改查”四种,我们在学习使用一个具体的集合类时,需要把这四个操作的时空复杂度弄清楚了,基本上就可以说掌握这个类了。

集合与数组的比较:数组中的元素可以是基本数据类型,也可以是对象(实际上数组中保存的是对象的引用变量),而集合中只能保存对象(实际上也是保存对象的引用变量,但通常习惯上认为集合类中保存的是对象)。数组的长度是固定的,而集合长度可变。数组只能通过下标访问数组元素,且类型固定,而有的集合可以通过任意类型查找所映射的具体对象。

集合框架:集合框架是为表示和操作Java中的集合而规定的一种统一的、标准的体系结构。集合框架包含三大块内容:对外的接口、接口的实现和对集合运算的算法。

    接口:是代表集合的抽象数据类型。接口允许集合独立操纵其代表的细节。在面向对象的语言,接口通常形成一个层次。

    实现(类):是集合接口的具体实现。从本质上讲,它们是可重复使用的数据结构。

    算法:是实现集合接口的对象里的方法执行的一些有用的计算,例如:搜索和排序。这些算法被称为多态,那是因为相同的方法可以在相似的接口上有着不同的实现。

集合框架的主要理念用一句话概括就是:提供一套“小而美”的API。API需要对程序员友好,增加新功能时能让程序员们快速上手。此外,所有的集合类都必须能提供友好的交互操作,这包括没有继承Collection类的数组对象。因此,框架提供一套方法,让集合类与数组可以相互转化,并且可以把Map看作成集合。Java 集合框架提供了一套性能优良,使用方便的接口和类,java集合框架位于java.util包中, 所以当使用集合框架的时候需要进行导包,import java.util.*。

二. 集合框架的体系

Java基础--------集合框架_第1张图片

上图完整地给出了集合框架体系中所包含的接口,实现类。学习接口和类的最好方法就是查看它们的源码,并配合使用API文档。下面我们抽取出比较核心的部分,得到简化版框架图,如下:

Java基础--------集合框架_第2张图片

2.1 Collection接口

    Collection:中可以存储的元素间无序,可以重复组各自独立的元素, 即其内的每个位置仅持有一个元素,同时允许有多个null元素对象。
         |--List:有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致),元素都有索引,允许重复元素。
         |--Set:无序(存入和取出顺序有可能不一致),不允许重复元素,必须保证元素的唯一性。
    java.util.Collection接口中的方法:

Java基础--------集合框架_第3张图片

可以看出,Collection接口中的主要方法还是相关的增删改查注意:成功之下添加方法和删除方法,集合的长度会改变。

boolean retainAll(Collection c):对当前集合中保留和指定集合中的相同的元素。如果两个集合元素相同,返回false;如果retainAll修改了当前集合,返回true。 

toArray() 和toArray([])将集合转成数组。

Iterator iterator():获取集合中元素上迭代功能的迭代器对象。取出集合元素。Iterator中只有hasNext(),next(),remove()方法

equals(Object):有时候需要重写

hashCode():

2.1.1 List接口

   List本身是Collection接口的子接口,具备了Collection的所有方法。List 体系特有的共性方法都有索引(角标),这是该集合最大的特点。也就是说,List的特有方法都是围绕索引(角标)定义的。List集合的又分了具体的子类,子类之所以要区分开是因为List的不同子类内部的数据结构(存储数据的方式)不同。
   List:有序(元素存入集合顺序和取出一致),元素都有索引,允许重复元素-->自定义元素类型都要复写equals方法。 
        |--ArrayList:底层的也是数组结构,也是长度可变的,可以理解为长度可变的数组线程不同步的,替代了Vector。增删速度不快。查询速度很快。(因为在内存中是连续空间)
        |--LinkedList:底层的数据结构是链表,线程不同步的。与ArrayList相反,增删速度很快,查询速度较慢。(因为在内存中需要一个个查询、判断地址来寻找下一元素)

        |--Vector:底层的数据结构是数组。数组是可变长度的。线程同步的。增删和查询都巨慢!,Vector几乎被ArrayList所替代了,其实可以理解为Vector是一个支持多线程的ArrayList,只是Vector的增删和查询速度过慢,性能差,几乎不被使用。

    可变长度数组的原理:不断地new 新数组并将原数组元素复制到新数组。即当元素超出数组长度,会产生一个新数组,将原数组的数据复制到新数组中,再将新的元素添加到新数组中。其中, 而Vector是允许设置默认的增长长度,Vector的默认扩容方式为原来的2倍。而ArrayList扩容问题相对复杂一些,关注源码中的 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1),从这里就可以得到一个结论,每次扩容的容量是之前容量的1.5倍(除了空数组下的扩容)。

空数组的情况下满足newCapacity - minCapacity < 0的条件,所以newCapacity=10
当第二次扩容时,又是如何变化的呢?当add第11个元素时,minCapacity=11,在grow方法中,newCapacity=10 + 10>>1 = 15,故而第二次扩容的容量为15。注意下,那么第三次扩容呢?按照1.5倍的说法计算:15 * 1.5 = 22.5,那应该是22还是23?所以一定要注意底层实现是根据位移运算:15 + 15 >> 1 = 22
总结:
1.第一次进行add操作时,默认扩容容量为10
2.扩容的条件:既存元素数 + 1 > 容量
2.扩容规则为:oldCapacity + oldCapacity >> 1,可理解为旧容量的1.5倍。原容量+原容量除以2并向下取整

 List集合支持对元素的增、删、改、查。
    1.添加(增):
        add(index, element):在指定的索引位插入元素。
        addAll(index, collection):在指定的索引位插入一堆元素。
    2.删除(删):
        remove(index):删除指定索引位的元素。 返回被删的元素。
    3.修改(改):
        element set(index, newElement):对指定索引位进行元素的修改。
    4.获取(查):
        element get(index):通过索引获取指定元素。
        int indexOf(element):获取指定元素第一次出现的索引位,如果该元素不存在返回—1;所以,通过—1,可以判断一个元素是否存在。
        int lastIndexOf(element) :反向索引指定元素的位置。
        List subList(start,end) :获取子列表。 
    5.获取所有元素(查全部):

    ListIterator listIterator():list集合特有的迭代器。 在进行list列表元素迭代的时候,如果想要在迭代过程中,想要对元素进行操作的时候。比如,迭代过程中执行添加,会发生ConcurrentModificationException并发修改异常。那是因为集合引用和迭代器引用在同时操作元素,通过集合获取到对应的迭代器后,在迭代中,进行集合引用的元素添加,迭代器并不知道,所以会出现异常情况。如何解决呢?Iterator中只有hasNext(),next(),remove()方法。而ListIterator这个列表迭代器接口具备了对元素的增、删、改、查的动作。

ArrayList类:

接下来先讨论List接口的第一个重要子类:java.util.ArrayList类,我这里先抛开泛型不说,本篇后面有专门阐述。但要注意,由于还没有使用泛型,利用Iterator的next()方法取出的元素必须向下转型,才可使用子类特有方法。针对ArrayList类,我们最需要注意的是,ArrayList的contains()方法底层使用的equals()方法判别的,所以自定义元素类型中必须复写Object的equals()方法。

案例一,往ArrayList中存储自定义对象Person(name, age),代码如下:

package ustc.lichunchun.list.test;  
  
import java.util.ArrayList;  
import java.util.Iterator;  
import java.util.List;    
import ustc.lichunchun.domian.Person;  
  
public class ArrayListTest {    
    public static void main(String[] args) {  
          
        //1.创建ArrayList集合对象。注意:由超类声明,子类来new。调用的最终是子类中定义的方法,如果子类没有,则调用子类的父类方法。这存在一种向上追溯的过程。
        //在list当中将可以调用object当中所有声明public的方法,而调用的方法实体是来自ArrayList的。
	//而之所以list不可以调用,clone()与finalize()方法,只是因为它们是protected的。    
        List list = new ArrayList();  
          
        //2.添加Person类型的对象。 注意:在这个自定义对象Person类中,必须重写toString()方法,最后直接打印p 
        Person p1 = new Person("lisi1", 21);  
        Person p2 = new Person("lisi2", 22);  
          
	//3.往list这个ArrayList中添加Person类的对象。
        list.add(p1);//add(Object obj)  
        list.add(p2);  
        list.add(new Person("lisi3", 23));  
          
        //4.取出元素。  
        for (Iterator it = list.iterator(); it.hasNext();) {  
            //it.next():取出的元素都是Object类型的。需要用到具体对象内容时,需要向下转型。  
            Person p = (Person)it.next();  
            System.out.println(p.getName()+":"+p.getAge());//如果不向下转型,Object类对象没有getName、getAge方法。  
        }  
    }  
} 

案例二,从ArrayList中取出重复的自定义元素。

第1步,先重写Person类中的equals()、toString()。记住:往集合里面存储自定义元素,该元素所属类一定要重写equals()、toString()方法!,代码如下:

package ustc.lichunchun.domian;  
  
public class Person{  
    private String name;  
    private int age;  
    public Person() {  
        super();  
    }  
    public Person(String name, int age) {  
        super();  
        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() {  //重写了toString()方法,为了满足最后的打印pintln()
        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";  
    }  
    /* 
     * 建立Person类自己的判断对象是否相同的依据,必须要覆盖Object类中的equals方法。 
     */  
    public boolean equals(Object obj) {  //重写了equals()方法,为了满足contain()的调用
        //为了提高效率,如果比较的对象是同一个,直接返回true即可。  
        if(this == obj)  
            return true;            
        if(!(obj instanceof Person))  
                throw new ClassCastException("类型错误");  
        Person p = (Person)obj;            
        return this.name.equals(p.name) && this.age==p.age;  
    }  
    /*@Override 
    public boolean equals(Object obj) { 
        if (this == obj) 
            return true; 
        if (obj == null) 
            return false; 
        if (getClass() != obj.getClass()) 
            return false; 
        Person other = (Person) obj; 
        if (age != other.age) 
            return false; 
        if (name == null) { 
            if (other.name != null) 
                return false; 
        } else if (!name.equals(other.name)) 
            return false; 
        return true; 
    }*/  
}  

第2步,在完成上面操作之后,再来操作这个Person类所创建的实体类对象,代码如下:

package ustc.lichunchun.list.test;  
  
import java.util.ArrayList;  
import java.util.Iterator;  
import java.util.List;  
  
import ustc.lichunchun.domian.Person;  
  
public class ArrayListTest3 {  
  
    public static void main(String[] args) {  
 
        List list = new ArrayList();  
	//上文代码中已经对Person类中的equals()和toString()方法进行了重写,equals()的重写是为了满足contain()的调用,toString()的重写是为了满足pintln()的调用
        Person p = new Person("li",19);  
	//往list这个ArrayList中添加Person类的实体类对象
        list.add(p);  
        list.add(p);//存储了一个地址相同的对象。在equals方法中直接先this==obj即可。  
        list.add(new Person("li",20));  
        list.add(new Person("li",23));  
        list.add(new Person("li",26));  
        list.add(new Person("li",23));  
        list.add(new Person("li",26));  
        list.add(new Person("li",20));  
          
