轉載請聲明出處:http://blog.csdn.net/zhongkelee/article/details/46801449
綜述
Java集合就是一個容器。面嚮對象語言對事物的體現都是以對象的形式存在,所以爲了方便對多個對象的操作,就對對象進行存儲,集合就是存儲對象最常用的一種方式。集合只用於存儲對象,集合長度是可變的,集合可以存儲不同類型的對象。如果往集合裏存放基本數據類型,在存取過程中會有個自動裝箱和拆箱。
因爲容器中數據結構不同,容器有很多種。不斷地將共性功能向上抽取,形成了集合體系,稱之爲集合框架。
集合框架的頂層就稱之爲Collection接口。所有的集合類都位於java.util包下,查閱API可以得到如下體系結構。在使用一個體系時,原則:參閱頂層內容。建立底層對象。
集合和數組的區別:
1:數組是固定長度的;集合可變長度的。
2:數組可以存儲基本數據類型,也可以存儲引用數據類型;集合只能存儲引用數據類型。
3:數組存儲的元素必須是同一個數據類型;集合存儲的對象可以是不同數據類型。
Collection<E>接口
Collection:單列集合
|--List:有序(元素存入集合的順序和取出的順序一致),元素都有索引,允許重複元素。
|--Set:無序(存入和取出順序有可能不一致),不允許重複元素,必須保證元素的唯一性。
java.util.Collection接口中的共性方法有:
1.添加:
boolean add(Object obj):一次添加一個。
boolean addAll(Collection c):將指定容器中的所有元素添加。
2.刪除:
void clear():將集合中的元素全刪除,清空集合。
boolean remove(Object o):刪除集合中指定的對象。注意:刪除成功,集合的長度會改變。
boolean removeAll(Collection c):刪除部分元素。部分元素和傳入Collection一致。
3.取交集:
boolean retainAll(Collection c):對當前集合中保留和指定集合中的相同的元素。
如果兩個集合元素相同,返回false;如果retainAll修改了當前集合,返回true。
4.獲取長度:
int size():集合中有幾個元素。
5.判斷:
boolean isEmpty():集合中是否有元素。
boolean contains(Object o):集合中是否包含指定元素。
boolean containsAll(Collection c)集合中是否包含指定的多個元素。
6.將集合轉成數組。
toArray()
toArray([])
下面的代碼就是演示Collection中的基本功能。
package ustc.lichunchun.collection.demo;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
public class CollectionDemo {
public static void main(String[] args) {
Collection coll = new ArrayList();
methodDemo(coll);
System.out.println("------------------");
methodAllDemo();
}
/*
* 演示Collection中的基本功能。
*/
public static void methodDemo(Collection coll){
//1.添加元素。
coll.add("abc1");
coll.add("abc2");
coll.add("abc3");
//2.刪除
coll.remove("abc2");//移除和添加元素 --> 會改變集合的長度 --> 集合裏面實際上存的是對象們的引用
//3.清除。
coll.clear();
//4.判斷包含。
System.out.println("contains: "+coll.contains("abc1"));//底層實現判斷用的是equals()
System.out.println(coll);
}
/*
* 演示帶All的方法。
*/
public static void methodAllDemo(){
//1.創建兩個容器。
Collection c1 = new ArrayList();
Collection c2 = new ArrayList();
//2.添加元素。
c1.add("abc1");
c1.add("abc2");
c1.add("abc3");
c1.add("abc4");
c2.add("abc2");
c2.add("abc3");
c2.add("abc5");
//往c1中添加c2。
c1.addAll(c2);
//判斷c1中是否包含c2中的所有元素。
boolean b = c1.containsAll(c2);
System.out.println("b = "+b);
//從c1中刪除c2。將c1中和c2相同的元素從c1中刪除。
c1.removeAll(c2);
//將c1中和c2不同的元素從c1中刪除。保留c1中和c2相同的元素。
c1.retainAll(c2);
System.out.println(c1);
}
}
疑問:Collection 接口中明明沒有toString()聲明,怎麼可能有權利調用這個ArrayList類的"特有"方法? (雖然ArrayList類繼承它父類有toString()複寫的方法了,但這個是ArrayList子類特有的方法啊,不符合多態的解釋呀?)
下面這段解釋截取自Google找到的答案:
樓主懂得思考,先表揚一下。下面將引用一段接口的說明,你可以看看:
9.2 Interface Members
The members of an interface are:Those members declared in the interface.
Those members inherited from direct superinterfaces.
If an interface has no direct superinterfaces, then the interface implicitly declares a public abstract member method m with signature s, return type r, and throws clause t corresponding to each public instance method m with signature s, return type r, and throws clause t declared in Object, unless a method with the same signature, same return type, and a compatible throws clause is explicitly declared by the interface. It is a compile-time error if the interface explicitly declares such a method m in the case where m is declared to be final in Object.
大致意思如下:
9.2 接口方法
一個接口中的方法有:
1).直接聲明在接口中的成員方法;
2).直接從父類接口中繼承而來的方法;
3).如果一個接口沒有直接的父類接口(也就是其自身就是頂層接口),並且在其沒有顯示聲明相關方法時,那該接口則會根據Object中所有的public的實例方法進行一一映射(比如toString,Hashcode等)。當然如果此接口顯示去聲明一個與Object簽名相同並且帶有final修飾的方法時,則會有編譯期錯誤。
所以:由超類聲明,子類來new。調用的最終是子類中定義的方法,如果子類沒有,則調用子類的父類方法。這存在一種向上追溯的過程。說明是完全正確的。
完全贊同!
這裏做一點補充。
根據這一條說明,在List list=new ArrayList()之後,在list當中將可以調用object當中所有聲明public的方法,而調用的方法實體是來自ArrayList的。而之所以沒有list不可以調用,clone()與finalize()方法,只是因爲它們是protected的。
學習了。
不過很好奇,33樓的大哥,這條如此原版的聲明出自哪個參考書籍呢?學java就該看這種資料啊。
7.取出集合元素。
Iterator iterator():獲取集合中元素上迭代功能的迭代器對象。
Iterator<E>接口
java.util.Iterator接口是一個對 collection 進行迭代的迭代器,作用是取出集合中的元素。
Iterator iterator():獲取集合中元素上迭代功能的迭代器對象。
迭代:取出元素的一種方式。有沒有啊?有!取一個。還有沒有啊?有!取一個。還有沒有啊?沒有。算了。
迭代器:具備着迭代功能的對象。迭代器對象不需要new。直接通過 iterator()方法獲取即可。
迭代器是取出Collection集合中元素的公共方法。
每一個集合都有自己的數據結構,都有特定的取出自己內部元素的方式。爲了便於操作所有的容器,取出元素,將容器內部的取出方式按照一個統一的規則向外提供,這個規則就是Iterator接口。
也就說,只要通過該接口就可以取出Collection集合中的元素,至於每一個具體的容器依據自己的數據結構,如何實現的具體取出細節,這個不用關心,這樣就降低了取出元素和具體集合的耦合性。
Iterator it = coll.iterator();//獲取容器中的迭代器對象,至於這個對象是是什麼不重要。這對象肯定符合一個規則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.創建集合。
Collection coll = new ArrayList();
coll.add("abc1");
coll.add("abc2");
coll.add("abc3");
//方式一:獲取該容器的迭代器。
Iterator it = coll.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.println(it.next());
}
//方式二:直接for+alt+/,選擇第三個。
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
}
}
爲了降低容器的數據結構和取出容器元素的方法之間的耦合性,把訪問、取出容器元素的容器的內部類進行共性抽取,即各種容器的相應內部類都實現了Iterator接口,實現了hasNext()、next()、remove()方法。例如如下截取自ArrayList類的iterator()方法的底層實現代碼:public Iterator<E> iterator() {
return new Itr();//取出ArrayList容器中元素的迭代器功能,返回的是一個Itr()迭代器對象,也就是實現Iterator接口的內部類對象。
}
/**
* An optimized version of AbstractList.Itr
*/
private class Itr implements Iterator<E> {//-->ArrayList容器的內部類,實現了Iterator迭代接口(迭代器),裏面有hasNext()、next()、remove()方法。
int cursor; // index of next element to return
int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
int expectedModCount = modCount;
public boolean hasNext() {
return cursor != size;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public E next() {
checkForComodification();
int i = cursor;
if (i >= size)
throw new NoSuchElementException();
Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if (i >= elementData.length)
throw new ConcurrentModificationException();
cursor = i + 1;
return (E) elementData[lastRet = i];
}
public void remove() {
if (lastRet < 0)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
try {
ArrayList.this.remove(lastRet);
cursor = lastRet;
lastRet = -1;
expectedModCount = modCount;
} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
@Override
@SuppressWarnings("unchecked")
public void forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer) {
Objects.requireNonNull(consumer);
final int size = ArrayList.this.size;
int i = cursor;
if (i >= size) {
return;
}
final Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if (i >= elementData.length) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
while (i != size && modCount == expectedModCount) {
consumer.accept((E) elementData[i++]);
}
// update once at end of iteration to reduce heap write traffic
cursor = i;
lastRet = i - 1;
checkForComodification();
}
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
List<E>接口
List本身是Collection接口的子接口,具備了Collection的所有方法。List集合的具體子類:子類之所以區分是因爲內部的數據結構(存儲數據的方式)不同。
List:有序(元素存入集合順序和取出一致),元素都有索引,允許重複元素-->自定義元素類型都要複寫equals方法。
|--Vector:底層的數據結構是數組。數組是可變長度的。線程同步的。增刪和查詢都巨慢!
