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[Java教程]Java基础知识笔记(八:集合类)


目录

1  集合类简介 

2  List介绍及简单使用 

2.1  LinkedList介绍及简单使用 

2.2  ArrayList介绍及简单使用 

2.3  Vector介绍及简单使用

2.3.1  Stack介绍及简单使用 

3  Set介绍 

3.1 HashSet介绍及简单使用 

3.2 TreeSet介绍及简单使用 

3.3 Linked HashSet介绍 

4  Map介绍及简单使用 

4.1 Hashtable介绍及简单使用 

4.2 HashMap简单使用 

4.3 WeakHashMap介绍 

 

 


 

1  集合类简介

集合类存放于java.util包中。

集合类存放的都是对象的引用,而非对象本身,出于表达上的便利,我们称集合中的对象就是指集合中对象的引用(reference)。

集合类型主要有3种:list(集)、set(列表)和map(映射)。

具体关系如下:

Collection
List
├LinkedList
├ArrayList
└Vector
 └Stack

Set

├HashSet
├TreeSet
└Linked HashSet

Map
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap

    Collection是最基本的集合接口,一个Collection代表一组Object,即Collection的元素(Elements)。一些Collection允许有相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。Java SDK不提供直接继承自Collection的类,Java SDK提供的类都是继承自Collection的“子接口”如List和Set。
  所有实现Collection接口的类都必须提供两个标准的构造函数:无参数的构造函数用于创建一个空的Collection,有一个 Collection参数的构造函数用于创建一个新的Collection,这个新的Collection与传入的Collection有相同的元素。后一个构造函数允许用户复制一个Collection。
  如何遍历Collection中的每一个元素?不论Collection的实际类型如何,它都支持一个iterator()的方法,该方法返回一个迭代子,使用该迭代子即可逐一访问Collection中每一个元素。典型的用法如下:
    Iterator it = collection.iterator(); // 获得一个迭代子
    while(it.hasNext()) {
      Object obj = it.next(); // 得到下一个元素
    }

 

 


 

2  List介绍及简单使用

介绍:List是有序的Collection,使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引(元素在List中的位置,类似于数组下标)来访问List中的元素,这类似于Java的数组。和下面要提到的Set不同,List允许有相同的元素。
  除了具有Collection接口必备的iterator()方法外,List还提供一个listIterator()方法,返回一个 ListIterator接口,和标准的Iterator接口相比,ListIterator多了一些add()之类的方法,允许添加,删除,设定元素, 还能向前或向后遍历。
  实现List接口的常用类有LinkedList,ArrayList,Vector和Stack。

实例查找 List 中的最大最小值

以下实例演示了如何使用 Collections类的 max() 和 min() 方法来获取List中最大最小值:

import java.util.*;public class Main {  public static void main(String[] args) {   List list = Arrays.asList("one Two three Four five six one three Four".split(" "));   System.out.println(list);   System.out.println("最大值: " + Collections.max(list));   System.out.println("最小值: " + Collections.min(list));  }}

以上代码运行输出结果为:

[one, Two, three, Four, five, six, one, three, Four]最大值: three最小值: Four

2.1  LinkedList介绍及简单使用

介绍:LinkedList类是双向列表,列表中的每个节点都包含了对前一个和后一个元素的引用.
LinkedList的构造函数如下
1. public LinkedList():  ——生成空的链表
2. public LinkedList(Collection col):  复制构造函数
实例获取链表的第一个和最后一个元素

import java.util.LinkedList;    public class LinkedListTest{     public static void main(String[] args) {       LinkedList<String> lList = new LinkedList<String>();       lList.add("1");       lList.add("2");       lList.add("3");       lList.add("4");       lList.add("5");           System.out.println("链表的第一个元素是 : " + lList.getFirst());       System.out.println("链表最后一个元素是 : " + lList.getLast());     }  }  

2.2  ArrayList介绍及简单使用

介绍:ArrayList就是传说中的动态数组,换种说法,就是Array的复杂版本,它提供了如下一些好处: 
动态的增加和减少元素 
实现了ICollection和IList接口 
灵活的设置数组的大小

 实例

ArrayList List = new ArrayList(); for( int i=0;i <10;i++ ) //给数组增加10个Int元素 List.Add(i); //..程序做一些处理 List.RemoveAt(5);//将第6个元素移除 for( int i=0;i <3;i++ ) //再增加3个元素 List.Add(i+20); Int32[] values = (Int32[])List.ToArray(typeof(Int32));//返回ArrayList包含的数组

