Java类集框架(一)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Java类集框架(一)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1.Collection集合接口

2.List 接口 (常用子类 ArrayList ,LinkedList,Vector)

3.Set 集合接口(常用子类 HashSet LinkedHashSet,TreeSet)

4.集合输出(iterator , Enumeration)

1.Collection集合接口

Collection是集合中最大父接口，在接口中定义了核心的一些操作。

Collection接口定义的核心方法：

方法名	描述	方法修饰符	参数	返回值类型
add(E element)	将指定元素添加到集合中	public	element: 要添加的元素	boolean
remove(Object o)	从集合中移除指定元素	public	o: 要移除的元素	boolean
get(int index)	获取集合中指定位置的元素	public	index: 元素的索引	E
clear()	清空集合中的所有元素	public	无	无
size()	返回集合中的元素数量	public	无	int
toArray()	将集合转换为数组	public	无	Object[]
iterator()	返回集合的迭代器	public	无	Iterator<E>
contains(Object o)	检查集合是否包含指定元素	public	o: 要检查的元素	boolean

2.List 接口 (常用子类 ArrayList ,LinkedList,Vector)

List实现了Collection接口，但是自己也扩充了一些方法：

List扩充的方法：

方法名	描述
get(int index)	获取列表中指定位置的元素
set(int index, E element)	用指定元素替换列表中指定位置的元素
ListIterator()	返回列表的列表迭代器
foreach(Consumer<? super E> action)	对列表中的每个元素执行指定操作

1.ArrayList 线性表

作为一个线性标其存储方式是数组模式，以下是一个ArrayList的案例代码

实现ArrayList存放字符串类型的火车

package Example1801;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("火车头");
        list.add("车厢1");
        list.add("车厢2");
        list.add("车厢3");
//        获取基础信息
        System.out.println("集合是否为空？"+list.isEmpty()+" 集合内容的个数"+list.size());
//        调用方法判断是否存在字符串
        System.out.println(list.contains("火车头"));
//        获取下标为0的内容
        System.out.println("下标为0的内容是"+list.get(0));
//        移除数据
        list.remove("车厢3");
//        非标准输出,了解即可，标准输出接口是Iterator
        list.forEach(str->{
            System.out.println(str);
        });
//       清空集合内的数据
        list.clear();
        System.out.println(list.isEmpty());
    }
}

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2.LinkedList 链表

作为链表，其实现的方法与火车类似，定义一个空间（车厢）再接在火车最后一列车厢上。

案例代码：

package Example1804;

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建链表并插入数据
        List<String> linkedList = new LinkedList<String>();
        linkedList.add("火车头");
        linkedList.add("火车车厢1");
        linkedList.add("火车车厢2");
        linkedList.add("火车车厢3");
        linkedList.add("火车车尾");

        System.out.println(linkedList);
    }

}

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数组和链表的最大区别：

1.链表相比于数组不需要频繁的创造新的空间，但是两者的查找效率（get）并不相同，数组的时间复杂度为O(1)而链表的时间复杂度是O(n)

3.Vector

Vector作为原始的程序类由于其应用的广泛性，所以将其保存下来了

案例代码：

package Example1805;

import java.util.List;
import java.util.Vector;

public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {
//        泛型<包装类>
        List<Integer> all = new Vector<Integer>();
        for (int i = 1;i<=10;i++){
            all.add(i);
        }
        if (!all.isEmpty()){
            System.out.println(all);
        }
        
    }
}

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ArrayList与Vector的区别

ArrayList与Vector首先两者虽然外部调用方法看起来一样，但是二者的源码（内部机制）并不一样，Vector的源码中操作方法中加入了synochronized同步的操作，这就意味着多线程访问二者时候，Vector就会比较安全，但是相应的Vector的效率就会比较低

3.Set 集合接口(常用子类 HashSet LinkedHashSet,TreeSet)