|--ArrayList:底層的也是數組結構,也是長度可變的。線程不同步的,替代了Vector。增刪速度不快。查詢速度很快。(因爲在內存中是連續空間)
|--LinkedList:底層的數據結構是鏈表,線程不同步的。增刪速度很快。查詢速度較慢。(因爲在內存中需要一個個查詢、判斷地址來尋找下一元素)
可變長度數組的原理:
不斷new新數組並將原數組元素複製到新數組。即當元素超出數組長度,會產生一個新數組,將原數組的數據複製到新數組中,再將新的元素添加到新數組中。
ArrayList:是按照原數組的50%延長。構造一個初始容量爲 10 的空列表。
Vector:是按照原數組的100%延長。
首先學習List體系特有的共性方法,查閱方法發現List的特有方法都有索引(角標),這是該集合最大的特點。也就是說,List的特有方法都是圍繞索引(角標)定義的。
List集合支持對元素的增、刪、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.刪除(刪):
remove(index):刪除指定索引位的元素。 返回被刪的元素。
3.獲取(查):
element get(index):通過索引獲取指定元素。
int indexOf(element):獲取指定元素第一次出現的索引位,如果該元素不存在返回—1;所以,通過—1,可以判斷一個元素是否存在。
int lastIndexOf(element) :反向索引指定元素的位置。
List subList(start,end) :獲取子列表。
4.修改(改):
element set(index, newElement):對指定索引位進行元素的修改。
下面的代碼演示了List的特有方法:
package ustc.lichunchun.list.demo;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class ListDemo {
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
methodDemo(list);
}
/*
* 演示List特有的方法。
*/
public static void methodDemo(List list){
//1.常規添加元素。
list.add("abc1");
list.add("abc2");
list.add("abc3");
//2.插入元素。
list.add(1,"hehe");
//3.刪除。
list.remove(1);
list.remove(1);
//4.獲取。
System.out.println(list.get(3));// java.lang.IndexOutOfBoundsException
System.out.println(list.get(1));
System.out.println(list.indexOf("abc3"));
//5.修改。
list.set(1,"keke");
System.out.println(list);
//6.取出集合中所有的元素。
for (Iterator it = list.iterator(); it.hasNext();) {
System.out.println("iterator: "+it.next());
}
//7.List集合特有的取出方式。遍歷。
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.println("get: "+list.get(i));
}
}
}
5.獲取所有元素:ListIterator listIterator():list集合特有的迭代器。
在進行list列表元素迭代的時候,如果想要在迭代過程中,想要對元素進行操作的時候,比如滿足條件添加新元素。會發生ConcurrentModificationException併發修改異常。
導致的原因是:集合引用和迭代器引用在同時操作元素,通過集合獲取到對應的迭代器後,在迭代中,進行集合引用的元素添加,迭代器並不知道,所以會出現異常情況。
如何解決呢?既然是在迭代中對元素進行操作,找迭代器的方法最爲合適。可是Iterator中只有hasNext,next,remove方法。通過查閱的它的子接口,ListIterator,發現該列表迭代器接口具備了對元素的增、刪、改、查的動作。
ListIterator是List集合特有的迭代器。
ListIterator it = list.listIterator; //取代Iterator it = list.iterator;
package ustc.lichunchun.list.demo;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;
public class ListIteratorDemo {
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
list.add("abc1");
list.add("abc2");
list.add("abc3");
list.add("abc4");
//需求:在遍歷的過程中,如果遍歷到abc2,添加一個元素haha
for (Iterator it = list.iterator(); it.hasNext();) {
Object obj = it.next();//java.util.ConcurrentModificationException
if(obj.equals("abc2")){
list.add("haha");
}
}
//上述代碼出現的問題:
//迭代器it在操作容器元素,迭代過程中使用了集合對象list同時對元素進行操作。
//產生迭代結果的不確定性,引發了併發修改異常。
//解決思想:在迭代過程中,想要執行一些操作,使用迭代器的方法就可以了。
//使用List集合特有的迭代器:ListIterator,通過List集合的方法listIterator()獲取該列表迭代器對象。
//ListIterator可以實現在迭代過程中的增刪改查,還可以逆向遍歷。(底層使用了List集合的角標)
//總結:在迭代過程中想要對列表List元素進行操作的時候,就要使用列表迭代器ListIterator.
for (ListIterator it = list.listIterator(); it.hasNext();) {
Object obj = it.next();
if(obj.equals("abc2")){
it.add("haha");
}
}
System.out.println(list);//[abc1, abc2, haha, abc3, abc4]
}
}
ArrayList<E>類
接下來先討論List接口的第一個重要子類:java.util.ArrayList<E>類,我這裏先拋開泛型不說,本篇後面有專門闡述。但要注意,由於還沒有使用泛型,利用Iterator的next()方法取出的元素必須向下轉型,纔可使用子類特有方法。針對ArrayList類,我們最需要注意的是,ArrayList的contains方法底層使用的equals方法判別的,所以自定義元素類型中必須複寫Object的equals方法。
針對這個問題,我們來講幾個小練習。
練習1: 往ArrayList中存儲自定義對象。Person(name, age)
思路:
1.描述Person。
2.定義容器對象。
3.將多個Person對象,存儲到集合中。
4.取出Person對象。-->注意自定義對象複寫toString方法,直接打印p纔有意義。
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.創建ArrayList集合對象。
List list = new ArrayList();
//2.添加Person類型的對象。
Person p1 = new Person("lisi1", 21);
Person p2 = new Person("lisi2", 22);
list.add(p1);//add(Object obj)
list.add(p2);
list.add(new Person("lisi3", 23));
//3.取出元素。
for (Iterator it = list.iterator(); it.hasNext();) {
//it.next():取出的元素都是Object類型的。需要用到具體對象內容時,需要向下轉型。
Person p = (Person)it.next();
System.out.println(p.getName()+":"+p.getAge());//如果不向下轉型,Object類對象沒有getName、getAge方法。
}
}
}
練習2:定義功能,去除ArrayList集合中的重複元素。
思路:
1.最後唯一性的元素也很多,可以先定義一個容器用於存儲這些唯一性的元素。
2.對原有容器進行元素的獲取,併到臨時容器中去判斷是否存在。容器本身就有這功能,判斷元素是否存在。
-->contains()底層原理就是使用的equals(),而且這裏用的是String類複寫的的equals。
3.存在就不存儲,不存在就存儲。
4.遍歷完原容器後,臨時容器中存儲的就是唯一性的元素。
package ustc.lichunchun.list.test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;
public class ArrayListTest2 {
public static void main(String[] args) {
/*
* 練習2:定義功能,去除ArrayList集合中的重複元素。
*/
List list = new ArrayList();
list.add("abc1");
list.add("abc4");
list.add("abc2");
list.add("abc1");
list.add("abc4");
list.add("abc4");
list.add("abc2");
list.add("abc1");
list.add("abc4");
list.add("abc2");
System.out.println(list);//[abc1, abc4, abc2, abc1, abc4, abc4, abc2, abc1, abc4, abc2]
singleElement2(list);
System.out.println(list);//[abc1, abc4, abc2]
}
/*
* 取出重複元素方式一。
* 定義功能,取出重複元素。因爲List帶有角標,比較容易進行for循環。
*/
public static void singleElement(List list){
for (int x = 0; x < list.size()-1; x++){
Object obj = list.get(x);
for(int y = x+1; y < list.size(); y++){
if (obj.equals(list.get(y))){
list.remove(y--);//記住:remove、add等方法,會改變原數組長度!注意角標變化。
}
}
}
}
/*
* 取出重複元素方式二。
* 思路:
* 1.最後唯一性的元素也很多,可以先定義一個容器用於存儲這些唯一性的元素。
* 2.對原有容器進行元素的獲取,併到臨時容器中去判斷是否存在。容器本身就有這功能,判斷元素是否存在。
* 3.存在就不存儲,不存在就存儲。
* 4.遍歷完原容器後,臨時容器中存儲的就是唯一性的元素。
*/
public static void singleElement2(List list){
//1.定義一個臨時容器
List temp = new ArrayList();
//2.遍歷原容器
for (Iterator it = list.iterator(); it.hasNext();) {
Object obj = (Object) it.next();
//3.在臨時容器中判斷遍歷到的元素是否存在
if(!temp.contains(obj))//contains()底層原理就是使用的equals(),而且這裏用的是String類複寫的equals。
//如果不存在,就存儲到臨時容器中
temp.add(obj);
}
//將原容器清空
list.clear();
//將臨時容器中的元素都存儲到原容器中
list.addAll(temp);
}
}
練習3:ArrayList取出重複的自定義元素。
記住:往集合裏面存儲自定義元素,該元素所屬類一定要覆蓋equals、toString方法!