        System.out.println(list);  
        singleElement(list);  //调用具体方法,取出重复的元素
        System.out.println(list);  
    }  
    public static void singleElement(List list){  
        List temp = new ArrayList();  
        for (Iterator it = list.iterator(); it.hasNext();) {  
            Object obj = (Object) it.next();  
            if(!temp.contains(obj))// --> contains()方法底层调用的是容器中元素对象的equals()方法!  
                //这里如果Person类自身不定义equals方法,就使用Object的equals()方法,比较的就仅仅是地址了。  
                temp.add(obj);  
        }  
        list.clear();  
        list.addAll(temp);  
    }  
}  

案例三,ArrayList实现遍历的几种方法,代码如下:

import java.util.Iterator;
import java.util.List;
 
/**
 * 测试类
 * @author 小浩
 * @创建日期 2015-3-2
 */

public class Test{
public static void main(String[] args) {
     List list=new ArrayList();
     list.add("Hello");
     list.add("World");
     list.add("HAHAHAHA");
     //第一种遍历方法使用foreach遍历List
     for (String str : list) {            //也可以改写for(int i=0;i ite=list.iterator();
     while(ite.hasNext())
     {
         System.out.println(ite.next());
     }
 }
}

LinkedList类:

java.util.LinkedList类是List接口的链表实现,底层是一个双向循环链表,可以利用LinkedList实现堆栈、队列这两个数据结构。它的特有方法有如下这些:    
    addFirst();
    addLast();
    在jdk1.6以后:
    offerFirst();
    offerLast();
    removeFirst():获取链表中的第一个元素,并删除链表中的第一个元素。如果链表为空,抛出NoSuchElementException
    removeLast();
    在jdk1.6以后:
    pollFirst();获取链表中的第一个元素,并删除链表中的第一个元素。如果链表为空,返回null。
    pollLast();
    getFirst():获取链表中的第一个元素。如果链表为空,抛出NoSuchElementException;
    getLast();
    在jdk1.6以后:
    peekFirst();获取链表中的第一个元素。如果链表为空,返回null。
    peekLast();

案例,通过LinkedList实现一个堆栈、队列数据结构(堆栈:先进后出。First In Last Out FILO。队列:先进先出。First In First Out   FIFO)。代码如下:

package ustc.lichunchun.list.linkedlist;  
  
import java.util.LinkedList;  
/* 
 * 描述一个队列数据结构。内部使用的是LinkedList。 
 */  
public class MyQueue {  
    private LinkedList link;   //以LinkedList这个类对象作为私有化属性
    MyQueue() {  
        link = new LinkedList();  
    }    
    /** 
     * 添加元素的方法。 
     */  
    public void myAdd(Object obj) {  
        // 内部使用的是LinkedList的方法。  
        link.addFirst(obj);  
    }   
    /** 
     * 获取队列元素的方法。 
     */  
    public Object myGet() {  
        return link.removeFirst();  
    }  
    /** 
     * 集合中是否有元素的方法。 
     */  
    public boolean isNull() {  
        return link.isEmpty();  
    }  
}  

package ustc.lichunchun.list.linkedlist;  
  
import java.util.LinkedList;   
/* 
 *  实现一个堆栈结构。内部使用的是LinkedList。 
 */  
public class MyStack {  
    private LinkedList link;  
  
    MyStack() {  
        link = new LinkedList();  
    }   
    public void myAdd(Object obj) {  
        link.addFirst(obj);  
    }    
    public Object myGet() {  
        return link.removeLast();  
    }  
    public boolean isNull() {  
        return link.isEmpty();  
    }  
}  
package ustc.lichunchun.list.linkedlist;  
  
import java.util.LinkedList;  
//此为测试类 
public class LinkedListTest {  
    public static void main(String[] args) {  
        /* 
         * 练习:请通过LInkedList实现一个堆栈,或者队列数据结构。 
         * 堆栈:先进后出。First In Last Out      FILO. 
         * 队列:先进先出。First In First Out  FIFO. 
         */        
        //1.创建自定义的队列对象。  
        MyQueue queue = new MyQueue();  
          
        //2.添加元素。  
        queue.myAdd("abc1");  
        queue.myAdd("abc2");  
        queue.myAdd("abc3");  
        queue.myAdd("abc4");  
          
        //3.获取所有元素。先进先出。  
        while(!queue.isNull())  
            System.out.println(queue.myGet());  
        System.out.println("--------------------------");  
          
        //1.创建自定义的堆栈对象。  
        MyStack stack = new MyStack();  
          
        //2.添加元素。  
        stack.myAdd("def5");  
        stack.myAdd("def6");  
        stack.myAdd("def7");  
        stack.myAdd("def8");  
          
        //3.获取所有元素。先进后出。  
        while(!stack.isNull())  
            System.out.println(stack.myGet());  
    }  
}  

2.1.2 Set接口

    java.util.Set接口,一个不包含重复元素的 collection。更确切地讲,set 不包含满足e1.equals(e2) 的元素对e1 和e2,并且最多包含一个 null 元素
    Set:不允许重复元素。和Collection的方法相同。Set集合取出方法只有一个:迭代器。
        |--HashSet:底层数据结构是哈希表(散列表)。无序,比数组查询的效率高。线程不同步的。
                 -->根据哈希冲突的特点,为了保证哈希表中元素的唯一性,
                      该容器中存储元素所属类应该复写Object类的hashCode()、equals()方法。
                |--LinkedhashSet:有序,HashSet的子类。
        |--TreeSet:底层数据结构是二叉树。可以对Set集合的元素按照指定规则进行排序。线程不同步的。
                -->add方法新添加元素必须可以同容器已有元素进行比较,
                     所以元素所属类应该实现
Comparable接口的compareTo() 方法,以完成排序。

             或者添加Comparator比较器,实现compare() 方法。

代码示例,如下:

package ustc.lichunchun.set.demo;  
  
import java.util.HashSet;  
import java.util.Iterator;  
import java.util.Set;  
  
public class HashSetDemo {  
    public static void main(String[] args) {         
        //1.创建一个Set容器对象。  
        Set set = new HashSet();  
          
        //Set set = new LinkedHashSet();如果改成LinkedHashSet,可以实现有序。  
          
        //2.添加元素。  
        set.add("haha");  
        set.add("nba");  
        set.add("abc");  
        set.add("nba");  
        set.add("heihei");  
          
        //3.只能用迭代器取出。  
        for (Iterator it = set.iterator(); it.hasNext();) {  
            System.out.println(it.next());  
        }  
    }  
}  

HashSet类:

    java.util.HashSet类实现Set 接口,由哈希表(实际上是一个HashMap 实例)支持,哈希表就是存储哈希值的结构HashSet接口不保证 set 的迭代顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变。此类允许使用null 元素。堆内存的底层实现就是一种哈希表结构,需要通过哈希算法来计算对象在该结构中存储的地址。这个方法每个对象都具备,叫做hashCode()方法,隶属于java.lang.Objecct类。hashCode()方法本身调用的是windows系统本地的算法,也可以自己定义。

    哈希表的原理:
    1.对对象元素中的关键字(对象中的特有数据),进行哈希算法的运算,并得出一个具体的算法值,这个值称为哈希值
    2.哈希值就是这个元素的位置
    3.如果哈希值出现冲突,再次判断这个关键字对应的对象是否相同。
       如果对象相同,就不存储,因为元素重复。如果对象不同,就存储,在原来对象的哈希值基础 +1顺延。
    4.存储哈希值的结构,我们称为哈希表
    5.既然哈希表是根据哈希值存储的,为了提高效率,最好保证对象的关键字是唯一的。
       这样可以尽量少的判断关键字对应的对象是否相同,提高了哈希表的操作效率。

    哈希表的特点:
    1.不允许存储重复元素,因为会发生查找的不确定性。
    2.不保证存入和取出的顺序一致,即不保证有序。
    3.比数组查询的效率高。

    哈希冲突:
    当哈希算法算出的两个元素的值相同时,称为哈希冲突冲突后,需要对元素进行进一步的判断。判断的是元素的内容,equals。如果不同,还要继续计算新的位置,比如地址链接法,相当于挂一个链表扩展下来。

    如何保证哈希表中元素的唯一性?
    元素必须重写hashCode() 方法 和 equals() 方法。
    
重写hashCode() 方法是为了根据元素自身的特点确定哈希值。
    重写equals() 方法,是为了解决哈希值的冲突。


    如何实现有序?
    LinkedHashSet类,可以实现有序。

案例,往HashSet中存储学生对象(姓名,年龄),出现同姓名、同年龄的学生则视为同一个学生,不存。第1步,在学生类中,要重写里面的hashcode() 方法 和 equals() 方法。代码如下:

package ustc.lichunchun.domian;  
  
public class Student {  
    private String name;  
    private int age;  
    public Student() {  
        super();  
    }  
    public Student(String name, int age) {  
        super();  
        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 hashCode() { 
        final int prime = 31; 
        int result = 1; 
        result = prime * result + age; 
        result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode()); 
        return result; 
    } 
    @Override 
    public boolean equals(Object obj) { 
        if (this == obj) 
            return true; 
        if (obj == null) 
            return false; 
        if (getClass() != obj.getClass()) 
            return false; 
        Student other = (Student) obj; 
        if (age != other.age) 
            return false; 
        if (name == null) { 
            if (other.name != null) 
                return false; 
        } else if (!name.equals(other.name)) 
            return false; 
        return true; 
    } 
    */  
      
     //重写hashCode() 方法,根据对象自身的特点定义哈希值。  
    public int hashCode(){  
        final int NUMBER = 31;  
        return name.hashCode()+ age*NUMBER;  
    }  
      
     //需要定义对象自身判断内容相同的依据。重写equals() 方法,解决哈希值的冲突。
    public boolean equals(Object obj){  
        if (this == obj)  
            return true;  
        if(!(obj instanceof Student))  
            throw new ClassCastException(obj.getClass().getName()+"类型错误");  
        Student stu = (Student)obj;  
        return this.name.equals(stu.name) && this.age == stu.age;  
    }  
}  

第2步,往HashSet中存储学生对象。代码如下:

package ustc.lichunchun.set.demo;  
  
import java.util.HashSet;  
import java.util.Iterator;  
import java.util.Set;  
  
import ustc.lichunchun.domian.Student;  
  
public class HashSetTest {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        /* 
         * 练习:往HashSet中存储学生对象(姓名,年龄)。同姓名、同年龄视为同一个人,不存。 
         * 1.描述学生。 
         * 2.定义容器。 
         * 3.将学生对象存储到容器中。 
         *  
         * 发现存储了同姓名、同年龄的学生是可以的。 
         * 原因是每一次存储学生对象,都先调用hashCode()方法获取哈希值。 
         * 但此时调用的是Object类中的hashCode。所以同姓名同年龄了,但因为是不同的对象,哈希值也不同。 
         * 这就是同姓名同年龄存入的原因。 
         *  
         * 解决: 
         * 需要根据学生对象自身的特点来定义哈希值。 
         * 所以就需要覆盖hashCode方法。 
         *  
         * 发现,当hashCode返回值相同时,会调用equals方法比较两个对象是否相等。 
         * 还是会出现同姓名同年龄的对象,因为子类没有复写equals方法, 
         * 直接用Object类的equals方法仅仅比较了两个对象的地址值。 
         * 这就是同姓名同年龄还会存入的原因。 
         *  
         * 解决: 
         * 需要定义对象自身判断内容相同的依据。 
         * 所以就需要覆盖equals方法。 
         *  
         * 效率问题: 
         * 尽量减少哈希算法求得的哈希值的冲突。减少equals方法的调用。 
         */  
        //1.创建容器对象。  
        Set set = new HashSet();  
          
        //2.存储学生对象。  
        set.add(new Student("xiaoqiang",20));  
        set.add(new Student("wangcai",27));  
        set.add(new Student("xiaoming",22));  
        set.add(new Student("xiaoqiang",20));  
        set.add(new Student("daniu",24));  
        set.add(new Student("xiaoming",22));  
          
        //3.获取所有学生。  
        for (Iterator it = set.iterator(); it.hasNext();) {  
            Student stu = (Student) it.next();  
            System.out.println(stu.getName()+":"+stu.getAge());  
        }  
    }  

ArrayList存储元素依赖的是equals()方法。比如remove()、contains()底层判断用的都是equals()方法。 

HashSet判断元素是否相同依据的是hashCode()和equals()方法。如果哈希冲突(哈希值相同),再判断元素的equals()方法。如果equals()方法返回true,不存;返回false,存储!