2.3  Vector介绍及简单使用

介绍:

Vector类实现了一个动态数组。和ArrayList和相似,但是两者是不同的:

Vector是同步访问的。

Vector包含了许多传统的方法,这些方法不属于集合框架。

Vector主要用在事先不知道数组的大小,或者只是需要一个可以改变大小的数组的情况。

Vector类支持4种构造方法。

第一种构造方法创建一个默认的向量,默认大小为10:

Vector()

第二种构造方法创建指定大小的向量。

Vector(int size)

第三种构造方法创建指定大小的向量,并且增量用incr指定. 增量表示向量每次增加的元素数目。

Vector(int size,int incr)

第四中构造方法创建一个包含集合c元素的向量:

Vector(Collection c)

实例

import java.util.*;public class VectorDemo {  public static void main(String args[]) {   // initial size is 3, increment is 2   Vector v = new Vector(3, 2);   System.out.println("Initial size: " + v.size());   System.out.println("Initial capacity: " +   v.capacity());   v.addElement(new Integer(1));   v.addElement(new Integer(2));   v.addElement(new Integer(3));   v.addElement(new Integer(4));   System.out.println("Capacity after four additions: " +     v.capacity());   v.addElement(new Double(5.45));   System.out.println("Current capacity: " +   v.capacity());   v.addElement(new Double(6.08));   v.addElement(new Integer(7));   System.out.println("Current capacity: " +   v.capacity());   v.addElement(new Float(9.4));   v.addElement(new Integer(10));   System.out.println("Current capacity: " +   v.capacity());   v.addElement(new Integer(11));   v.addElement(new Integer(12));   System.out.println("First element: " +     (Integer)v.firstElement());   System.out.println("Last element: " +     (Integer)v.lastElement());   if(v.contains(new Integer(3)))     System.out.println("Vector contains 3.");   // enumerate the elements in the vector.   Enumeration vEnum = v.elements();   System.out.println("\nElements in vector:");   while(vEnum.hasMoreElements())     System.out.print(vEnum.nextElement() + " ");   System.out.println();  }}

以上实例编译运行结果如下:

Initial size: 0
Initial capacity: 3
Capacity after four additions: 5
Current capacity: 5
Current capacity: 7
Current capacity: 9
First element: 1Last element: 12Vector contains 3.Elements in vector:1 2 3 4 5.45 6.08 7 9.4 10 11 12

2.3.1  Stack介绍及简单使用

介绍:

栈是Vector的一个子类,它实现了一个标准的后进先出的栈。 

堆栈只定义了默认构造函数,用来创建一个空栈。 堆栈除了包括由Vector定义的所有方法,也定义了自己的一些方法。

Stack()

除了由Vector定义的所有方法,自己也定义了一些方法:

序号

方法描述

1

boolean empty() 
测试堆栈是否为空。

2

Object peek( )
查看堆栈顶部的对象,但不从堆栈中移除它。

3

Object pop( )
移除堆栈顶部的对象,并作为此函数的值返回该对象。

4

Object push(Object element)
把项压入堆栈顶部。

5

int search(Object element)
返回对象在堆栈中的位置,以 1 为基数。

 

实例

下面的程序说明这个集合所支持的几种方法

import java.util.*;public class StackDemo {  static void showpush(Stack st, int a) {   st.push(new Integer(a));   System.out.println("push(" + a + ")");   System.out.println("stack: " + st);  }  static void showpop(Stack st) {   System.out.print("pop -> ");   Integer a = (Integer) st.pop();   System.out.println(a);   System.out.println("stack: " + st);  }  public static void main(String args[]) {   Stack st = new Stack();   System.out.println("stack: " + st);   showpush(st, 42);   showpush(st, 66);   showpush(st, 99);   showpop(st);   showpop(st);   showpop(st);   try {     showpop(st);   } catch (EmptyStackException e) {     System.out.println("empty stack");   }  }}

以上实例编译运行结果如下:

stack: [ ]push(42)stack: [42]push(66)stack: [42, 66]push(99)stack: [42, 66, 99]pop -> 99stack: [42, 66]pop -> 66stack: [42]pop -> 42stack: [ ]pop -> empty stack

 

 


 

3  Set介绍

介绍: 