Set与List最大的不同就是，作为一个集合，有互斥性，即不能放同样的数据，或者是同样的数据会被自动覆盖掉，比如做一个统计，统计某个学校学生最喜欢的科目，100个学生但是不可能有100个科目，所以如果有学生是喜欢同样的科目就会自动覆盖。

1.Set的子类HashSet(散列集合)

注意该集合的特点是无序性，以下案例代码就可以看得出其中特性

案例代码:

package Example1806;

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> all = new HashSet<String>();
        all.add("火车头");
        all.add("车厢1");
//        重复数据
        all.add("车尾");
        all.add("车尾");
        System.out.println(all);
    }
}

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如果想要让HashSet要按照我们顺序输入实现顺序的话就需要用到另一个兄弟类LinkedHashSet以保证其输入的有序性

2.LinkedHashSet

案例代码:

package Example1807;

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;

public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> all = new LinkedHashSet<String>();
        all.add("火车头");
        for (int i =1;i<=10;i++){
            all.add("火车车厢"+i);
        }
        all.add("火车车尾");
        if (!all.isEmpty()){
            System.out.println(all);
        }
        all.clear();
    }
}

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3.有序集合 TreeSet

有序集合可能会跟刚才的LinkedHashSet联想在一起，实际上并不一样，其中所谓的有序指的是元素的有序性，比如集合中传入一个班级一次考试的成绩，有很大可能并不是按照考试的成绩顺序输入，那么想要实现集合内部自动排好成绩的高低。此时就需要用到TreeSet（有序集合）

案例代码1：

package Example1808;

import java.util.Scanner;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;

public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("欢迎使用成绩等级系统");
        Set<Integer> all = new TreeSet<Integer>();
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入需要添加的成绩(输入0时候退出系统)");
        while (true){
            if (scanner.hasNextInt()){
                int temp = scanner.nextInt();
//                当输入的成绩位0时候退出系统
                if (temp == 0){
                    break;
                }
                all.add(temp);
                System.out.println("加入成绩成功");
            }else {
                System.out.println("您输入的成绩有问题,请重新输入");
            }
        }
        System.out.println(all);
    }
}

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该代码实现了输出一个班同学所有人考试得到的成绩，然后从低到高输出大家取到过的成绩

4.重复元素消除

问题引出：看如下代码：

package Example1809;

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

class Member{
    private String name;
    private int age;
    private int id;
    Member(String name,int age,int id){
        this.age = age;
        this.name = name;
        this.id = id;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Member{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", id=" + id +
                '}';
    }
}
public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Member> all = new HashSet<Member>();
//        重复对象
        all.add(new Member("赵五",20,001));
        all.add(new Member("赵五",20,001));
        System.out.println(all);
    }
}

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问：按理来说，add的两个对象其实都是同一个人，如果定义集合Set就应该剔除重复对象，为什么没有剔除呢？

虽然添加了两个具有相同数据的Member对象，但它们在内存中的地址不同，因此HashSet无法识别它们是相同的对象，也就无法将其视为重复元素进行删除。

要使HashSet正确识别重复的Member对象，需要在Member类中重写hashCode()和equals()方法，以便根据实际的业务逻辑来判断对象是否重复。例如，可以根据name、age和id属性来判断两个Member对象是否相同。重写这两个方法后，HashSet就能正确地剔除重复对象。

重复元素消除实现案例代码;

package Example1809;

import java.util.HashSet;
import java.util.Objects;
import java.util.Set;

class Member{
    private String name;
    private int age;
    private int id;
    Member(String name,int age,int id){
        this.age = age;
        this.name = name;
        this.id = id;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
//        如果存放的内存地址一样。那么自然就是一样的
        if (this == o){
            return true;
        };
//        检查类型是否相同
        if (o instanceof Member){
            Member other = (Member) o;
//            判断所有值是否相同
            return Objects.equals(this.name,other.name)&&this.age == other.age&&this.id == other.id;
        }
        return false;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
//        根据name,age,id计算哈希值
        return Objects.hash(name, age, id);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Member{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", id=" + id +
                '}';
    }
}
public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Member> all = new HashSet<Member>();
//        重复对象
        all.add(new Member("赵五",20,001));
        all.add(new Member("赵五",20,001));
        System.out.println(all);
    }
}