TreeSet类:

    java.util.SetTreeSet类基于TreeMap的NavigableSet实现。使用元素的自然顺序(Comparable接口的compareTo()方法)对元素进行排序,或者根据创建 set 时提供的自定义比较器(Comparator的compare()方法)进行排序,具体取决于使用的构造方法。此实现为基本操作(add、remove和contains)提供受保证的 log(n) 时间开销。TreeSet底层是自平衡的二叉树结构,二叉树结构特点是可以排序。并且对二叉树的建立过程内部优化,基于折半的排序思想,以减少比较次数。
    TreeSet:可以对元素排序。注意:排序和有序是两个不同的概念。
    有序:存入和取出的顺序一致。--> List

    排序:升序or降序。--> TreeSet

通过案例,了解TreeSet对元素进行排序的功能,代码如下:

package ustc.lichunchun.set.demo;  
  
import java.util.Iterator;  
import java.util.Set;  
import java.util.TreeSet;  
  
import ustc.lichunchun.domian.Student;  
  
public class TreeSetDemo {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        Set set = new TreeSet();  
          
        set.add("abc");  
        set.add("heihei");  
        set.add("nba");  
        set.add("haha");  
        set.add("heihei");  
          
        for (Iterator it = set.iterator(); it.hasNext();) {  
            System.out.println(it.next());  
        }  
    }  
}  

Java基础--------集合框架_第4张图片

那如果往TreeSet集合中存入的是自定义元素呢?这就需要元素自身具备比较功能。所以元素需要实现Comparable接口,并重写compareTo()方法。如果元素不具备比较性,在运行时会发生ClassCastException异常。TreeSet能够进行排序,但是自定义的Person类需要给出排序的规则。即普通的自定义类不具备排序的功能,所以元素要实现Comparable接口,并重写compareTo()方法,强制让元素具备比较性,重写compareTo()方法。
    如何保证元素唯一性?
    参考的就是比较方法(比如compareTo() )的返回值是否为0。是0,就是重复元素,不存。

    注意:在进行比较时,判断元素是否唯一,需要分主要条件和次要条件,当主要条件相同时,再判断次要条件,按照次要条件排序。比如,同姓名同年龄,才视为同一个人。

案例, 往TreeSet集合存入上文中所描述的学生类对象,并要求按照年龄进行排序。代码如下:

package ustc.lichunchun.domian;  
  
/* 
 * 学生类本身继承自Object类,具备一些方法。 
 * 我们想要学生类具备比较的方法,就应该在学生类的基础上进行功能的扩展。 
 * 比较的功能已经在Comparable接口中定义下来了,学生类只需要实现Comparable接口即可。  
 * 记住:需要对象具备比较性,只要让对象实现comparable接口即可。 
 */  
public class Student implements Comparable{  //自定义元素要实现Comparable接口,并重写其中的compareTo()方法
    private String name;  
    private int age;  
    public Student() {  
        super();  
    }  
    public Student(String name, int age) {  
        super();  
        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 hashCode() { 
        final int prime = 31; 
        int result = 1; 
        result = prime * result + age; 
        result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode()); 
        return result; 
    } 
    @Override 
    public boolean equals(Object obj) { 
        if (this == obj) 
            return true; 
        if (obj == null) 
            return false; 
        if (getClass() != obj.getClass()) 
            return false; 
        Student other = (Student) obj; 
        if (age != other.age) 
            return false; 
        if (name == null) { 
            if (other.name != null) 
                return false; 
        } else if (!name.equals(other.name)) 
            return false; 
        return true; 
    } 
    */  
      
     //重写hashCode方法。根据对象自身的特点定义哈希值。  
    public int hashCode(){  
        final int NUMBER = 31;  
        return name.hashCode()+ age*NUMBER;  
    }  
      
     //需要定义对象自身判断内容相同的依据。重写equals方法。  
    public boolean equals(Object obj){  
        if (this == obj)  
            return true;  
        if(!(obj instanceof Student))  
            throw new ClassCastException(obj.getClass().getName()+"类型错误");  
        Student stu = (Student)obj;  
        return this.name.equals(stu.name) && this.age == stu.age;  
    }  
      
    //实现了Comparable接口,学生就具备了比较功能。该功能是自然排序使用的方法。  
    //自然排序就以年龄的升序排序为主。 升序 
    //既然是同姓名同年龄是同一个人,视为重复元素,要判断的要素就有两个。  
    //既然是按照年龄进行排序。所以先判断年龄,再判断姓名。  
    @Override  
    public int compareTo(Object o) {  
        Student stu = (Student)o;  
        System.out.println(this.name+":"+this.age+"......"+stu.name+":"+stu.age);  
        if(this.age > stu.age)  
            return 1;  
        if(this.age < stu.age)  
            return -1;  
        //return 0;//0表示重复元素,不存。  
        return this.name.compareTo(stu.name);//完成了主要条件的比较之后还要完成次要条件的比较。在两个age 值一样的情况下,再进一步细化条件,只有姓名、年龄都一样,才是重复元素。  
        /* 
        主要条件: 
        return this.age - stu.age; 
        */  
        /* 
        主要条件+次要条件: 
        int temp = this.age - stu.age; 
        return temp==0?this.name.compareTo(stu.age):temp; 
         */  
    }  
}  
package ustc.lichunchun.set.demo;  
  
import java.util.Iterator;  
import java.util.Set;  
import java.util.TreeSet;  
  
import ustc.lichunchun.domian.Student;  
  
public class TreeSetDemo {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        Set set = new TreeSet();  
          
        set.add(new Student("xiaoqiang",20));//java.lang.ClassCastException 类型转换异常  
                                             //问题:因为学生要排序,就需要比较,而没有定义比较方法,无法完成排序。  
                                             //解决:add方法中实现比较功能,使用的是Comparable接口的比较方法。  
                                             //Comparable接口抽取并定义规则,强行对实现它的每个类的对象进行整体排序,实现我的类就得实现我的compareTo() 方法,否则不能创建对象。  
        set.add(new Student("daniu",24));  
        set.add(new Student("xiaoming",22));  
        set.add(new Student("huanhuan",22)); //根据复写的compareTo方法,huanhuan和xiaoming两个对象属于重复元素(进一步细化条件之前,compareTo返回值为0即视为重复),又TreeSet容器不存重复元素,所以huanhuan没有存进去。  
        set.add(new Student("tudou",18));  
        set.add(new Student("dahuang",19));  
          
        /*set.add(new Student("lisi02", 22));   
        set.add(new Student("lisi007", 20));   
        set.add(new Student("lisi09", 19));   
        set.add(new Student("lisi08", 19));   
        set.add(new Student("lisi11", 40));   
        set.add(new Student("lisi16", 30));   
        set.add(new Student("lisi12", 36));   
        set.add(new Student("lisi10", 29));   
        set.add(new Student("lisi22", 90));  
        */  
        for (Iterator it = set.iterator(); it.hasNext();) {  
            Student stu = (Student)it.next();  
            System.out.println(stu.getName()+":"+stu.getAge());  
        }  
    }  
}  

如何实现有序?保证二叉树只return一边即可,比如:

public int compareTo(Object o){  
    if (this.age == o.age)  
        return 0;//保证TreeSet不存入自定义的重复元素。  
    return 1;//保证添加的元素都存入二叉树的右子树。  
}  

TreeSet第一种排序方式:需要元素具备比较功能。所以元素需要实现Comparable接口。重写compareTo()方法。需求中也有这样一种情况,元素具备的比较功能不是所需要的,也就是说不想按照自然排序的方式,而是按照自定义的排序方式,对元素进行排序。而且,存储到TreeSet中的元素万一没有比较功能,该如何排序呢?这时,就只能使用第二种排序方式----让集合具备比较功能,定义一个比较器。联想到集合的构造函数,去查API。

TreeSet第二种排序方式:需要集合具备比较功能,定义一个比较器。所以要实现java.util.Comparator接口,重写compare()方法,将Comparator接口的对象,作为参数传递给TreeSet集合的构造函数。这个compare()方法是用来判断多个比较器是否相同。 

案例,自定义一个比较器,用来对学生对象按照姓名进行排序。

第1步, 实现Comparator自定义比较器,代码如下:

package ustc.lichunchun.comparator;  
  
import java.util.Comparator;  
import ustc.lichunchun.domian.Student;  
  
/** 
 * 自定义一个比较器,用来对学生对象按照姓名进行排序。 
 *  
 * @author lichunchun 
 */  
public class ComparatorByName extends Object implements Comparator {   //实现Comparator接口,并在后面代码中要重写compare() 方法
    @Override  
    public int compare(Object o1, Object o2) {  //重写compare() 方法
        Student s1 = (Student) o1;  
        Student s2 = (Student) o2;  
  
        int temp = s1.getName().compareTo(s2.getName());  //注意区分这个compareTo()方法和上面代码中的compare()方法
        return temp == 0 ? s1.getAge() - s2.getAge() : temp;  
    }   
    //ComparatorByName类通过继承Object类,已经重写了Comparator接口的equals()方法。  
    //这里的equals()方法是用来判断多个比较器是否相同。  
    //如果程序中有多个比较器,这时实现Comparator的类就应该自己重写的equals()方法,来判断几个比较器之间是否相同。  
} 

第2步,往TreeSet集合中存入学生类对象,主要是在TreeSet的构造函数中加入比较器参数,即可完成自定义排序。代码如下:

package ustc.lichunchun.set.demo;  
  
import java.util.Iterator;  
import java.util.Set;  
import java.util.TreeSet;  
import ustc.lichunchun.comparator.ComparatorByName;  
import ustc.lichunchun.domian.Student;  
  
public class TreeSetDemo2 {   
    public static void main(String[] args) {  
  
        //初始化TreeSet集合明确一个比较器。  
        Set set = new TreeSet(new ComparatorByName());  //new ComparatorByName()就是创建了一个上文中自己定义的比较器类的一个实例对象,即一个具体的比较器
                                                        //并把new ComparatorByName()作为实际参数传递给TreeSet 的构造方法
        set.add(new Student("xiaoqiang",20));  
        set.add(new Student("daniu",24));  
        set.add(new Student("xiaoming",22));  
        set.add(new Student("tudou",18));  
        set.add(new Student("daming",19));  
        set.add(new Student("dahuang",19));  
          
        for (Iterator it = set.iterator(); it.hasNext();) {  
            Student stu = (Student)it.next();  //不要忘记类型转换
            System.out.println(stu.getName()+":"+stu.getAge());  //如果不进行上句中的类型转换是无法获取到学生对象的属性的
        }  
    }  
}  