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() {
return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}
/*
* 建立Person類自己的判斷對象是否相同的依據,必須要覆蓋Object類中的equals方法。
*/
public boolean equals(Object obj) {
//爲了提高效率,如果比較的對象是同一個,直接返回true即可。
if(this == obj)
return true;
if(!(obj instanceof Person))
throw new ClassCastException("類型錯誤");
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;
}*/
}
contains()方法底層調用的是容器中元素對象的equals()方法!這裏如果Person類自身不定義equals方法,就使用Object的equals方法,比較的就僅僅是地址了。
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) {
/*
* 練習3:ArrayList取出重複的自定義元素。
*
* 記住:往集合裏面存儲自定義元素,該元素所屬類一定要覆蓋equals、toString方法!
*/
List list = new ArrayList();
Person p = new Person("li",19);
list.add(p);
list.add(p);//存儲了一個地址相同的對象。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);
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()方法底層調用的是容器中元素對象的equals()方法!
//這裏如果Person類自身不定義equals方法,就使用Object的equals方法,比較的就僅僅是地址了。
temp.add(obj);
}
list.clear();
list.addAll(temp);
}
}
LinkedList<E>類
java.util.LinkedList<E>類是List接口的鏈表實現,可以利用LinkedList實現堆棧、隊列結構。它的特有方法有如下這些:
addFirst();
addLast();
在jdk1.6以後:
offerFirst();
offerLast();
getFirst():獲取鏈表中的第一個元素。如果鏈表爲空,拋出NoSuchElementException;
getLast();
在jdk1.6以後:
peekFirst();獲取鏈表中的第一個元素。如果鏈表爲空,返回null。
peekLast();
removeFirst():獲取鏈表中的第一個元素,但是會刪除鏈表中的第一個元素。如果鏈表爲空,拋出NoSuchElementException
removeLast();
在jdk1.6以後:
pollFirst();獲取鏈表中的第一個元素,但是會刪除鏈表中的第一個元素。如果鏈表爲空,返回null。
pollLast();
package ustc.lichunchun.list.linkedlist;
import java.util.LinkedList;
public class LinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//1.創建一個鏈表對象。
LinkedList link = new LinkedList();
//演示xxxFirst()、xxxLast()方法。
//2.添加方法。
link.addFirst("abc1");
link.addFirst("abc2");
link.addFirst("abc3");
//3.獲取元素。
System.out.println(link.getFirst());//abc3
System.out.println(link.getFirst());//abc3
//4.刪除元素。
System.out.println(link.removeFirst());//abc3
System.out.println(link.removeFirst());//abc2
//5.取出link中所有元素。
while(!link.isEmpty())
System.out.println(link.removeLast());//removeFirst()
link.contains("abc3");//false
}
}
練習:請通過LInkedList實現一個堆棧,或者隊列數據結構。
堆棧:先進後出。First In Last Out FILO。
隊列:先進先出。First In First Out FIFO。
隊列結構代碼如下:
package ustc.lichunchun.list.linkedlist;
import java.util.LinkedList;
/*
* 描述一個隊列數據結構。內部使用的是LinkedList。
*/
public class MyQueue {
private LinkedList link;
MyQueue() {
link = new LinkedList();
}
/**
* 添加元素的方法。
*/
public void myAdd(Object obj) {
// 內部使用的是LinkedList的方法。
link.addFirst(obj);
}
/**
* 獲取隊列元素的方法。
*/
public Object myGet() {
return link.removeLast();
}
/**
* 集合中是否有元素的方法。
*/
public boolean isNull() {
return link.isEmpty();
}
}
堆棧結構代碼如下:
package ustc.lichunchun.list.linkedlist;
import java.util.LinkedList;
/*
* 實現一個堆棧結構。內部使用的是LinkedList。
*/
public class MyStack {
private LinkedList link;
MyStack() {
link = new LinkedList();
}
public void myAdd(Object obj) {
link.addFirst(obj);
}
public Object myGet() {
return link.removeFirst();
}
public boolean isNull() {
return link.isEmpty();
}
}
測試:
package ustc.lichunchun.list.linkedlist;
import java.util.LinkedList;
public class LinkedListTest {
public static void main(String[] args) {
/*
* 練習:請通過LInkedList實現一個堆棧,或者隊列數據結構。
* 堆棧:先進後出。First In Last Out FILO.
* 隊列:先進先出。First In First Out FIFO.
*/
//1.創建自定義的隊列對象。
MyQueue queue = new MyQueue();
//2.添加元素。
queue.myAdd("abc1");
queue.myAdd("abc2");
queue.myAdd("abc3");
queue.myAdd("abc4");
//3.獲取所有元素。先進先出。
while(!queue.isNull())
System.out.println(queue.myGet());
System.out.println("--------------------------");
//1.創建自定義的堆棧對象。
MyStack stack = new MyStack();
//2.添加元素。
stack.myAdd("def5");
stack.myAdd("def6");
stack.myAdd("def7");
stack.myAdd("def8");
//3.獲取所有元素。先進後出。
while(!stack.isNull())
System.out.println(stack.myGet());
}
}
練習1:帶猜數字遊戲的用戶登錄註冊案例--集合版。
需求分析:
需求:用戶登錄註冊案例。
按照如下的操作,可以讓我們更符號面向對象思想
A:有哪些類呢?
B:每個類有哪些東西呢?
C:類與類之間的關係是什麼呢?
分析:
A:有哪些類呢?
用戶類
測試類
B:每個類有哪些東西呢?
用戶類:
成員變量:用戶名,密碼
構造方法:無參構造
成員方法:getXxx()/setXxx()
登錄,註冊
假如用戶類的內容比較對,將來維護起來就比較麻煩,爲了更清晰的分類,我們就把用戶又劃分成了兩類
用戶基本描述類
成員變量:用戶名,密碼
構造方法:無參構造
成員方法:getXxx()/setXxx()
用戶操作類
登錄,註冊
測試類:
main方法。
C:類與類之間的關係是什麼呢?