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可以看到同样的对象消失了，这样就算实现了重复元素的消除

4.集合输出(迭代器Iterator , Enumeration )

1.迭代器iterator（集合的标准输出）

在前面的Collection中定义的方法

iterator()

返回集合的迭代器

public

无

Iterator<E>

这一段说明实现集合都可以通过迭代器iterator输出，其创建的实例方法流程是

Iterator iterator = 某个集合.iterator

Iterator接口的常用方法

方法名	描述	方法修饰符	参数	返回类型
hasNext()	检查迭代器是否还有下一个元素。如果有，则返回true；否则返回false。	public	无	boolean
next()	返回迭代器的下一个元素，并将迭代器的位置指向下一个元素。	public	无	E
remove()	从迭代器所在的集合中移除迭代器返回的最后一个元素（可选操作）。	public	无	void

案例代码;

package Example1803;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

class Person{
    private String name;
    private int age;
    Person(String name,int age){
        this.age =age;
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
}
public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Person> personList = new ArrayList<Person>();
        personList.add(new Person("黄小龙",87));
        personList.add(new Person("陈非凡",20));
        personList.add(new Person("陈俊",20));
//        直接输出会输出类的地址
        System.out.println(personList);
//        通过迭代器遍历输出对象的名称和age
        Iterator<Person> iterator = personList.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
//            需要有对象接收不能直接输出iterator.next.getName()+iterator.next.getAge
//            这样会出现错误，因为iterator接收数据后立刻就往下走
            Person person = iterator.next();
            System.out.println(person.getName()+"的年龄是"+person.getAge());
        }
    }
}

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熟悉集合类型与Iterator的实现

package Example1810;

import java.util.*;

public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {
//        链表
        List<String> list1 = new LinkedList<String>();
        list1.add("和平号高铁车头");
        list1.add("和平号高铁车厢");
        list1.add("和平号高铁车尾");
        Iterator<String> iterator1 = list1.iterator();
        while (iterator1.hasNext()){
            System.out.println(iterator1.next());
        }
//        散列集合
        Set<String> set1 = new HashSet<String>();
        set1.add("绿皮火车车头");
        set1.add("绿皮火车车厢");
        set1.add("绿皮火车车尾");
        Iterator<String> iterator2 = set1.iterator();
        while (iterator2.hasNext()){
            System.out.println(iterator2.next());
        }
//        有序集合
        Set<Integer> set2 = new TreeSet<Integer>();
        set2.add(1);
        set2.add(2);
        set2.add(3);
        Iterator<Integer> iterator3 = set2.iterator();
        while (iterator3.hasNext()){
            System.out.println(iterator3.next());
        }
    }
}

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2.Enumeration

Enumeration该接口与Vector都是原始接口都是在jdk很早前就定义了，该接口主要是用于对Vector的数据输出，在JDK1.5后对其进使用了泛型重新修改

该接口有两个比较常用的方法：

方法名	描述
hasMoreElements()	检查枚举对象是否有更多的元素可供迭代。如果有，则返回true；否则返回false。
nextElement()	返回枚举对象的下一个元素，并将枚举对象的位置指向下一个元素。如果没有更多元素，则会抛出NoSuchElementException异常

案例代码：

package Example1811;

import java.util.Enumeration;
import java.util.Vector;

public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Vector<String> vector = new Vector<>();
        vector.add("测试1");
        vector.add("测试2");
        vector.add("测试3");
//        通过vector的elements实例化
        Enumeration<String> enumeration = vector.elements();
        while (enumeration.hasMoreElements()){
            System.out.println(enumeration.nextElement());
        }
    }
}

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