TreeSet集合排序的两种方式中,Comparable接口和Comparator比较器接口的区别:

    1.让元素自身具备比较性,需要元素对象实现Comparable接口,重写compareTo()方法。
    2.如果元素不具备比较性,让集合自身来进行比较性,需要定义一个实现了Comparator接口的比较器,并重写compare()方法,并将该类对象作为实际参数传递给TreeSet集合的构造方法。比如,上面案例中的Set set = new TreeSet(new ComparatorByName());  语句。
    3.容器使用Comparator比较器接口对元素进行排序,只要实现比较器对象就可以。
            -->降低了比较方式和集合之间的耦合性-->自定义比较器的方式更为灵活。
       元素自身可以具备比较功能
            -->自然排序通常都作为元素的默认排序。

    4.Comparable接口的compareTo()方法,一个参数;Comparator接口的compare()方法,两个参数。

Collection集合各个具体实现类的名字特征:前缀名是数据结构名,后缀名是所属体系名。
    ArrayList:数组结构。看到数组,就知道查询快,看到List,就知道可以重复。可以增删改查。
    LinkedList:链表结构,增删快。xxxFirst、xxxLast方法,xxx:add、get、remove
    HashSet:哈希表,查询速度更快,就要想到唯一性、元素必须覆盖hashCode()、equals()。看到Set,就知道不可以重复,不保证有序。
    LinkedHashSet:链表+哈希表。可以实现有序(有点特殊),因为有链表。但保证元素唯一性。
   TreeSet:二叉树,可以排序。就要想到两种比较方式(两个接口):一种是自然排序Comparable,一种是比较器Comparator。

2.2 Map接口

    java.util.Map接口,将键映射到值的对象。一个映射不能包含重复的键;每个键最多只能映射到一个值。要保证键的唯一性-->Set。值可以重复-->Collection。 

Map:双列集合,一次存一对,键值对。
        |--HashMap:底层是哈希表数据结构,是线程不同步的,允许存储null键,null值。HashMap替代了Hashtable。
        |--TreeMap:底层是二叉树结构,线程不同步的。可以对map集合中的键进行指定顺序的排序。
        |--Hashtable:底层是哈希表数据结构,是线程同步的,不允许存储null键,null值。在Java集合框架中,线程同步的只用Hashtable和Vector两个。特别小心Hashtable中的t 是小写的,书写的时候要小心。
               |--Properties:用来存储键值对型的配置文件的信息,可以和IO技术相结合。 (留心下实际项目中的Properties文件、文档)

    揭秘:HashSet、TreeSet的底层是用HashMap、TreeMap实现的,只操作键,就是Set集合。

    Map集合存储和Collection有着很大不同:
    Collection一次存一个元素,而Map一次存一对元素。
    Collection是单列集合,而Map是双列集合。
    Map中的存储的一对元素:一个是键,一个是值,键与值之间有对应(映射)关系。

    特点:要保证map集合中键的唯一性。

    Map接口中的共性方法:
    1.添加: 会改变集合长度 
        v put(key, value):当存储的键相同时,新的值会替换老的值,并将老值返回。如果键没有重复,返回null。
        putAll(Map map);
    2.删除: 会改变集合长度 
        v remove(key):删除指定键 
        void clear():清空
    3.判断:
        boolean containsKey(Object key):是否包含key键
        boolean containsValue(Object value):是否包含value值
        boolean isEmpty();是否为空
    4.取出:
        v get(key):通过指定键获取对应的值。如果返回null,可以判断该键不存在。
                         当然有特殊情况,就是在Hashmap集合中,是可以存储null键null值的。

        int size():返回长度。

package ustc.lichunchun.map;  
  
import java.util.HashMap;  
import java.util.Map;  
  
public class MapDemo {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        /* 
         * 需求:Map集合中存储学号、姓名。 
         */  
        Map map = new HashMap();  
        methodDemo(map);  
    }  
    public static void methodDemo(Map map){  
          
        //1.存储键值对。如果键相同,会出现值覆盖。  
        System.out.println(map.put(3, "xiaoqiang"));  
        System.out.println(map.put(3, "erhu"));  
        map.put(7, "wangcai");  
        map.put(2, "daniu");  
          
        //2.移除。-->会改变长度。  
        //System.out.println(map.remove(7));  
          
        //3.获取。  
        System.out.println(map.get(7));        
        System.out.println(map);  
    }  
}  

    5. 想要获取Map中的所有元素:

    原理:map中是没有迭代器的,collection具备迭代器,只要将map集合转成Set集合,可以使用迭代器了。之所以转成set,是因为map集合具备着键的唯一性,其实set集合就来自于map,set集合底层其实用的就是map的方法。

把Map集合转成Set的方法:
    方式1: Set keySet();

    可以将map集合中的键都取出存放到set集合中。对set集合进行迭代。迭代完成,再通过get()方法对获取到的键进行值的获取。

Java基础--------集合框架_第5张图片

Set keySet = map.keySet();  
Iterator it = keySet.iterator();  
while(it.hasNext()) {  
  Object key = it.next();  
  Object value = map.get(key);  
  System.out.println(key+":"+value);  
}  

方式2: Set entrySet(); 

取的是键和值的映射关系。Map.Entry:其实就是一个Map接口中的内部接口。为什么要定义在map内部呢?entry是访问键值关系的入口,是map的入口,访问的是map中的键值对。

Java基础--------集合框架_第6张图片

Set entrySet = map.entrySet();  
Iterator it = entrySet.iterator();  
while(it.hasNext()) {  
  Map.Entry  me = (Map.Entry)it.next();  
  System.out.println(me.getKey()+"::::"+me.getValue());  
}  

案例,取出map 中的所有元素,代码如下:

package ustc.lichunchun.map;  
  
import java.util.Collection;  
import java.util.HashMap;  
import java.util.Iterator;  
import java.util.Map;  
import java.util.Set;  
  
public class MapDemo2 {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        /* 
         * 取出Map中所有的元素。 map存储姓名---归属地。 
         */  
        Map map = new HashMap();  
          
        map.put("xiaoqiang", "beijing");  
        map.put("wangcai", "funiushan");  
        map.put("daniu", "heifengzhai");  
        map.put("erhu", "wohudong");  
        map.put("zhizunbao", "funiushan");  
          
        //System.out.println(map.get("wangcai"));  
          
        /* 
        //演示keySet(); 取出所有的键,并存储到Set集合中。 
        Set keySet = map.keySet(); 
         
        //Map集合没有迭代器。但是可以将Map集合转成Set集合,再使用迭代器就ok了。 
        for (Iterator it = keySet.iterator(); it.hasNext();) { 
            String key = it.next(); 
            String value = map.get(key); 
            System.out.println(key+":"+value);           
        } 
         
        //演示entrySet(); Map.Entry:其实就是一个Map接口中的内部接口。 
        Set> entrySet = map.entrySet(); 
         
        for (Iterator> it = entrySet.iterator(); it.hasNext();) { 
            Map.Entry me = it.next(); 
            String key = me.getKey(); 
            String value = me.getValue(); 
            System.out.println(key+"::"+value); 
        } 
         */  
          
        //演示values(); 获取所有的值。  
        Collection values = map.values();  
          
        for (Iterator it = values.iterator(); it.hasNext();) {  
            String value = it.next();  
            System.out.println(value);        
        }  
    }  
}  
//原理  
interface MyMap{//-->键值对  
      
    //entry就是map接口中的内部接口。  
    public static interface MyEntry{//-->键值对的映射关系  
          
    }  
}  
class MyDemo implements MyMap.MyEntry{  
      
}  

什么时候使用Map集合呢?当需求中出现映射关系时,应该最先想到map集合。比如,获取星期几,代码如下:

import java.util.Map;  
  import ustc.lichunchun.exception.NoWeekException;  
  public class MapTest {    
    public static void main(String[] args) {  
        /* 
         * 什么时候使用map集合呢? 
         * 当需求中出现映射关系时,应该最先想到map集合。 
         */  
        String cnWeek = getCnWeek(3);  //以数组,查看日期对应的星期几
        System.out.println(cnWeek);  
        String enWeek = getEnWeek(cnWeek);  //以map ,查看各个星期几对应的英文星期几
        System.out.println(enWeek);  
    }        

    /* 
     * 根据用户指定的数据获取对应的星期。 
     */  
    public static String getCnWeek(int num){  
        if (num>7 || num<=0)  
            throw new NotWeekException(num+", 没有对应的星期");  
        String[] cnWeeks = {"","星期一","星期二","星期三","星期四","星期五","星期六","星期日"};  
        return cnWeeks[num];  
    }  

    /* 
     * 根据中文的星期,获取对应的英文星期。 
     * 中文与英文相对应,可以建立表,没有有序的编号,只能通过map集合。 
     */  
    public static String getEnWeek(String cnWeek){  
        //创建一个表。  
        Map map = new HashMap();  
        map.put("星期一","Monday");  
        map.put("星期二","Tuesday");  
        map.put("星期三","Wednesday");  
        map.put("星期四","Thursday");  
        map.put("星期五","Friday");  
        map.put("星期六","Saturday");  
        map.put("星期日","Sunday");  
        return map.get(cnWeek);  
    }  
}  

上段程序中用到的NotWeekException异常,代码如下:

package ustc.lichunchun.exception;  
  
public class NotWeekException extends RuntimeException {    
    /** 
     *  
     */  
    private static final long serialVersionUID = 1L;    
    public NotWeekException() {  
        super();  
    }  
  
    public NotWeekException(String message, Throwable cause,  
            boolean enableSuppression, boolean writableStackTrace) {  
        super(message, cause, enableSuppression, writableStackTrace);  
    }  
  
    public NotWeekException(String message, Throwable cause) {  
        super(message, cause);  
    }  
  
    public NotWeekException(String message) {  
        super(message);  
    }  
  
    public NotWeekException(Throwable cause) {  
        super(cause);  
    }   
}  

HashMap类:

以案例的形式来理解。案例一, 员工对象(姓名,年龄)都有对应的归属地, 将员工和归属存储到HashMap集合中并取出,其中同姓名同年龄视为同一个员工。代码如下:

package ustc.lichunchun.domain;  

public class Employee implements Comparable{  //员工类实现Comparable接口,并重写其中的compareTo()方法
    private String name;  //员工类的私有化属性
    private int age;  
    public Employee() {   //员工类的无参构造方法
        super();  
    }  
    public Employee(String name, int age) {  //员工类的有参构造方法
        super();  
        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() {  //重写toString()方法
        return "Employee [name=" + name + ", age=" + age + "]";  
    }  
    @Override  
    public int hashCode() {     //重写hashCode()方法
        final int prime = 31;  
        int result = 1;  
        result = prime * result + age;  
        result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());  
        return result;  
    }  
    @Override  
    public boolean equals(Object obj) {  //重写equals()方法
        if (this == obj)  
            return true;  
        if (obj == null)  
            return false;  
        if (getClass() != obj.getClass())  
            return false;  
        Employee other = (Employee) obj;  
        if (age != other.age)  
            return false;  
        if (name == null) {  
            if (other.name != null)  
                return false;  
        } else if (!name.equals(other.name))  
            return false;  
        return true;  
    }  
    @Override  
    public int compareTo(Employee o) {  
        int temp = this.age-o.age;  //年龄
        return temp==0?this.name.compareTo(o.name):temp;  
    }  
}  

package ustc.lichunchun.map;  
  
import java.util.HashMap;  
import java.util.Map;  
import ustc.lichunchun.domain.Employee;  
  
public class HashMapTest {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        /* 
         * 练习: 
         * 员工对象(姓名,年龄)都有对应的归属地。 
         * key=Employee  value=String 
         *  
         * 1. 
         * 将员工和归属存储到HashMap集合中并取出。 
         * 同姓名同年龄视为同一个员工。 
         *  
         */  
        Map map = new HashMap();//如果改成LinkedHashMap可以实现有序。  
          
        map.put(new Employee("xiaozhang",24),"北京"); //员工、员工的所属地 
        map.put(new Employee("laoli",34),"上海");  
        map.put(new Employee("mingming",26),"南京");  
        map.put(new Employee("xili",30),"广州");  
        map.put(new Employee("laoli",34),"铁岭");//键相同是,值会被覆盖。new Employee("laoli",34)相同,则上海被覆盖掉了  
          
        for (Employee employee : map.keySet()) {  //map自己没有迭代器,转换成set集合再使用迭代器。这里使用了.keySet()方法类转换
            System.out.println(employee.getName()+":"+employee.getAge()+"..."+map.get(employee));  
        }  
    }  
}  

TreeMap类:

接着上例,按照员工的年龄进行升序排序并取出。-->Comparable。再按照员工的姓名进行升序排序并取出。-->Comparator。

package ustc.lichunchun.map;  
  
import java.util.Comparator;  
import java.util.Map;  
import java.util.TreeMap;  
  
import ustc.lichunchun.domain.Employee;  
  
public class TreeMapTest {  
      
    public static void main(String[] args) {  
        /* 
         * 练习: 
         * 2. 
         * 按照员工的年龄进行升序排序并取出。-->Comparable 
         * 按照员工的姓名进行升序排序并取出。-->Comparator 
         */  
          
        Comparator comparator = new Comparator(){  
  
            @Override  
            public int compare(Employee o1, Employee o2) {  
                int temp = o1.getName().compareTo(o2.getName());  
                return temp==0?o1.getAge()-o2.getAge():temp;  
            }  
        };  
          
        //Map map = new TreeMap();// 按照年龄  
        Map map = new TreeMap(comparator);//按照姓名  
          
        map.put(new Employee("xiaozhang",24),"北京");  
        map.put(new Employee("laoli",34),"上海");  
        map.put(new Employee("mingming",26),"南京");  
        map.put(new Employee("xili",30),"广州");  
        map.put(new Employee("laoli",34),"铁岭");  
          
        for(Map.Entry me : map.entrySet()){  
            System.out.println(me.getKey().getName()+"::"+me.getKey().getAge()+"..."+me.getValue());  
        }  
    }  
}  

2.3 Iterator接口

java.util.Iterator接口是一个对 collection 进行迭代的迭代器,作用是取出集合中的元素。

Iterator:只有hasNext()、next()、remove()三个方法

        |--ListIterator:List集合所特有的迭代器,可以在遍历的时候对元素进行增删改查操作。ListIterator listIterator():list集合特有的迭代器。 在进行list列表元素迭代的时候,如果想要在迭代过程中,想要对元素进行操作的时候。比如,迭代过程中执行添加,会发生ConcurrentModificationException并发修改异常。那是因为集合引用和迭代器引用在同时操作元素,通过集合获取到对应的迭代器后,在迭代中,进行集合引用的元素添加,迭代器并不知道,所以会出现异常情况。如何解决呢?Iterator中只有hasNext(),next(),remove()方法。而ListIterator这个列表迭代器接口具备了对元素的增、删、改、查的动作。

    Iterator iterator():获取集合中元素上迭代功能的迭代器对象。
    迭代:取出元素的一种方式。有没有啊?有!取一个。还有没有啊?有!取一个。还有没有啊?没有。算了。
    迭代器:具备着迭代功能的对象。迭代器对象不需要new。直接通过 iterator()方法获取即可。

    迭代器是取出Collection集合中元素的公共方法。 

Java基础--------集合框架_第7张图片

每一个集合都有自己的数据结构,都有特定的取出自己内部元素的方式。为了便于操作所有的容器,取出元素,将容器内部的取出方式按照一个统一的规则向外提供,这个规则就是Iterator接口。也就说只要通过该接口就可以取出Collection集合中的元素,至于每一个具体的容器依据自己的数据结构,如何实现的具体取出细节,这个不用关心,这样就降低了取出元素和具体集合的耦合性。Iterator it = coll.iterator(); //获取容器中的迭代器对象至于这个对象是是什么不重要。这对象肯定符合一个规则Iterator接口。

package ustc.lichunchun.collection.demo;  
  
import java.util.ArrayList;  
import java.util.Collection;  
import java.util.Iterator;  
  
public class IteratorDemo {  
  
    public static void main(String[] args) {  
          
        //1.创建集合。  
        Collection coll = new ArrayList();  
          
        coll.add("abc1");  
        coll.add("abc2");  
        coll.add("abc3");  
          
        //方式一:获取该容器的迭代器。  
        Iterator it = coll.iterator();  
        while(it.hasNext()){  
            System.out.println(it.next());  
        }  
          
        //方式二:直接for+alt+/,选择第三个。  
        for (Iterator it = coll.iterator(); it.hasNext();) {  
            System.out.println(it.next());  
        }  
          
        System.out.println(it.next());//abc1  
        System.out.println(it.next());//abc2  
        System.out.println(it.next());//abc3  
        System.out.println(it.next());//java.util.NoSuchElementException   
    }  
}  

 2.4 Enumeration接口

java.util.Enumeration:枚举。具备枚举取出方式的容器只有Vector,已被淘汰。Vector就是一个支持多线程的ArrayList,只是Vector的查询和增删效率都特别低。举例如下:

package ustc.lichunchun.enumeration;  
  
import java.util.Enumeration;  
import java.util.Iterator;  
import java.util.Vector;  
  
public class EnumerationDemo {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        /* 
         * Enumeration:枚举。 
         * 具备枚举取出方式的容器只有Vector。 
         */  
        Vector v = new Vector();  
        v.add("abc1");  
        v.add("abc2");  
        v.add("abc3");  
          
        /*Enumeration en = v.elements(); 
        while(en.hasMoreElements()){ 
            System.out.println(en.nextElement()); 
        }*/  
          
        //获取枚举。-->淘汰了  
        for(Enumeration en = v.elements(); en.hasMoreElements();){  
            System.out.println("enumeration: "+en.nextElement());  
        }  
          
        //获取迭代。-->好用。  
        for (Iterator it = v.iterator(); it.hasNext();) {  
            System.out.println("iterator: "+it.next());  
        }  
          
        //获取高级for。-->无角标,仅为遍历。  
        for (Object obj : v) {  
            System.out.println("foreach: "+obj);  
        }  
    }  
}  

2.5 集合框架的工具类

2.5.1 Collections类

    java.util.Collections类的出现给集合操作提供了更多的功能。这个类不需要创建对象,完全由在 collection 上进行操作或返回 collection 的静态方法组成。静态方法与类相关。
    1.对List排序:
         sort(list);  //具备泛型限定,保证安全。
    2.逆序:
         reverseOrder()
    3.最值:
         max()
         min()
    4.二分查找:
         binarySearch()
    5.将非同步集合转成同步集合: //非同步的集合可以通过工具类Collections类转换成为同步的集合
         synchronizedCollection
         synchronizedList
         SynchronizedSet

         synchronizedMap

Collections工具类代码示例,如下:

package ustc.lichunchun.collections;  
  
import java.util.ArrayList;  
import java.util.Collection;  
import java.util.Collections;  
import java.util.Iterator;  
import java.util.List;  
  
import ustc.lichunchun.comparator.ComparatorByLength;  
  
public class CollectionsDemo {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        /* 
         * Collections排序、逆序、最值、同步方法演示 
         */  
        methodDemo1();  
          
        Collection coll = new ArrayList();  
        coll.add("abcd");  
        coll.add("ab");  
        coll.add("haha");  
        coll.add("zzz");  
        String max = getMax(coll);  
        String max1 = Collections.max(coll,new ComparatorByLength());  
        System.out.println("max = "+max);  
        System.out.println("max1 = "+max1);  
          
        /* 
         * Collections中有一个可以将非同步集合转成同步集合的方法。 
         * 同步集合  synchronized集合(非同步集合); 
         */  
        Collection synColl = Collections.synchronizedCollection(coll);  
    }  
  
    public static void methodDemo1() {  
        List list = new ArrayList();  
        list.add("abc");  
        list.add("xy");  
        list.add("haha");  
        list.add("nba");  
        System.out.println(list);  
          
        //对list排序。自然排序。使用的是元素的compareTo方法。  
        Collections.sort(list);  
        System.out.println(list);  
          
        //按照长度排序。  
        Collections.sort(list,new ComparatorByLength());  
        System.out.println(list);  
          
        //按照长度逆序。  
        Collections.sort(list,Collections.reverseOrder(new ComparatorByLength()));//reverseOrder强行逆转比较器顺序。  
        System.out.println(list);  
    }  
}  

上述代码中用到的比较器实现如下:

package ustc.lichunchun.comparator;  
  
import java.util.Comparator;  
  
public class ComparatorByLength implements Comparator {  
    @Override  
    public int compare(String o1, String o2) {  
        int temp = o1.length()-o2.length();  
        return temp==0?o1.compareTo(o2):temp;  
    }  
}  

Collections工具类中将非同步集合转成同步集合的原理解释:定义一个类,将非同步集合所有的方法加同一把锁后返回。

List list = new ArrayList();//非同步的。  
  
list = MyCollections.synList(list);//返回一个同步的list。  
  
class MyCollections{  
    public static List synList(List list){  
        return new MyList(list);  
    }  
    private class MyList{  
        private List list;  
        private static final Object lock = new Object();  
        MyList(List list){  
            this.list = list;  
        }  
        public boolean add(Object obj){  
            synchronized(lock){  //加锁
                return list.add(obj);  
            }  
        }  
        public boolean remove(Object obj){  
            synchronized(lock){  
                return list.remove(obj);  
            }  
        }  
    }  
}  

Collections 和 Collection 的区别:

Collections是个java.util下的类,是针对集合类的一个工具类,提供一系列静态方法,实现对集合的查找、排序、替换、线程安全化(将非同步的集合转换成同步的)等操作。

Collection是个java.util下的接口,它是各种集合结构的父接口,继承于它的接口主要有Set和List,提供了关于集合的一些操作,如插入、删除、判断一个元素是否其成员、遍历等。