在測試類中創建用戶操作類和用戶基本描述類的對象,並使用其功能。
分包:
A:功能劃分
B:模塊劃分
C:先按模塊劃分,再按功能劃分
今天我們選擇按照功能劃分:
用戶基本描述類包 ustc.lichunchun.pojo
用戶操作接口 ustc.lichunchun.dao
用戶操作類包 ustc.lichunchun.dao.impl
本文中是集合實現,後續會有IO實現、GUI實現和數據庫實現。
用戶測試類 ustc.lichunchun.test
代碼如下:
package ustc.lichunchun.pojo;
/**
* 這是用戶基本描述類
*
* @author 李春春
* @version V1.0
*
*/
public class User {
// 用戶名
private String username;
// 密碼
private String password;
public User() {
super();
}
public String getUsername() {
return username;
}
public void setUsername(String username) {
this.username = username;
}
public String getPassword() {
return password;
}
public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}
}
package ustc.lichunchun.dao;
import ustc.lichunchun.pojo.User;
/**
* 這時針對用戶進行操作的接口
*
* @author 李春春
* @version V1.0
*
*/
public interface UserDao {
/**
* 這是用戶登錄功能
*
* @param username
* 用戶名
* @param password
* 密碼
* @return 返回登陸是否成功
*/
public abstract boolean isLogin(String username, String password);
/**
* 這是用戶註冊功能
*
* @param user
* 要註冊的用戶信息
*/
public abstract void regist(User user);
}
package ustc.lichunchun.dao.impl;
import java.util.ArrayList;
import ustc.lichunchun.dao.UserDao;
import ustc.lichunchun.pojo.User;
/**
* 這是用戶操作的具體實現類(集合版)
*
* @author 李春春
* @version V1.0
*
*/
public class UserDaoImpl implements UserDao {
//爲了讓多個方法能夠使用同一個集合,就把集合定義爲成員變量。
//爲了不讓外人看到,用private
//爲了讓多個對象共享同一個成員變量,用static
private static ArrayList<User> array = new ArrayList<User>();
@Override
public boolean isLogin(String username, String password) {
//遍歷集合,獲取每一個用戶,並判斷用戶的用戶名和密碼是否和傳遞過來的匹配
boolean flag = false;
for(User u : array){
if(u.getUsername().equalsIgnoreCase(username) && u.getPassword().equalsIgnoreCase(password)){
flag = true;
break;
}
}
return flag;
}
@Override
public void regist(User user) {
//把用戶信息存入集合
array.add(user);
}
}
package ustc.lichunchun.test;
import java.util.Scanner;
import ustc.lichunchun.dao.UserDao;
import ustc.lichunchun.dao.impl.UserDaoImpl;
import ustc.lichunchun.game.GuessNumber;
import ustc.lichunchun.pojo.User;
/**
* 用戶測試類
*
* @author 李春春
* @version V1.0
*
* 新增加了兩個小問題:
* A.多個對象共享同一個成員變量,用靜態
* B.循環裏面如果有switch,並且在switch裏面有break,那麼結束的不是循環,而是switch語句
*
*/
public class UserTest {
public static void main(String[] args) {
//爲了能夠回來
while (true) {
// 歡迎界面,給出選擇項
System.out.println("--------------歡迎光臨--------------");
System.out.println("1 登陸");
System.out.println("2 註冊");
System.out.println("3 退出");
System.out.println("請輸入你的選擇:");
//鍵盤錄入選擇,根據選擇做不同的操作
Scanner sc = new Scanner(System.in);
//爲了後面的錄入信息的方便,所有的數據錄入全部用字符串接收
String choiceString = sc.nextLine();
//switch語句的多個地方要使用,我就定義到外面
UserDao ud = new UserDaoImpl();//多態
//經過簡單的思考,我選擇了switch
switch (choiceString) {
case "1":
//登陸界面,請輸入用戶名和密碼
System.out.println("--------------登錄界面--------------");
System.out.println("請輸入用戶名:");
String username = sc.nextLine();
System.out.println("請輸入密碼:");
String password = sc.nextLine();
//調用登錄功能
boolean flag = ud.isLogin(username, password);
if (flag) {
System.out.println("登陸成功,可以開始玩遊戲了");
System.out.println("你玩麼?y/n");
while(true){
String resultString = sc.nextLine();
if(resultString.equalsIgnoreCase("y")){
GuessNumber.start();
System.out.println("你還玩麼?y/n");
}else{
break;
}
}
System.out.println("謝謝使用,歡迎下次再來");
System.exit(0);
//break;這裏寫break,結束的是switch
} else {
System.out.println("用戶名或者密碼有誤,登錄失敗");
}
break;
case "2":
//註冊界面,請輸入用戶名和密碼
System.out.println("--------------註冊界面--------------");
System.out.println("請輸入用戶名:");
String newUserName = sc.nextLine();
System.out.println("請輸入密碼:");
String newPassword = sc.nextLine();
//把用戶名和密碼封裝到一個對象中
User user = new User();
user.setUsername(newUserName);
user.setPassword(newPassword);
//調用註冊功能
ud.regist(user);
System.out.println("註冊成功");
break;
case "3":
default:
System.out.println("謝謝使用,歡迎下次再來");
System.exit(0);
}
}
}
}
其中的猜數字遊戲代碼爲:
package ustc.lichunchun.game;
import java.util.Scanner;
/**
* 這是猜數字小遊戲
*
* @author 李春春
*
*/
public class GuessNumber {
private GuessNumber() {
}
public static void start() {
int num = (int) (Math.random() * 100) + 1;
int count = 0;
while (true) {
System.out.println("請輸入數據(1-100):");
Scanner sc = new Scanner(System.in);
int guessNum = sc.nextInt();
count++;
if (guessNum > num) {
System.out.println("你猜的數據" + guessNum + "大了");
} else if (guessNum < num) {
System.out.println("你猜的數據" + guessNum + "小了");
} else {
System.out.println("恭喜你," + count + "次就猜中了");
break;
}
}
}
}
程序運行結果如下:
練習2:控制檯購物管理系統。
這個練習的程序代碼較長,我上傳到資源裏,有興趣的讀者可以下載下來瞅一眼。
詳見:http://download.csdn.net/detail/zhongkelee/8981865
程序運行截圖:
Set<E>接口
java.util.Set<E>接口,一個不包含重複元素的 collection。更確切地講,set 不包含滿足e1.equals(e2)
的元素對e1
和e2
,並且最多包含一個 null 元素。
Set:不允許重複元素。和Collection的方法相同。Set集合取出方法只有一個:迭代器。
|--HashSet:底層數據結構是哈希表(散列表)。無序,比數組查詢的效率高。線程不同步的。
-->根據哈希衝突的特點,爲了保證哈希表中元素的唯一性,
該容器中存儲元素所屬類應該複寫Object類的hashCode、equals方法。
|--LinkedhashSet:有序,HashSet的子類。
|--TreeSet:底層數據結構是二叉樹。可以對Set集合的元素按照指定規則進行排序。線程不同步的。
-->add方法新添加元素必須可以同容器已有元素進行比較,
所以元素所屬類應該實現Comparable接口的compareTo方法,以完成排序。
或者添加Comparator比較器,實現compare方法。
代碼示例:
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.創建一個Set容器對象。
Set set = new HashSet();
//Set set = new LinkedHashSet();如果改成LinkedHashSet,可以實現有序。
//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<E>類
java.util.HashSet<E>類實現Set 接口,由哈希表(實際上是一個HashMap 實例)支持。它不保證 set 的迭代順序;特別是它不保證該順序恆久不變。此類允許使用null 元素。
堆內存的底層實現就是一種哈希表結構,需要通過哈希算法來計算對象在該結構中存儲的地址。這個方法每個對象都具備,叫做hashCode()方法,隸屬於java.lang.Objecct類。hashCode本身調用的是wondows系統本地的算法,也可以自己定義。
哈希表的原理:
1.對對象元素中的關鍵字(對象中的特有數據),進行哈希算法的運算,並得出一個具體的算法值,這個值稱爲哈希值。
2.哈希值就是這個元素的位置。
3.如果哈希值出現衝突,再次判斷這個關鍵字對應的對象是否相同。
如果對象相同,就不存儲,因爲元素重複。如果對象不同,就存儲,在原來對象的哈希值基礎 +1順延。
4.存儲哈希值的結構,我們稱爲哈希表。
5.既然哈希表是根據哈希值存儲的,爲了提高效率,最好保證對象的關鍵字是唯一的。
這樣可以儘量少的判斷關鍵字對應的對象是否相同,提高了哈希表的操作效率。
哈希表的特點:
1.不允許存儲重複元素,因爲會發生查找的不確定性。
2.不保證存入和取出的順序一致,即不保證有序。
3.比數組查詢的效率高。
哈希衝突:
當哈希算法算出的兩個元素的值相同時,稱爲哈希衝突。衝突後,需要對元素進行進一步的判斷。判斷的是元素的內容,equals。如果不同,還要繼續計算新的位置,比如地址鏈接法,相當於掛一個鏈表擴展下來。
如何保證哈希表中元素的唯一性?
元素必須覆蓋hashCode和equals方法。
覆蓋hashCode方法是爲了根據元素自身的特點確定哈希值。
覆蓋equals方法,是爲了解決哈希值的衝突。
如何實現有序?