    Set不保存重复的元素。Set中最常被使用的是测试归属性,你可以很容易的询问某个对象是否在某个Set中。Set具有与Collection完全一样的接口,因此没有任何额外的功能。实际上Set就是Collection,只是行为不同。

  实现了Set接口的主要有HashSet、TreeSet、LinkedHashSet这几个共同点就是每个相同的项只保存一份。他们也有不同点,区别如下:

3.1 HashSet介绍及简单使用

介绍:

 HashSet使用的是相当复杂的方式来存储元素的,使用HashSet能够最快的获取集合中的元素,效率非常高(以空间换时间)。会根据hashcode和equals来庞端是否是同一个对象,如果hashcode一样,并且equals返回true,则是同一个对象,不能重复存放。

实例

package com.set;import java.util.HashSet;import java.util.Set;class Student{  int id;  public Student(int id) {    this.id = id;  }  @Override  public String toString() {    return this.id+"";  }  @Override  public int hashCode() {    return this.id;  }  @Override  public boolean equals(Object obj) {    if (obj instanceof Student){      Student stu = (Student) obj;      if (stu.id == this.id)        return true;    }    return false;  }}public class HashSetTest {  public static void main(String[] args) {    Set<Student> set = new HashSet<Student>();    Student s1 = new Student(1);    Student s2 = new Student(1);    Student s3 = new Student(2);    set.add(s1);    set.add(s2);    set.add(s3);    for (Student s : set) {      System.out.println(s);    }  }}

正如上例所示,重写了hashCode()和equals()方法来区分同意对象后,就不能存放同以对象了。如果注释这两个方法,则所有Student对象视为不同对象,都可以存放。

3.2 TreeSet介绍及简单使用

介绍:

 TreeSet也不能存放重复对象,但是TreeSet会自动排序,如果存放的对象不能排序则会报错,所以存放的对象必须指定排序规则。排序规则包括自然排序和客户排序。

  ①自然排序:TreeSet要添加哪个对象就在哪个对象类上面实现java.lang.Comparable接口,并且重写comparaTo()方法,返回0则表示是同一个对象,否则为不同对象。

      ②客户排序:建立一个第三方类并实现java.util.Comparator接口。并重写方法。定义集合形式为TreeSet ts = new TreeSet(new 第三方类());

实例

下面一个例子用TreeSet存放自然排序的对象:

package com.set;import java.util.Set;import java.util.TreeSet;class Student1 implements Comparable<Student1>{  int id;  public Student1(int id) {    this.id = id;  }  @Override  public String toString() {    return this.id+"";  }  @Override  public int hashCode() {    return this.id;  }  @Override  public boolean equals(Object obj) {    if (obj instanceof Student1){      Student1 stu = (Student1) obj;      if (stu.id == this.id)        return true;    }    return false;  }  public int compareTo(Student1 o) {    return (this.id-o.id);  }}public class TreeSetTest {  public static void main(String[] args) {    Set<Student1> set = new TreeSet<Student1>();    Student1 s1 = new Student1(5);    Student1 s2 = new Student1(1);    Student1 s3 = new Student1(2);    Student1 s4 = new Student1(4);    Student1 s5 = new Student1(3);    set.add(s1);    set.add(s2);    set.add(s3);    set.add(s4);    set.add(s5);    for (Student1 s : set) {      System.out.println(s);    }  }}

 输出结果为:

12345

3.3 Linked HashSet介绍

介绍:LinkedHashSet按照插入顺序保存对象,同时还保存了HashSet的查询速度。

 

 

 


 

4  Map介绍及简单使用

介绍:

Map接口中键和值一一映射. 可以通过键来获取值。

给定一个键和一个值,你可以将该值存储在一个Map对象. 之后,你可以通过键来访问对应的值。

当访问的值不存在的时候,方法就会抛出一个NoSuchElementException异常.