2.5.2 Arrays类

java.util.Arrays类是用来操作数组的工具类,里面的方法都是静态的。代码示例:

package ustc.lichunchun.arrays;  
  
import java.util.Arrays;  
  
public class ArraysDemo {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        //int[] arr = new int[3];  
        Integer[] arr = new Integer[3]; //int--->Integer,自动装箱拆箱。 
        String[] arr1 = new String[3];  
        swap(arr,1,2);  
        swap(arr1,1,2);  
          
        int[] arr2 = {45,1,23,56,67};  
        System.out.println(arr2); //[I@1db9742  
        System.out.println(Arrays.toString(arr2)); //[45, 1, 23, 56, 67],底层用的是StringBuilder。StringBuilder效率高,但是不支持线程同步  
    }  
      
    public static  void swap(T[] arr, int x, int y){ //T必须是引用类型。int--->Integer,自动装箱拆箱。  
        T temp = arr[x];  
        arr[x] = arr[y];  
        arr[y] = temp;  
    }  
      
    //toString的源码实现。  
    public static String toString(int[] a) {  
        if (a == null)  
            return "null";  
        int iMax = a.length - 1;  
        if (iMax == -1)  
            return "[]";  
  
        StringBuilder b = new StringBuilder();  
        b.append('[');  
        for (int i = 0; ; i++) { //中间省略条件判断,提高了效率。  
            b.append(a[i]);  
            if (i == iMax)  
                return b.append(']').toString();  
            b.append(", ");  
        }  
    }  
}  

Arrays类中有一个很重要的方法就是asList()方法,它返回一个受指定数组支持的固定大小的List列表。所以这里我就重点说一下,如何实现数组和集合之间的转换。

1.数组转成集合

    Arrays.asList()方法:将数组转换成list集合。

String[] arr = {"abc","kk","qq"};  
List list = Arrays.asList(arr);//将arr数组转成list集合。  

将数组转换成集合,有什么好处呢?用asList()方法,将数组变成集合;可以通过list集合中的方法来操作数组中的元素:isEmpty()、contains、indexOf、set等方法。注意(局限性):数组是固定长度,不可以使用集合对象增加或者删除等,会改变数组长度的功能方法。比如add()、remove()、clear()不能使用。(会报不支持操作异常UnsupportedOperationException)。如果数组中存储的引用数据类型,直接作为集合的元素可以直接用集合方法操作。如果数组中存储的是基本数据类型,asList会将数组实体作为集合元素存在。

package ustc.lichunchun.arrays;  
  
import java.util.Arrays;  
import java.util.List;  
  
public class ArraysDemo2 {  
  
    public static void main(String[] args) {  //程序入口主方法
        /* 
         * 数组转成集合。 
         *  
         * Arrays:用来操作数组的工具类,里面的方法都是静态的。 
         */  
        demo_1();  
        demo_2();  
    }  
      
    public static void demo_1() {  
        /* 
         * 重点:Arrays asList(数组) 将数组转成集合。 
         *  
         * 为什么要把数组转成集合? 
         * 因为数组能用的方法是有限的:折半、排序、toString()、equals()、fill(),没了。 
         * 我想知道数组的位置、是否包含某个元素,这些都没有,但是集合中有这些方法。 
         *  
         * 好处:数组转成List集合,就是为了使用集合的方法操作数组中的元素。 
         *  
         * 注意:数组的长度是固定的,所以对于集合的增删方法是不可以使用的, 
         * 否则会发生UnsupportedOperationException 
         */  
        String[] strs = {"abc","haha","nba","zz"};  
          
        //以前的做法:自己定义一个方法实现功能  
        boolean b = myContains(strs, "nba");  
        System.out.println("contains:"+b);  
  
        //现在的做法:数组转成集合,从而利用集合的方法  
        List list = Arrays.asList(strs);  
        System.out.println("list contains:"+list.contains("nba"));  
        System.out.println(list);  
          
        //list.add("qq");//报错--> java.lang.UnsupportedOperationException  
        //因为数组是固定长度的。  
    }  
      
    /* 
     * 自定义 对数组中某元素进行查找。 
     */  
    public static boolean myContains(String[] arr, String key){  
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {  
            String str = arr[i];  
            if(str.equals(key))  
                return true;  
        }  
        return false;  
    }  
      
    public static void demo_2() {  
        /* 
         * 如果数组中都是引用数据类型,转成集合时,数组元素直接作为集合元素。 
         * 如果数组中都是基本数据类型,会将数组对象作为集合中的元素。(因为集合中只能存对象) 
         */  
          
        int[] arr = {45,23,78,11,99};  
        List list = Arrays.asList(arr);  
        System.out.println(list);//[[I@1db9742]  
        System.out.println(list.size());//1  
        System.out.println(list.get(0));//[I@1db9742  
        //原因:把数组作为元素,存进了集合中。  
          
        //那上面代码的泛型该咋写?  
        //泛型应该是集合中元素的类型。arr是int[]类型,所以是List list  
        //实际中,我们应该声明为Integer数组,而不是int数组,如下:  
          
        Integer[] arr1 = {45,23,78,11,99};  
        List list1 = Arrays.asList(arr1);  
        System.out.println(list1);//[45, 23, 78, 11, 99]  
        System.out.println(list1.get(0));//45  
    }  
}  

2.集合转成数组

用的是Collection接口中的方法:toArray()。没有使用到工具类Arrays类

注意:如果给toArray()传递的指定类型的数组长度小于了集合的size,那么toArray()方法,会自定再创建一个该类型的数组,长度为集合的size。如果传递的指定的类型的数组的长度大于了集合的size,那么toArray()方法,就不会创建新数组,直接使用该数组即可,并将集合中的元素存储到数组中,其他为存储元素的位置默认值null。所以,在传递指定类型数组时,最好的方式就是指定的长度和集合size相等的数组将集合变成数组后有什么好处?限定了对集合中的元素进行增删操作,只要获取这些元素即可。

package ustc.lichunchun.arrays;  
  
import java.util.ArrayList;  
import java.util.Arrays;  
import java.util.List;  
  
public class ArraysDemo3 {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        /* 
         * 集合转成数组。 
         *  
         * 使用的就是Collection接口中的toArray()方法。没有使用到工具类Arrays类
         *  
         * 为什么要把集合转成数组? 
         * 可以对集合中的元素操作的方法进行限定,不允许对其进行增删。 当然查看操作是允许的
         */  
        List list = new ArrayList();  
        list.add("abc");  
        list.add("haha");  
          
        /* 
         * toArray方法需要传入一个指定类型的数组。 
         * 长度该如何定义呢? 
         * 传入的数组长度,如果小于集合长度,那么该方法会创建一个同类型的数组,并且这个数组的length属性值集合集合的size()值相等。 
         * 传入的数组长度,如果大于集合长度,那么该方法会使用指定的数组,存储集合中的元素,其他位置默认为null。 
         *  
         * 所以建议,长度就指定为集合的size(); 
         */  
        String[] arr =list.toArray(new String[0]);  
        System.out.println(Arrays.toString(arr));//[abc, haha]  
          
        String[] arr1 =list.toArray(new String[3]);  
        System.out.println(Arrays.toString(arr1));//以字符串的形式输出[abc, haha, null]  
          
        String[] arr2 =list.toArray(new String[list.size()]);  
        System.out.println(Arrays.toString(arr2));//以字符串的形式输出[abc, haha]  
    }  
}  

三. 数组与集合之间的转换

数组和集合之间的转换目的,就是为了特定的需要使用对方的优点来弥补自己的不足,转换过程中元素保持不变。 数组和List、Set都可以存放多个元素,数组的特点是长度固定,访问速度非常快,元素类型单一;List的特点是长度可以动态增加,能够维护元素的次序,存入的所有元素都当做Object,允许元素重复;Set的特点是长度可以动态增加,能够保证元素不重复,存入的所有元素都当做Object。

List转换成数组可以使用List的toArray()方法,返回一个Object数组。
Set转换成数组可以使用Set的toArray()方法,返回一个Object数组。
如果List或Set中元素的类型单一都为A,那么可以使用带参数的toArray()方法,得到类型为A的数组,具体语句是“(A[])set.toArray(new A[0])”,要记得强制类型转换。

数组转换成List可以使用Arrays的asList静态方法,得到一个List。

数组转化成Set时,需要先将数组转化成List再用List构造Set。包含两个步骤。

package com.example.test;  
  
import java.util.ArrayList;  
import java.util.Arrays;  
import java.util.HashMap;  
import java.util.HashSet;  
import java.util.List;  
import java.util.Map;  
import java.util.Set;  
  
public class ConvertorTest {  
    /** 
     * @param args 
     */  
    public static void main(String[] args) {           		
		testArray11List();
		testList12Array();
		testArray21Set();
		testArray22Set();
		testSet31List();
		testSet32List();
		testMap411List();
		testMap422List();
    }  
	 
    private static void testArray11List() {  
        //数组-->List   ,为了使用List中除了增删之外的方法,对数组元素进行操作 
        String[] ss = {"JJ","KK"};    
        List list1 = Arrays.asList(ss);  //使用工具类Arrays类中的.asList()方法  
        List list2 = Arrays.asList("AAA","BBB");    
        System.out.println(list1);    
        System.out.println(list2);    
    }  
	
    private static void testList12Array() {  
        //List-->数组    ,限制List中增删方法的使用
        List list = new ArrayList();    
        list.add("AA");    
        list.add("BB");    
        list.add("CC");    
        Object[] objects = list.toArray();//返回Object数组  ,调用List自己的 .toArray()方法  
        System.out.println("objects:"+Arrays.toString(objects));    
          
        String[] arr = new String[list.size()];    
        list.toArray(arr);//将转化后的数组放入已经创建好的对象中    
        System.out.println("strings1:"+Arrays.toString(arr));    
    }  
     	
    private static void testArray21Set() {            
        String[] arr = {"AA","BB","DD","CC","BB"};  
		
        //数组(-->List)-->Set    ,为了使用Set中除了增删之外的方法,对数组元素进行操作
        Set set = new HashSet(Arrays.asList(arr)); //使用工具类Arrays类中的.asList()得到一个List,再将list作为Set构造方法的参数  
        System.out.println(set);    
    }  
  
    private static void testSet22Array() {  
        Set set = new HashSet();  
        set.add("AA");  
        set.add("BB");  
        set.add("CC");  
          
        String[] arr = new String[set.size()];    
        //Set-->数组    ,为了限制Set中增删方法的使用
        set.toArray(arr);   //使用Set自己的 .toArray()方法
        System.out.println(Arrays.toString(arr));    
    }  	
	
    private static void testList31Set() {              
        List list = new ArrayList();  
        list.add("ABC");  
        list.add("EFG");  
        list.add("LMN");  
        list.add("LMN");  
          
        //List-->Set  ,为了排除List中的重复元素
        Set listSet = new HashSet(list);  //将list作为Set的构造方法的参数
        System.out.println(listSet);  
    }  
  
    private static void testSet32List() {             
        Set set = new HashSet();  
        set.add("AA");  
        set.add("BB");  
        set.add("CC");  
          
        //Set --> List  ,为了给Set中的元素添加顺序,即让它们有下标
        List setList = new ArrayList(set);  //将set作为List的构造函数的参数
        System.out.println(setList);    
    }  
  	
    private static void testMap411List() {           
        Map map = new HashMap();    
        map.put("A", "ABC");    
        map.put("K", "KK");    
        map.put("L", "LV");    
          