LinkedHashSet類,可以實現有序。
廢話不所說,下面我來舉一個例子演示。
練習:往HashSet中存儲學生對象(姓名,年齡)。同姓名、同年齡視爲同一個人,不存。
思路:
1.描述學生。
2.定義容器。
3.將學生對象存儲到容器中。
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;
}
*/
//覆蓋hashCode方法。根據對象自身的特點定義哈希值。
public int hashCode(){
final int NUMBER = 31;
return name.hashCode()+ age*NUMBER;
}
//需要定義對象自身判斷內容相同的依據。覆蓋equals方法。
public boolean equals(Object obj){
if (this == obj)
return true;
if(!(obj instanceof Student))
throw new ClassCastException(obj.getClass().getName()+"類型錯誤");
Student stu = (Student)obj;
return this.name.equals(stu.name) && this.age == stu.age;
}
}
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) {
/*
* 練習:往HashSet中存儲學生對象(姓名,年齡)。同姓名、同年齡視爲同一個人,不存。
* 1.描述學生。
* 2.定義容器。
* 3.將學生對象存儲到容器中。
*
* 發現存儲了同姓名、同年齡的學生是可以的。
* 原因是每一次存儲學生對象,都先調用hashCode()方法獲取哈希值。
* 但此時調用的是Object類中的hashCode。所以同姓名同年齡了,但因爲是不同的對象,哈希值也不同。
* 這就是同姓名同年齡存入的原因。
*
* 解決:
* 需要根據學生對象自身的特點來定義哈希值。
* 所以就需要覆蓋hashCode方法。
*
* 發現,當hashCode返回值相同時,會調用equals方法比較兩個對象是否相等。
* 還是會出現同姓名同年齡的對象,因爲子類沒有複寫equals方法,
* 直接用Object類的equals方法僅僅比較了兩個對象的地址值。
* 這就是同姓名同年齡還會存入的原因。
*
* 解決:
* 需要定義對象自身判斷內容相同的依據。
* 所以就需要覆蓋equals方法。
*
* 效率問題:
* 儘量減少哈希算法求得的哈希值的衝突。減少equals方法的調用。
*/
//1.創建容器對象。
Set set = new HashSet();
//2.存儲學生對象。
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.獲取所有學生。
for (Iterator it = set.iterator(); it.hasNext();) {
Student stu = (Student) it.next();
System.out.println(stu.getName()+":"+stu.getAge());
}
}
}
ArrayList存儲元素依賴的是equals方法。比如remove、contains底層判斷用的都是equals方法。HashSet判斷元素是否相同:依據的是hashCode和equals方法。如果哈希衝突(哈希值相同),再判斷元素的equals方法。如果equals方法返回true,不存;返回false,存儲!
TreeSet<E>類
java.util.Set<E>類基於TreeMap的NavigableSet實現。使用元素的自然順序(Comparable的compareTo方法)對元素進行排序,或者根據創建 set 時提供的自定義比較器(Comparator的compare方法)進行排序,具體取決於使用的構造方法。此實現爲基本操作(add、remove和contains)提供受保證的 log(n) 時間開銷。
TreeSet:可以對元素排序。
有序:存入和取出的順序一致。--> List
排序:升序or降序。--> TreeSet
代碼示例:
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());
}
}
}
程序輸出:
那如果往TreeSet集合中存入的是自定義元素呢?
TreeSet排序方式:
需要元素自身具備比較功能。所以元素需要實現Comparable接口。覆蓋compareTo方法。如果元素不具備比較性,在運行時會發生ClassCastException異常。
TreeSet能夠進行排序。但是自定義的Person類並沒有給出排序的規則。即普通的自定義類不具備排序的功能,所以要實現Comparable接口,強制讓元素具備比較性,複寫compareTo方法。
如何保證元素唯一性?
參考的就是比較方法(比如compareTo)的返回值是否是0。是0,就是重複元素,不存。
注意:在進行比較時,如果判斷元素不唯一,比如,同姓名同年齡,才視爲同一個人。
在判斷時,需要分主要條件和次要條件,當主要條件相同時,再判斷次要條件,按照次要條件排序。
示例:往TreeSet集合存入上一節所描述的學生類對象。要求按照年齡進行排序。
package ustc.lichunchun.domian;
/*
* 學生類本身繼承自Object類,具備一些方法。
* 我們想要學生類具備比較的方法,就應該在學生類的基礎上進行功能的擴展。
* 比較的功能已經在Comparable接口中定義下來了,學生類只需要實現Comparable接口即可。
* 記住:需要對象具備比較性,只要讓對象實現comparable接口即可。
*/
public class Student implements Comparable{
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;
}
*/
//覆蓋hashCode方法。根據對象自身的特點定義哈希值。
public int hashCode(){
final int NUMBER = 31;
return name.hashCode()+ age*NUMBER;
}
//需要定義對象自身判斷內容相同的依據。覆蓋equals方法。
public boolean equals(Object obj){
if (this == obj)
return true;
if(!(obj instanceof Student))
throw new ClassCastException(obj.getClass().getName()+"類型錯誤");
Student stu = (Student)obj;
return this.name.equals(stu.name) && this.age == stu.age;
}
//實現了comparable接口,學生就具備了比較功能。該功能是自然排序使用的方法。
//自然排序就以年齡的升序排序爲主。
//既然是同姓名同年齡是同一個人,視爲重複元素,要判斷的要素就有兩個。
//既然是按照年齡進行排序。所以先判斷年齡,再判斷姓名。
@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表示重複元素,不存。
return this.name.compareTo(stu.name);//進一步細化條件,只有姓名、年齡都一樣,纔是重複元素。
/*
主要條件:
return this.age - stu.age;
*/
/*
主要條件+次要條件:
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 類型轉換異常
//問題:因爲學生要排序,就需要比較,而沒有定義比較方法,無法完成排序。
//解決:add方法中實現比較功能,使用的是Comparable接口的比較方法。
//comparable接口抽取並定義規則,強行對實現它的每個類的對象進行整體排序,實現我的類就得實現我的compareTo方法,否則不能創建對象。
set.add(new Student("daniu",24));
set.add(new Student("xiaoming",22));
set.add(new Student("huanhuan",22));//根據複寫的compareTo方法,huanhuan和xiaoming兩個對象屬於重複元素(進一步細化條件之前,compareTo返回值爲0即視爲重複),又TreeSet容器不存重複元素,所以huanhuan沒有存進去。
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());
}
}
}
如何實現有序?保證二叉樹只return一邊,比如:
public int compareTo(Object o){
if (this.age == o.age)
return 0;//保證TreeSet不存入自定義的重複元素。
return 1;//保證添加的元素都存入二叉樹的右子樹。
}
TreeSet二叉樹建立過程:
TreeSet底層是二叉樹結構,二叉樹結構特點是可以排序。並且對二叉樹的建立過程內部優化,以減少比較次數。例子中將已排序的xiaoming:22作爲根節點,是基於折半的排序思想。xiaoqiang:20、xiaoming:22、daniu:24已經按照順序存好,爲了提高效率,在已排序的數組中去找一個新元素存放的位置,折半的方法最快。所以第四個進來的元素huanhuan:22會先和中間的xiaoming:22比較,然後確定往大的方向還是小的方向走。按照改進前的規則,huanhuan:22和xiaoming:22屬重複元素,不存。tudou:18進來,再和已排序的中間元素xiaoming:22比較。比xiaoming:22小,往小的方向走,接着和xiaoqiang:20比較,比它小,tudou:18放在xiaoqiang:20左子樹位置上。此時,已排序的依次爲:tudou:18、xiaoqiang:20、xiaoming:22、daniu:24。中間元素爲xiaoming:22。
dahuang:19先和xiaoming:22比,比它小;再和xiaoqiang:20比,比它小;接着和tudou:18比,比它大,放在tudou:18的右子樹上。
建樹完畢,TreeSet容器存入元素完畢。
取出元素過程:
根節點的左子樹<右子樹,所以先遍歷左子樹,再根節點,最後右子樹即可。
所以上述往TreeSet集合存入Student類元素的建樹、取元素過程的輸出結果爲:
TreeSet第一種排序方式:需要元素具備比較功能。所以元素需要實現Comparable接口。覆蓋compareTo方法。
需求中也有這樣一種情況,元素具備的比較功能不是所需要的,也就是說不想按照自然排序的方式,而是按照自定義的排序方式,對元素進行排序。而且,存儲到TreeSet中的元素萬一沒有比較功能,該如何排序呢?