当对象的类型和Map里元素类型不兼容的时候,就会抛出一个 ClassCastException异常。

当在不允许使用Null对象的Map中使用Null对象,会抛出一个NullPointerException 异常。 

当尝试修改一个只读的Map时,会抛出一个UnsupportedOperationException异常。

序号

方法描述

1

void clear( )
 从此映射中移除所有映射关系(可选操作)。

2

boolean containsKey(Object k)
如果此映射包含指定键的映射关系,则返回 true。

3

boolean containsValue(Object v)
如果此映射将一个或多个键映射到指定值,则返回 true。

4

Set entrySet( )
返回此映射中包含的映射关系的 Set 视图。

5

boolean equals(Object obj)
比较指定的对象与此映射是否相等。

6

Object get(Object k)
返回指定键所映射的值;如果此映射不包含该键的映射关系,则返回 null。

7

int hashCode( )
返回此映射的哈希码值。

8

boolean isEmpty( )
如果此映射未包含键-值映射关系,则返回 true。

9

Set keySet( )
返回此映射中包含的键的 Set 视图。

10

Object put(Object k, Object v)
将指定的值与此映射中的指定键关联(可选操作)。

11

void putAll(Map m)
从指定映射中将所有映射关系复制到此映射中(可选操作)。

12

Object remove(Object k)
如果存在一个键的映射关系,则将其从此映射中移除(可选操作)。

13

int size( )
返回此映射中的键-值映射关系数。

14

Collection values( )
返回此映射中包含的值的 Collection 视图。

 

 实例 

import java.util.*;public class CollectionsDemo {  public static void main(String[] args) {   Map m1 = new HashMap();    m1.put("Zara", "8");   m1.put("Mahnaz", "31");   m1.put("Ayan", "12");   m1.put("Daisy", "14");   System.out.println();   System.out.println(" Map Elements");   System.out.print("\t" + m1);  }}

以上实例编译运行结果如下:

Map Elements    {Mahnaz=31, Ayan=12, Daisy=14, Zara=8}

4.1 Hashtable介绍及简单使用

介绍:

Hashtable是原始的java.util的一部分, 是一个Dictionary具体的实现 。

然而,Java 2 重构的Hashtable实现了Map接口,因此,Hashtable现在集成到了集合框架中。它和HashMap类很相似,但是它支持同步。

像HashMap一样,Hashtable在哈希表中存储键/值对。当使用一个哈希表,要指定用作键的对象,以及要链接到该键的值。

然后,该键经过哈希处理,所得到的散列码被用作存储在该表中值的索引。

实例

下面的程序说明这个数据结构支持的几个方法:

import java.util.*;public class HashTableDemo {  public static void main(String args[]) {   // Create a hash map   Hashtable balance = new Hashtable();   Enumeration names;   String str;   double bal;   balance.put("Zara", new Double(3434.34));   balance.put("Mahnaz", new Double(123.22));   balance.put("Ayan", new Double(1378.00));   balance.put("Daisy", new Double(99.22));   balance.put("Qadir", new Double(-19.08));   // Show all balances in hash table.   names = balance.keys();   while(names.hasMoreElements()) {     str = (String) names.nextElement();     System.out.println(str + ": " +     balance.get(str));   }   System.out.println();   // Deposit 1,000 into Zara's account   bal = ((Double)balance.get("Zara")).doubleValue();   balance.put("Zara", new Double(bal+1000));   System.out.println("Zara's new balance: " +   balance.get("Zara"));  }}

以上实例编译运行结果如下:

Qadir: -19.08Zara: 3434.34Mahnaz: 123.22Daisy: 99.22Ayan: 1378.0Zara's new balance: 4434.34

4.2 HashMap简单使用

介绍:以下实例演示了如何使用 Collection 类的 iterator() 方法来遍历集合:

import java.util.*;public class Main {  public static void main(String[] args) {   HashMap< String, String> hMap =    new HashMap< String, String>();   hMap.put("1", "1st");   hMap.put("2", "2nd");   hMap.put("3", "3rd");   Collection cl = hMap.values();   Iterator itr = cl.iterator();   while (itr.hasNext()) {     System.out.println(itr.next());   }  }}

以上代码运行输出结果为:

3rd2nd1st

4.3 WeakHashMap介绍

介绍:

  WeakHashMap实现了Map接口,是HashMap的一种实现,他使用弱引用作为内部数据的存储方案,WeakHashMap可以作为简单缓存表的解决方案,当系统内存不够的时候,垃圾收集器会自动的清除没有在其他任何地方被引用的键值对。

   如果需要用一张很大的HashMap作为缓存表,那么可以考虑使用WeakHashMap,当键值不存在的时候添加到表中,存在即取出其值。

WeakHashMap weakMap = new WeakHashMap<Integer, byte[]>();for(int i = 0; i < 10000; i++){Integer ii = new Integer(i);weakMap.put(ii, new byte[i]);}