        // 将Map Key  转化为List。我自己觉得这种情况不大使用,因为Map中的键是唯一不可重复的,不符合List。    
        List mapKeyList = new ArrayList(map.keySet());    
        System.out.println("mapKeyList:"+mapKeyList);  
          
        // 将Map Value 转化为List。      
        List mapValuesList = new ArrayList(map.values());  //Map自己的 .values()方法获得值的信息,将其存储到Set中  
        System.out.println("mapValuesList:"+mapValuesList);  

    }  
  
    private static void testMap422Set() {            
        Map map = new HashMap();    
        map.put("A", "ABC");    
        map.put("K", "KK");    
        map.put("L", "LV");    
          
        // 将Map 的键转化为Set      
        Set mapKeySet = map.keySet();  //Map自己的 .keySet()方法获得键的值,将其存储在Set中。还可以使用entry.set()实现
        System.out.println("mapKeySet:"+mapKeySet);  
          
        // 将Map 的值转化为Set。我自己觉得这种情况不大实用,以为Map中的值是可以重复的,不符合Set。      
        Set mapValuesSet = new HashSet(map.values());    
        System.out.println("mapValuesSet:"+mapValuesSet);  
    }  
}  

四. 泛型

泛型是JDK1.5以后出现的新技术。在JDK1.4版本之前,容器什么类型的对象都可以存储。但是在取出时,需要用到对象的特有内容时,需要做向下转型。但是对象的类型不一致,导致了向下转型发生了ClassCastException异常。为了避免这个问题,只能主观上控制,往集合中存储的对象类型保持一致。为了解决该问题,JDK1.5以后,在定义集合时,就直接明确集合中存储元素的具体类型。这样,编译器在编译时,就可以对集合中存储的对象类型进行检查。一旦发现类型不匹配,就编译失败。这个技术就是泛型技术

package ustc.lichunchun.generic.demo;  
  
import java.util.ArrayList;  
import java.util.Iterator;  
import java.util.List;  
  
public class GenericDemo {  
  
    public static void main(String[] args) {  
          
        List list = new ArrayList();  
          
        list.add("abc");  
        list.add(4);//list.add(Integer.valueOf(4));自动装箱.  
          
        for (Iterator it = list.iterator(); it.hasNext();) {  
              
            System.out.println(it.next());  
            //等价于:  
            Object obj = it.next();  
            System.out.println(obj.toString());  
            //因为String和Integer类都重写了Object类的toString方法,所以可以这么做。  
              
            String str = (String)it.next();  
            System.out.println(str.length());  
            //->java.lang.ClassCastException:java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String  
        }  
              
        //为了在运行时期不出现类型异常,可以在定义容器时,就明确容器中的元素的类型。-->泛型  
          
        List list = new ArrayList();  
        list.add("abc");  
        for (Iterator it = list.iterator(); it.hasNext();) {  
            String str = it.next();  
            //class文件中怎么保证it.next()返回的Object类型一定能够变成String类型?  
            //虽然class文件中,没有泛型标识。但是在编译时期就已经保证了元素类型的统一,一定都是某一类元素。  
            //那么在底层,就会有自动的相应类型转换。这叫做泛型的补偿。  
            System.out.println(str.length());  
        }  
    }  
}  

泛型的擦除:编译器通过泛型对元素类型进行检查,只要检查通过,就会生成class文件,但在class文件中,就将泛型标识去掉了。泛型只在源代码中体现。但是通过编译后的程序,保证了容器中元素类型的一致。

泛型的补偿:在运行时,通过获取元素的类型进行转换操作。在底层会有自动的相应类型转换,而不用程序员再进行强制类型转换了。 

泛型的好处:1.)将运行时期的问题,转移到了编译时期,可以更好的让程序员发现问题并解决问题。2.)避免了强制转换、向下转型的麻烦。

package ustc.lichunchun.generic.demo;  
  
import java.util.ArrayList;  
import java.util.Iterator;  
import java.util.List;  
  
public class GenericDemo2 {  
  
    public static void main(String[] args) {  
          
        //创建一个List集合,存储整数。List ArraytList  
        List list = new ArrayList();  
          
        list.add(5);//自动装箱  list.add(Integer.valueOf(5)); 
        list.add(6);  
          
        for (Iterator it = list.iterator(); it.hasNext();) {  
            Integer integer = it.next();//使用了泛型后,it.next()返回的就是指定的元素类型。  
            System.out.println(integer);  
        }  
    }  
}  

总之,泛型就是应用在编译时期的一项安全机制。泛型技术是给编译器使用的技术,用于编译时期,确保了类型的安全。

先给出一个小案例,代码如下:

package ustc.lichunchun.domain;  
  
public class Person implements Comparable {  
    private String name;  
    private int age;  
 
    public Person() {  
        super();  
    }  
  
    public Person(String name, int age) {  
        super();  
        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 "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";  
    }  
  
    @Override  
    public int compareTo(Person o) {  
        int temp = this.getAge() - o.getAge();  
        return temp == 0 ? this.getName().compareTo(o.getName()) : temp;  
    }  
  
    @Override  
    public int hashCode() {  
        final int NUMBER = 31;  
        return this.name.hashCode()+this.age*NUMBER;  
    }  
  
    @Override  
    public boolean equals(Object obj) {  
        if (this == obj)  
            return true;  
        if(!(obj instanceof Person))  
            throw new ClassCastException("类型不匹配");  
        Person p = (Person)obj;  
        return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;  
    }  
}  

package ustc.lichunchun.generic.demo;  
  
import java.util.HashSet;  
import java.util.Set;  
import java.util.TreeSet;  
  
import ustc.lichunchun.comparator.ComparatorByName;  
import ustc.lichunchun.domain.Person;  
  
public class GenericDemo3 {  
  
    public static void main(String[] args) {  
          
        Set set = new TreeSet();  
          
        set.add("abcd");  
        set.add("aa");  
        set.add("nba");  
        set.add("cba");  
          
        for (String s : set) {  
            System.out.println(s);  
        }  
          
        //按照年龄排序  
        Set set = new TreeSet();  //set的名字可以一样
        set.add(new Person("abcd",20));  
        set.add(new Person("aa",26));  
        set.add(new Person("nba",22));  
        set.add(new Person("cba",24));  
          
        for(Person p: set){  
            System.out.println(p);  
        }  
          
        //按照姓名排序  
        Set set = new TreeSet(new ComparatorByName());  //set的名字可以一样
        set.add(new Person("abcd",20));  
        set.add(new Person("aa",26));  
        set.add(new Person("nba",22));  
        set.add(new Person("cba",24));  
          
        for(Person p: set){  
            System.out.println(p);  
        }  
          
        //HashSet不重复的实现  
        Set set = new HashSet();  //set的名字可以一样
        set.add(new Person("aa",26));  
        set.add(new Person("abcd",20));  
        set.add(new Person("abcd",20));  
        set.add(new Person("nba",22));  
        set.add(new Person("nba",22));  
        set.add(new Person("cba",24));  
          
        for(Person p: set){  
            System.out.println(p);  
        }  
    }  
}  

泛型技术在集合框架中应用的范围很大。什么时候需要写泛型呢?当类中的操作的引用数据类型不确定的时候,以前用的Object来进行扩展的,现在可以用泛型来表示。这样可以避免强转的麻烦,而且将运行问题转移到的编译时期。只要看到类或者接口在描述时右边定义<>,就需要泛型。其实是,容器在不明确操作元素的类型的情况下,对外提供了一个参数,用<>封装。使用容器时,只要将具体的类型实参传递给该参数即可。说白了,泛型就是,传递"类型参数"。下面依次介绍泛型类、泛型方法、泛型接口。

 1.) 泛型类 --> 泛型定义在类上

首先,我们实现两个继承自Person类的子类,分别是Student类、Worker类,代码如下:

package ustc.lichunchun.domain;  
  
public class Student extends Person {  
  
    public Student() {  
        super();  
    }  
  
    public Student(String name, int age) {  
        super(name, age);  
    }  
  
    @Override  
    public String toString() {  
        return "Student [name="+getName()+", age="+getAge()+"]";  
    }  
}  
package ustc.lichunchun.domain;  
  
public class Worker extends Person {  
  
    public Worker() {  
        super();  
    }  
  
    public Worker(String name, int age) {  
        super(name, age);  
    }  
  
    @Override  
    public String toString() {  
        return "Worker [name=" + getName() + ", age=" + getAge() + "]";  
    }  
}  

需求:创建一个用于操作Student对象的工具类。对 对象进行设置和获取。JDK1.5以后,就可以使用泛型。类型不确定时,可以对外提供参数。由使用者通过传递参数的形式完成类型的确定。

//JDK 1.5 在类定义时就明确参数。由使用该类的调用者,来传递具体的类型。  
class Util{//-->泛型类。  
    private W obj;  
  
    public W getObj() {  
        return obj;  
    }  
  
    public void setObj(W obj) {  
        this.obj = obj;  
    }  
}  

利用泛型类,我们就可以直接在编译时期及时发现程序错误,同时避免了向下转型的麻烦。利用上述泛型类工具,代码如下:

package ustc.lichunchun.generic.demo;  
  
import ustc.lichunchun.domain.Student;  
import ustc.lichunchun.domain.Worker;  
  
public class GenericDemo4 {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        /* 
         * 泛型1:泛型类-->泛型定义在类上。 
         */  
          
   /*   //JDK 1.4  
        Tool2 tool = new Tool2();  
        tool.setObj(new Worker());  
        Student stu = (Student)tool.getObj();//异常-->java.lang.ClassCastException: Worker cannot be cast to Student  
        System.out.println(stu);  
   */        
        //JDK 1.5  
        Util util = new Util();  
        //util.setObj(new Worker());//编译报错-->如果类型不匹配,直接编译失败。  
        //Student stu = util.getObj();//避免了向下转型。不用强制类型转换。  
        System.out.println(stu);  
          
        //总结:什么时候定义泛型?  
        //当类型不明确时,就应该使用泛型来表示,在类上定义参数,由调用者来传递实际类型参数。  
    }  
}  

2. )泛型方法 --> 泛型定义在方法上。这里只需要注意一点,如果静态方法需要定义泛型,泛型只能定义在方法上。代码如下:

package ustc.lichunchun.generic.demo;  
  
public class GenericDemo5 {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        /* 
         * 泛型2:泛型方法-->泛型定义在方法上。 
         */  
        Demo1 d = new Demo1();  
        d.show("abc");  
        //d.print(6);在类上明确类型后,错误参数类型在编译时期就报错。  
        Demo1 d1 = new Demo1();  
        d1.print(6);  
        //d1.show("abc");  
        System.out.println("----------------");  
          
        Demo2 d2 = new Demo2();  
        d2.show("abc");  
        d2.print("bcd");  
        d2.print(6);  
    }  
}  
class Demo1{  //泛型定义在类上
    public void show(W w){  
        System.out.println("show: "+w);  
    }  
    public void print(W w){  
        System.out.println("print: "+w);  
    }  
}  
class Demo2{  
    public void show(W w){  
        System.out.println("show: "+w);  
    }  
    public  void print(Q w){//-->泛型方法。某种意义上可以将Q理解为Object。  
        System.out.println("print: "+w);  
    }  
    /* 
    public static void show(W w){//报错-->静态方法是无法访问类上定义的泛型的。 
                                //因为静态方法隶属于类,优先于对象存在,而泛型的类型参数确定,需要对象明确。 
        System.out.println("show: "+w); 
    } 
    */  
    public static  void staticShow(A a){//如果静态方法需要定义泛型,泛型只能定义在方法上。含静态方法的类中不能定义泛型类 
        System.out.println("static show: "+a);  
    }  
}  