這時,就只能使用第二種排序方式--是讓集合具備比較功能,定義一個比較器。聯想到集合的構造函數,去查API。
TreeSet第二種排序方式:需要集合具備比較功能,定義一個比較器。所以要實現java.util.Comparator<T>接口,覆蓋compare方法。將Comparator接口的對象,作爲參數傳遞給TreeSet集合的構造函數。
示例:自定義一個比較器,用來對學生對象按照姓名進行排序。
實現Comparator自定義比較器的代碼如下:
package ustc.lichunchun.comparator;
import java.util.Comparator;
import ustc.lichunchun.domian.Student;
/**
* 自定義一個比較器,用來對學生對象按照姓名進行排序。
*
* @author lichunchun
*/
public class ComparatorByName extends Object implements Comparator {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
Student s1 = (Student) o1;
Student s2 = (Student) o2;
int temp = s1.getName().compareTo(s2.getName());
return temp == 0 ? s1.getAge() - s2.getAge() : temp;
}
//ComparatorByName類通過繼承Object類,已經複寫了Comparator接口的equals方法。
//這裏的equals方法是用來判斷多個比較器是否相同。
//如果程序中有多個比較器,這時實現Comparator的類就應該自己複寫equals方法,來判斷幾個比較器之間是否相同。
}
此時,再往TreeSet集合中存入學生類對象時,主要在TreeSet的構造函數中加入比較器參數,即可完成自定義排序。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集合明確一個比較器。
Set set = new TreeSet(new ComparatorByName());
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();
System.out.println(stu.getName()+":"+stu.getAge());
}
}
}
TreeSet集合排序有兩種方式,Comparable和Comparator區別:1.讓元素自身具備比較性,需要元素對象實現Comparable接口,覆蓋compareTo方法。
2.讓集合自身具備比較性,需要定義一個實現了Comparator接口的比較器,並覆蓋compare方法,並將該類對象作爲實際參數傳遞給TreeSet集合的構造函數。
3.容器使用Comparator比較器接口對元素進行排序,只要實現比較器對象就可以。
-->降低了比較方式和集合之間的耦合性-->自定義比較器的方式更爲靈活。
元素自身可以具備比較功能
-->自然排序通常都作爲元素的默認排序。
4.Comparable接口的compareTo方法,一個參數;Comparator接口的compare方法,兩個參數。
List是數組或者鏈表結構,允許重複元素。
HashSet是哈希表結構,查詢速度快。
TreeSet是二叉樹數據結構。二叉樹結構可以實現排序,一堆數據只要存入二叉樹,自動完成排序。
如果你堅持看完了本博文上面這部分內容,可以嘗試自己動手做下面這6個小練習:
package ustc.lichunchun.test;
import java.util.Comparator;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
import ustc.lichunchun.comparator.ComparatorByLength;
/*
* 練習1:將Person對象存儲到HashSet集合中,同姓名同年齡視爲同一個人,不存。(複寫Person類的hashCode、equals方法)
*
* 練習2:將Person對象存儲到TreeSet集合中,同姓名同年齡視爲同一個人,不存,姓名升序排序爲自然排序。(實現Comparable接口,複寫compareTo方法,姓名爲主要條件、年齡爲次要條件)
*
* 練習3:基於練習2,實現Person對象按照年齡升序排序。(實現Comparable接口,複寫compareTo方法,年齡爲主要條件)
*
* 練習4:對多個字符串(不重複)按照長度排序(由短到長)。(字符串中已複寫Comparable接口,但是是按照字典順序排序,無法使用。這裏應該實現Comparator比較器,複寫compare方法,創建對象實例傳參給TreeSet構造函數)
*
* 練習5:對多個字符串(重複),按照長度排序。(不可以使用Set。數組、List都可以解決這個問題)
*
* 練習6:通過LinkedList,定義一個堆棧數據結構。(利用addFirst、removeLast實現隊列,addFirst、removeFirst實現堆棧)
*/
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
/*
HashSet set = new HashSet();
TreeSet set = new TreeSet();
set.add(new Person("lisi",18));
set.add(new Person("wanger",18));
set.add(new Person("zengcen",10));
set.add(new Person("huanhuan",22));
set.add(new Person("wanger",18));
set.add(new Person("hehe",24));
for (Iterator it = set.iterator(); it.hasNext();) {
System.out.println(it.next());
}
*/
sortStringByLength2();
}
/*
* 練習4:對多個字符串(不重複)按照長度排序(由短到長)。
* 思路:
* 1.多個字符串,需要容器存儲。
* 2.選擇哪個容器?字符串是對象,可以選擇集合,而且不重複,選擇set集合。
* 3.還需要排序,可以選擇TreeSet集合。
*/
public static void sortStringByLength(){
//Set set = new TreeSet();//自然排序的方式。
Set set = new TreeSet(new ComparatorByLength());//按照字符串長度排序。
set.add("haha");
set.add("abc");
set.add("zz");
set.add("nba");
set.add("xixixi");
for (Object obj : set) {
System.out.println(obj);
}
}
/*
* 練習5:對多個字符串(重複),按照長度排序。
* 1.能使用TreeSet嗎?不能。
* 2.可以存儲到數組、List。這裏先選擇數組。後面會講解List。
*/
public static void sortStringByLength2(){
String[] strs = {"nba","haha","abccc","zero","xixi","nba","abccc","cctv","zero"};
//自然排序可以使用String類中的compareTo方法。
//但是現在要的是長度排序,這就需要比較器。
//定義一個按照長度排序的比較器對象。
Comparator comp = new ComparatorByLength();
//排序就需要嵌套循環。位置置換。
for(int x = 0; x < strs.length-1; x++){
for(int y = x+1; y < strs.length; y++){
//if(strs[x].compareTo(strs[y] > 0)){//按照字典順序
if(comp.compare(strs[x], strs[y]) > 0)//按照長度順序
swap(strs,x,y);
}
}
for(String s : strs){
System.out.println(s);
}
}
public static void swap(String[] strs, int x, int y){
String temp = strs[x];
strs[x] = strs[y];
strs[y] = temp;
}
}
這其中的Person類,我已經幫你實現好了。package ustc.lichunchun.domian;
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 hashCode() {
final int prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + age;
result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
return result;
}
/*
* 建立Person類自己的判斷對象是否相同的依據,必須要覆蓋Object類中的equals方法。
*/
public boolean equals(Object obj) {
//爲了提高效率,如果比較的對象是同一個,直接返回true即可。
if(this == obj)
return true;
if(!(obj instanceof Person))
throw new ClassCastException("類型錯誤");
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;
}*/
/*@Override//按照姓名升序爲自然排序
public int compareTo(Object o) {
Person p = (Person)o;
int temp = this.getName().compareTo(p.getName());
return temp==0?this.getAge()-p.getAge():temp;
}*/
@Override//按照年齡升序爲自然排序
public int compareTo(Object o) {
Person p = (Person)o;
int temp = this.getAge()-p.getAge();
return temp==0?this.getName().compareTo(p.getName()):temp;
}
}
按照字符串長度排序的自定義比較器,我也幫你實現好了哦。package ustc.lichunchun.comparator;
import java.util.Comparator;
public class ComparatorByLength implements Comparator {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
// 對字符串按照長度比較。
// 向下轉型
String s1 = (String) o1;
String s2 = (String) o2;
// 比較長度
int temp = s1.length() - s2.length();
// 長度相同,再按字典序比較
return temp == 0 ? s1.compareTo(s2) : temp;
}
}
/*
在二叉樹(TreeSet)結構中,該比較器的compare方法返回0,代表相同的重複元素,就不存了。
在數組結構實現按長度排序中,該比較器的compare方法返回0,代表相同的重複元素,但只是不交換位置而已。
*/
使用Collection集合的技巧
jdk1.2以後出現的集合框架中的常用子類對象,存在的規律。
需要唯一嗎?
需要:Set
需要制定順序:
需要:TreeSet
不需要:HashSet
但是想要一個和存儲一致的順序(有序):LinkedHashSet
不需要:List
需要頻繁增刪嗎?
需要:LinkedList
不需要:ArrayList
如何記錄每一個容器的結構和所屬體系呢?看名字!
List
|--ArrayList
|--LinkedList
Set
|--HashSet
|--TreeSet
前綴名是數據結構名,後綴名是所屬體系名。
ArrayList:數組結構。看到數組,就知道查詢快,看到List,就知道可以重複。可以增刪改查。
LinkedList:鏈表結構,增刪快。xxxFirst、xxxLast方法,xxx:add、get、remove
HashSet:哈希表,查詢速度更快,就要想到唯一性、元素必須覆蓋hashCode、equals。不保證有序。看到Set,就知道不可以重複。
LinkedHashSet:鏈表+哈希表。可以實現有序,因爲有鏈表。但保證元素唯一性。
TreeSet:二叉樹,可以排序。就要想到兩種比較方式(兩個接口):一種是自然排序Comparable,一種是比較器Comparator。
而且通常這些常用的集合容器都是不同步的。
Foreach循環語句(for/in語句)
JDK1.5特性:增強for循環。
作用:用於遍歷Collection集合or數組。
格式:
for(元素類型 變量:Collection容器or數組)
{
}
傳統for循環和增強for循環有什麼區別呢?