3.)泛型接口--> 泛型定义在接口上。

package ustc.lichunchun.generic.demo;  
  
public class GenericDemo6 {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        /* 
         * 泛型3:泛型接口-->泛型定义在接口上。 
         */  
        SubDemo d = new SubDemo();  
        d.show("abc");  
    }  
      
}  
interface Inter{//泛型接口。   
    public void show(T t);  
}  
class InterImpl implements Inter{//依然不明确要操作什么类型。  
  
    @Override  
    public void show(W t) {  
        System.out.println("show: "+t);  
    }  
}  
class SubDemo extends InterImpl{  
      
}  
/* 
interface Inter{//泛型接口。  
    public void show(T t); 
} 
class InterImpl implements Inter{ 
    @Override 
    public void show(String t) { 
    } 
} 
*/  

泛型通配符当具体类型不确定的时候,可以使用通配符就是。当操作类型时,不需要使用类型的具体功能时,只使用Object类中的功能。那么可以用 ? 通配符来表未知类型。

package ustc.lichunchun.generic.demo;  
  
import java.util.ArrayList;  
import java.util.Collection;  
import java.util.HashSet;  
import java.util.Iterator;  
import java.util.List;  
import java.util.Set;  
  
import ustc.lichunchun.domain.Student;  
  
public class GenericDemo7 {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        /* 
         * 通配符 --> 相当于 
         */  
        List list = new ArrayList();  
        list.add("abc1");  
        list.add("abc2");  
        list.add("abc3");  
        printCollection(list);  
          
        Set set = new HashSet();  
        set.add("haha");  
        set.add("xixi");  
        set.add("hoho");  
        printCollection(set);  
          
        List list2 = new ArrayList();  
        list2.add(new Student("abc1",21));  
        list2.add(new Student("abc2",22));  
        list2.add(new Student("abc3",23));  
        list2.add(new Student("abc4",24));  
        //Collection coll = new ArrayList();-->wrong-->左右不一样,可能会出现类型不匹配  
        //Collection coll = new ArrayList();-->wrong-->左右不一样,可能会出现类型不匹配  
        //Collection coll = new ArrayList();-->right-->通配符  
        printCollection(list2);  
    }  
  
    /*private static void printCollection(List list) { 
        for (Iterator it = list.iterator(); it.hasNext();) { 
            String str = it.next(); 
            System.out.println(str); 
        } 
    }*/  
    /*private static void printCollection(Collection coll) { 
        for (Iterator it = coll.iterator(); it.hasNext();) { 
            String str = it.next(); 
            System.out.println(str); 
        } 
    }*/  
    private static void printCollection(Collection coll) {//在不明确具体类型的情况下,可以使用通配符来表示。  
        for (Iterator it = coll.iterator(); it.hasNext();) {//技巧:迭代器泛型始终保持和具体集合对象一致的泛型。  
            Object obj = it.next();  
            System.out.println(obj);  
        }  
    }  
}   
  

泛型的限定
    :接收E类型或者E的子类型对象。上限。一般存储对象的时候用。比如添加元素 addAll。

    :接收E类型或者E的父类型对象。下限。一般取出对象的时候用。比如比较器。

package ustc.lichunchun.generic.demo;  
  
import java.util.ArrayList;  
import java.util.Collection;  
import java.util.HashSet;  
import java.util.Iterator;  
import java.util.List;  
import java.util.Set;  
  
import ustc.lichunchun.domain.Person;  
import ustc.lichunchun.domain.Student;  
import ustc.lichunchun.domain.Worker;  
  
public class GenericDemo8 {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        /* 
         * 泛型的限定 
         */  
        List list = new ArrayList();  
        list.add(new Student("abc1",21));  
        list.add(new Student("abc2",22));  
        list.add(new Student("abc3",23));  
        list.add(new Student("abc4",24));  
        printCollection(list);  
          
        Set set = new HashSet();  
        set.add(new Worker("haha",23));  
        set.add(new Worker("xixi",24));  
        set.add(new Worker("hoho",21));  
        set.add(new Worker("haha",29));  
        printCollection(set);  
    }  
  
    /* 
     * 泛型的限定: 
     * ? extends E :接收E类型或者E的子类型。-->泛型上限。 
     * ? super E :接收E类型或者E的父类型。-->泛型下限。 
     */  
    private static void printCollection(Collection coll) {//泛型的限定,支持一部分类型。  
        for (Iterator it = coll.iterator(); it.hasNext();) {  
            Person obj = it.next();//就可以使用Person的特有方法了。  
            System.out.println(obj.getName()+":"+obj.getAge());  
        }  
    }  
}  

Java基础--------集合框架_第8张图片

案例一,演示泛型上限(存入操作)在API中的体现。我们这里使用的是TreeSet的构造函数:TreeSet(Collection coll)

package ustc.lichunchun.generic.demo;  
  
import java.util.ArrayList;  
import java.util.Collection;  
import java.util.Iterator;  
import java.util.TreeSet;  
  
import ustc.lichunchun.domain.Person;  
import ustc.lichunchun.domain.Student;  
import ustc.lichunchun.domain.Worker;  
  
public class GenericDemo9 {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        /* 
         *  演示泛型限定在API中的体现。 
         *  TreeSet的构造函数。 
         *  TreeSet(Collection coll); 
         *   
         *  什么时候会用到上限呢? 
         *  一般往集合存储元素时。如果集合定义了E类型,通常情况下应该存储E类型的对象。 
         *  对于E的子类型的对象,E类型也可以接受(多态)。所以这时可以将泛型从E改为 ? extends E. 
         */  
        Collection coll = new ArrayList();  
        coll.add(new Student("abc1",21));  
        coll.add(new Student("abc2",22));  
        coll.add(new Student("abc3",23));  
        coll.add(new Student("abc4",24));  
          
        Collection coll2 = new ArrayList();  
        coll2.add(new Worker("abc11",21));  
        coll2.add(new Worker("abc22",27));  
        coll2.add(new Worker("abc33",35));  
        coll2.add(new Worker("abc44",29));  
          
        TreeSet ts = new TreeSet(coll);//coll2 也可以传进来。泛型中的Person类型是Student和Worker的父类  
        ts.add(new Person("abc8",21));  
        ts.addAll(coll2);//addAll(Collection c);  
        for (Iterator it = ts.iterator(); it.hasNext();) {  
            Person person = it.next();  
            System.out.println(person.getName());  
        }  
    }  
}  
//原理  
class MyTreeSet{  
    MyTreeSet(){  
          
    }  
    MyTreeSet(Collection c){  
          
    }  
}  

 案例二,演示泛型下限(取出操作)在API中的体现。同样,我们这里使用的是另一个TreeSet的构造函数:TreeSet(Comparator comparator)

package ustc.lichunchun.generic.demo;  
  
import java.util.Comparator;  
import java.util.Iterator;  
import java.util.TreeSet;  
import ustc.lichunchun.domain.Person;  
import ustc.lichunchun.domain.Student;  
import ustc.lichunchun.domain.Worker;  
  
public class GenericDemo10 {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        /* 
         * 演示泛型限定在API中的体现。 
         * TreeSet的构造函数。 
         * TreeSet(Comparator comparator) 
         *  
         * 什么时候用到下限呢? 
         * 当从容器中取出元素操作时,可以用E类型接收,也可以用E的父类型接收。 
         *  
         */  
        //创建一个Student、Worker都能接收的比较器。  
        Comparator comp = new Comparator() {//匿名内部类  
            @Override  
            public int compare(Person o1, Person o2) {//每次都是容器中的两个元素过来进行比较   
                int temp = o1.getAge()-o2.getAge();  
                return temp==0?o1.getName().compareTo(o2.getName()):temp;  
            }  
        };  
          
        TreeSet ts = new TreeSet(comp);  
        ts.add(new Student("abc1",21));  
        ts.add(new Student("abc2",28));  
        ts.add(new Student("abc3",23));  
        ts.add(new Student("abc4",25));  
          
        TreeSet ts1 = new TreeSet(comp);  
        ts1.add(new Worker("abc11",21));  
        ts1.add(new Worker("abc22",27));  
        ts1.add(new Worker("abc33",22));  
        ts1.add(new Worker("abc44",29));  
          
        for (Iterator it = ts1.iterator(); it.hasNext();) {  
            Person p = it.next();//多态  
            System.out.println(p);  
        }  
    }  
  
}  
//原理  
class YouTreeSet{  
    YouTreeSet(Comparator comparator){  
          
    }  
}  

泛型的细节:

    1.泛型到底代表什么类型取决于调用者传入的类型,如果没传,默认是Object类型;
    2.使用带泛型的类创建对象时,等式两边指定的泛型必须一致;原因:编译器检查对象调用方法时只看变量,然而程序运行期间调用方法时就要考虑对象具体类型了;       
    3.等式两边可以在任意一边使用泛型,在另一边不使用(考虑向后兼容);

ArrayList al = new ArrayList();  //错  
//要保证左右两边的泛型具体类型一致就可以了,这样不容易出错。  
  
ArrayList al = new ArrayList();  
al.add("aa");  //错  
//因为集合具体对象中既可存储String,也可以存储Object的其他子类,所以添加具体的类型对象不合适,类型检查会出现安全问题。  
// ?extends Object 代表Object的子类型不确定,怎么能添加具体类型的对象呢?  
  
public static void method(ArrayList al) {  
    al.add("abc");  //错  
    //只能对al集合中的元素调用Object类中的方法,具体子类型的方法都不能用,因为子类型不确定。  
}   
  

五. 总结

Java基础--------集合框架_第9张图片

注意:Map没有迭代器,只有将Map中的转换成Set之后才可以进行遍历。

在Java集合框架中,线程同步的只用Hashtable和Vector两个。

Java中==  和 equals() 的区别

       //基本数据类型的比较
        int num1 = 10;
        int num2 = 10;
        System.out.println(num1 == num2);   //true
        //引用数据类型的比较
        String s1 = "chance";
        String s2 = "chance";
        System.out.println(s1 == s2);        //true
        System.out.println(s1.equals(s2));    //true
        //String类中==与equals的比较
        String s3 = new String("chance");     
        String s4 = new String("chance");
        System.out.println(s3 == s4);        //false
        System.out.println(s3.equals(s4));    //true
        //非String类中==与equals类型的比较
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);      
        Scanner scanner2 = new Scanner(System.in);
        System.out.println(scanner.equals(scanner2));       //false
        Scanner sc = scanner;
        System.out.println(scanner.equals(sc));            //true

输出结果如下:

true
true
true
false
true
false
true

                    

------------------------------------------------------------------ 我是低调的分隔线  ----------------------------------------------------------------------

Java基础--------集合框架_第10张图片

                                                                                                                                     吾欲之南海,一瓶一钵足矣...

你可能感兴趣的:(编程,java,数据结构,开发语言)