增強for必須有被遍歷的目標。該目標只能是Collection、數組。不可以是Map。
代碼示例:
package ustc.lichunchun.foreach;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
public class ForeachDemo {
public static void main(String[] args) {
Collection coll = new ArrayList();
coll.add("abc1");
coll.add("abc2");
coll.add("abc3");
for (Object obj : coll) {
System.out.println(obj);
}
/*for (Iterator it = coll.iterator(); it.hasNext();) {
Object obj = it.next();
System.out.println(obj);
}*/
//對於數組的遍歷,如果不操作其角標,可以使用增強for循環;如果要操作角標,使用傳統的for。
int[] arr = {23,15,32,78};
for (int i : arr) {
System.out.println("i = "+i);
}
}
}
引入原因:替換Iterator複雜寫法,本質就是Iterator
foreach語句主要應用:
1、遍歷數組
2、遍歷Collection 集合對象
forin輸出 結果內存分析,見下圖:
代碼示例:
package cn.itcast.jdk5;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
import org.junit.Test;
/**
* for in 語句
*/
public class ForInTest {
@Test
public void demo1() {
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("abc");
list.add("def");
list.add("qwe");
// JDK5之前 兩種遍歷方式 :通過下標遍歷、通過Iterator
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
System.out.println("--------------------------------");
for (Iterator iterator2 = list.iterator(); iterator2.hasNext();) {
String string = (String) iterator2.next();
System.out.println(string);
}
System.out.println("--------------------------------");
// for in 簡化 Iterator --- for in 就是 Iterator
for (String s : list) { // String s 表示 list中每一個字符串
System.out.println(s);
}
}
}
如果一個對象 使用forin語句中,該對象 必須滿足兩個條件:1、類 必須實現 Iterable 接口
2、類 實現 iterater 方法
* 編寫Car 讓 Car對象用於forin 語句
代碼示例:
package cn.itcast.jdk5;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
import org.junit.Test;
public class ForInTest {
@Test
public void demo3() {
// Car 用於 forin語句的
Car car = new Car();
for (String name : car) {
System.out.println(name);
}
// 原理
Iterator<String> iterator = car.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
}
}
// Car對象 可以用於 for in 語句
class Car implements Iterable<String> {
String[] names = { "保時捷", "寶馬", "奧迪", "桑塔納", "大衆" };
@Override
public Iterator<String> iterator() {
// 自定義迭代器
return new MyIterator();
}
class MyIterator implements Iterator<String> {
int index = 0; // 當前遍歷數組下標
@Override
public boolean hasNext() {
if (index >= names.length) { // 證明下標無法取得元素
return false;
}
return true;
}
@Override
public String next() {
String name = names[index];
index++;
return name;
}
@Override
public void remove() {
}
}
}
注:for/in 實現 就是 Iterator !!!!!!!!!移除練習
練習:”abc”,”bcd”,”asf”,”ceg”,”daf”,”dfs” 移除所有包含a 字符串
使用迭代器和for/in 進行list循環 ,刪除元素時 : java.util.ConcurrentModificationException
1、解決方案:使用Iterator自帶 remove方法
2、如果只刪除一個元素,可以forin語句刪除元素後,通過break跳出循環
3、使用解決這類異常線程安全集合 CopyOnWriteArrayList<E>
forin刪除併發異常分析,見下圖:
代碼示例:
package cn.itcast.jdk5;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
import org.junit.Test;
/**
* for in 語句
*
* @author seawind
*
*/
public class ForInTest {
@Test
public void demo6() {
// 使用線程安全集合對象 ,在forin循環中刪除
List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>();
list.add("abc");
list.add("asf");
list.add("bcd");
list.add("daf");
list.add("ceg");
list.add("dfs");
// 移除所有包含a 元素
for (String s : list) {
if (s.contains("a")) {
list.remove(s);
}
}
System.out.println(list);
}
@Test
public void demo5() {
// 如果在 for循環中只刪除一個元素
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("abc");
list.add("asf");
list.add("bcd");
list.add("daf");
list.add("ceg");
list.add("dfs");
// 刪除 daf
for (String s : list) {
if (s.equals("daf")) {
list.remove(s);// 刪除 ceg
break;
}
}
System.out.println(list);
}
@Test
public void demo4() {
// List 移除練習
// ”abc”,”bcd”,”asf”,”ceg”,”daf”,”dfs”
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("abc");
list.add("asf");
list.add("bcd");
list.add("daf");
list.add("ceg");
list.add("dfs");
// 遍歷集合移除所有包含字母”a” 的字符串
// 遍歷List 三種寫法: 通過下標、通過Iterator 、通過forin語句
// 通過下標
// for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
// String s = list.get(i);
// if (s.contains("a")) {
// // 需要將s 從 list中移除
// list.remove(s);
// // 防止 元素被跳過
// i--;
// }
// }
// 通過for in
for (String s : list) {
if (s.contains("a")) {
// list.remove(s); // 產生併發異常
// 第一種解決方案 --- 使用迭代器自身刪除
}
}
// 使用Iterator進行 List遍歷
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
String s = iterator.next();
if (s.contains("a")) {
iterator.remove();
}
}
System.out.println(list);
}
}
Enumeration<E>接口
java.util.Enumeration:枚舉。具備枚舉取出方式的容器只有Vector。已被淘汰。舉例如下:
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:枚舉。
* 具備枚舉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());
}*/
//獲取枚舉。-->淘汰了
for(Enumeration en = v.elements(); en.hasMoreElements();){
System.out.println("enumeration: "+en.nextElement());
}
//獲取迭代。-->好用。
for (Iterator it = v.iterator(); it.hasNext();) {
System.out.println("iterator: "+it.next());
}
//獲取高級for。-->無角標,僅爲遍歷。
for (Object obj : v) {
System.out.println("foreach: "+obj);
}
}
}
泛型
接下來,我要介紹JDK1.5以後出現的新技術,集合框架中的重點--泛型。
在JDK1.4版本之前,容器什麼類型的對象都可以存儲。但是在取出時,需要用到對象的特有內容時,需要做向下轉型。但是對象的類型不一致,導致了向下轉型發生了ClassCastException異常。爲了避免這個問題,只能主觀上控制,往集合中存儲的對象類型保持一致。
JDK1.5以後,解決了該問題。在定義集合時,就直接明確集合中存儲元素的具體類型。這樣,編譯器在編譯時,就可以對集合中存儲的對象類型進行檢查。一旦發現類型不匹配,就編譯失敗。這個技術就是泛型技術。
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));自動裝箱.
for (Iterator it = list.iterator(); it.hasNext();) {
System.out.println(it.next());
//等價於:
Object obj = it.next();
System.out.println(obj.toString());
//因爲String和Integer類都複寫了Object類的toString方法,所以可以這麼做。
String str = (String)it.next();
System.out.println(str.length());
//->java.lang.ClassCastException:java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String
}
//爲了在運行時期不出現類型異常,可以在定義容器時,就明確容器中的元素的類型。-->泛型
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("abc");
for (Iterator<String> it = list.iterator(); it.hasNext();) {
String str = it.next();
//class文件中怎麼保證it.next()返回的Object類型一定能夠變成String類型?
//雖然class文件中,沒有泛型標識。但是在編譯時期就已經保證了元素類型的統一,一定都是某一類元素。
//那麼在底層,就會有自動的相應類型轉換。這叫做泛型的補償。
System.out.println(str.length());
}
}
}
泛型的擦除:編譯器通過泛型對元素類型進行檢查,只要檢查通過,就會生成class文件,但在class文件中,就將泛型標識去掉了。
泛型只在源代碼中體現。但是通過編譯後的程序,保證了容器中元素類型的一致。
泛型的補償:
在運行時,通過獲取元素的類型進行轉換操作。不用使用者再強制轉換了。
泛型的好處:
1.將運行時期的問題,轉移到了編譯時期,可以更好的讓程序員發現問題並解決問題。
2.避免了強制轉換、向下轉型的麻煩。
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) {
//創建一個List集合,存儲整數。List ArraytList
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(5);//自動裝箱
list.add(6);
for (Iterator<Integer> it = list.iterator(); it.hasNext();) {
Integer integer = it.next();//使用了泛型後,it.next()返回的就是指定的元素類型。
System.out.println(integer);
}
}
}
總結:泛型就是應用在編譯時期的一項安全機制。泛型技術是給編譯器使用的技術,用於編譯時期,確保了類型的安全。
例子一枚:
package ustc.lichunchun.domain;
public class Person implements Comparable<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() {
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("類型不匹配");
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<String> set = new TreeSet<String>();
set.add("abcd");
set.add("aa");
set.add("nba");
set.add("cba");
for (String s : set) {
System.out.println(s);
}
//按照年齡排序
Set<Person> set = new TreeSet<Person>();
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<Person> set = new TreeSet<Person>(new ComparatorByName());
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不重複的實現
Set<Person> set = new HashSet<Person>();
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);
}
}
}
泛型的表現:
泛型技術在集合框架中應用的範圍很大。
什麼時候需要寫泛型呢?
當類中的操作的引用數據類型不確定的時候,以前用的Object來進行擴展的,現在可以用泛型來表示。這樣可以避免強轉的麻煩,而且將運行問題轉移到的編譯時期。
只要看到類或者接口在描述時右邊定義<>,就需要泛型。其實是,容器在不明確操作元素的類型的情況下,對外提供了一個參數,用<>封裝。使用容器時,只要將具體的類型實參傳遞給該參數即可。說白了,泛型就是,傳遞類型參數。
下面依次介紹泛型類、泛型方法、泛型接口。
1. 泛型類 --> 泛型定義在類上
首先,我們實現兩個繼承自Person類的子類,分別是Student類、Worker類,代碼如下:
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:創建一個用於操作Student對象的工具類。對 對象進行設置和獲取。class Tool1{
private Student stu;
public Student getStu() {
return stu;
}
public void setStu(Student stu) {
this.stu = stu;
}
}
發現程序太有侷限性了,可不可以定義一個可以操作所有對象的工具呢?類型需要向上抽取。當要操作的對象類型不確定的時候,爲了擴展,可以使用Object類型來完成。//JDk 1.4 類型向上抽取到Object-->向下轉型在運行時期報ClassCastException。
class Tool2{
private Object obj;
public Object getObj() {
return obj;
}
public void setObj(Object obj) {
this.obj = obj;
}
}
但是這種方式有一些小弊端,會出現轉型,尤其是向下轉型容易在編譯時期看不見錯誤、運行時期發生ClassCastExccption。
JDK1.5以後,新的解決方案:使用泛型。類型不確定時,可以對外提供參數。由使用者通過傳遞參數的形式完成類型的確定。
//JDK 1.5 在類定義時就明確參數。由使用該類的調用者,來傳遞具體的類型。
class Util<W>{//-->泛型類。
private W obj;
public W getObj() {
return obj;
}
public void setObj(W obj) {
this.obj = obj;
}
}
利用泛型類,我們就可以直接在編譯時期及時發現程序錯誤,同時避免了向下轉型的麻煩。利用上述泛型類工具,示例代碼如下:
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:泛型類-->泛型定義在類上。
*/
//JDK 1.4
Tool2 tool = new Tool2();
tool.setObj(new Worker());
Student stu = (Student)tool.getObj();//異常-->java.lang.ClassCastException: Worker cannot be cast to Student
System.out.println(stu);
//JDK 1.5
Util<Student> util = new Util<Student>();
//util.setObj(new Worker());//編譯報錯-->如果類型不匹配,直接編譯失敗。
//Student stu = util.getObj();//避免了向下轉型。不用強制類型轉換。
System.out.println(stu);
//總結:什麼時候定義泛型?
//當類型不明確時,就應該使用泛型來表示,在類上定義參數,由調用者來傳遞實際類型參數。
}
}
2. 泛型方法 --> 泛型定義在方法上。這裏只需要注意一點,如果靜態方法需要定義泛型,泛型只能定義在方法上。代碼示例如下:
package ustc.lichunchun.generic.demo;
public class GenericDemo5 {
public static void main(String[] args) {
/*
* 泛型2:泛型方法-->泛型定義在方法上。
*/
Demo1<String> d = new Demo1<String>();
d.show("abc");
//d.print(6);在類上明確類型後,錯誤參數類型在編譯時期就報錯。
Demo1<Integer> d1 = new Demo1<Integer>();
d1.print(6);
//d1.show("abc");
System.out.println("----------------");
Demo2<String> d2 = new Demo2<String>();
d2.show("abc");
d2.print("bcd");
d2.print(6);
}
}
class Demo1<W>{
public void show(W w){
System.out.println("show: "+w);
}
public void print(W w){
System.out.println("print: "+w);
}
}
class Demo2<W>{
public void show(W w){
System.out.println("show: "+w);
}
public <Q> void print(Q w){//-->泛型方法。某種意義上可以將Q理解爲Object。
System.out.println("print: "+w);
}
/*
public static void show(W w){//報錯-->靜態方法是無法訪問類上定義的泛型的。
//因爲靜態方法優先於對象存在,而泛型的類型參數確定,需要對象明確。
System.out.println("show: "+w);
}
*/
public static <A> void staticShow(A a){//如果靜態方法需要定義泛型,泛型只能定義在方法上。
System.out.println("static show: "+a);
}
}
3. 泛型接口--> 泛型定義在接口上。
package ustc.lichunchun.generic.demo;
public class GenericDemo6 {
public static void main(String[] args) {
/*
* 泛型3:泛型接口-->泛型定義在接口上。
*/
SubDemo d = new SubDemo();
d.show("abc");
}
}
interface Inter<T>{//泛型接口。
public void show(T t);
}
class InterImpl<W> implements Inter<W>{//依然不明確要操作什麼類型。
@Override
public void show(W t) {
System.out.println("show: "+t);
}
}
class SubDemo extends InterImpl<String>{
}
/*
interface Inter<T>{//泛型接口。
public void show(T t);
}
class InterImpl implements Inter<String>{
@Override
public void show(String t) {
}
}
*/
泛型通配符<?>
可以解決當具體類型不確定的時候,這個通配符就是<?>
當操作類型時,不需要使用類型的具體功能時,只使用Object類中的功能。那麼可以用 ? 通配符來表未知類型。
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<?> --> 相當於<? extends Object>
*/
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("abc1");
list.add("abc2");
list.add("abc3");
printCollection(list);
Set<String> set = new HashSet<String>();
set.add("haha");
set.add("xixi");
set.add("hoho");
printCollection(set);
List<Student> list2 = new ArrayList<Student>();
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<Object> coll = new ArrayList<Student>();-->wrong-->左右不一樣,可能會出現類型不匹配
//Collection<Student> coll = new ArrayList<Object>();-->wrong-->左右不一樣,可能會出現類型不匹配
//Collection<?> coll = new ArrayList<Student>();-->right-->通配符
printCollection(list2);
}
/*private static void printCollection(List<String> list) {
for (Iterator<String> it = list.iterator(); it.hasNext();) {
String str = it.next();
System.out.println(str);
}
}*/
/*private static void printCollection(Collection<String> coll) {
for (Iterator<String> it = coll.iterator(); it.hasNext();) {
String str = it.next();
System.out.println(str);
}
}*/
private static void printCollection(Collection<?> coll) {//在不明確具體類型的情況下,可以使用通配符來表示。
for (Iterator<?> it = coll.iterator(); it.hasNext();) {//技巧:迭代器泛型始終保持和具體集合對象一致的泛型。
Object obj = it.next();
System.out.println(obj);
}
}
}
泛型的限定
<? extends E>:接收E類型或者E的子類型對象。上限。一般存儲對象的時候用。比如添加元素 addAll。
<? super E>:接收E類型或者E的父類型對象。下限。一般取出對象的時候用。比如比較器。
示例代碼:
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<Student> list = new ArrayList<Student>();
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<Worker> set = new HashSet<Worker>();
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類型或者E的子類型。-->泛型上限。
* ? super E :接收E類型或者E的父類型。-->泛型下限。
*/
private static void printCollection(Collection<? extends Person> coll) {//泛型的限定,支持一部分類型。
for (Iterator<? extends Person> 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());
}
}
}
程序結果:
練習1:演示泛型上限在API中的體現。我們這裏使用的是TreeSet的構造函數:TreeSet<E>(Collection<? extends E> 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中的體現。
* TreeSet的構造函數。
* TreeSet<E>(Collection<? extends E> coll);
*
* 什麼時候會用到上限呢?
* 一般往集合存儲元素時。如果集合定義了E類型,通常情況下應該存儲E類型的對象。
* 對於E的子類型的對象,E類型也可以接受(多態)。所以這時可以將泛型從E改爲 ? extends E.
*/
Collection<Student> coll = new ArrayList<Student>();
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<Worker> coll2 = new ArrayList<Worker>();
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<Person> ts = new TreeSet<Person>(coll);//coll2 也可以傳進來。
ts.add(new Person("abc8",21));
ts.addAll(coll2);//addAll(Collection<? extends E> c);
for (Iterator<Person> it = ts.iterator(); it.hasNext();) {
Person person = it.next();
System.out.println(person.getName());
}
}
}
//原理
class MyTreeSet<E>{
MyTreeSet(){
}
MyTreeSet(Collection<? extends E> c){
}
}
練習2:演示泛型下限在API中的體現。同樣,我們這裏使用的是另一個TreeSet的構造函數:TreeSet<E>(Comparator<? super E> 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中的體現。
* TreeSet的構造函數。
* TreeSet<E>(Comparator<? super E> comparator)
*
* 什麼時候用到下限呢?
* 當從容器中取出元素操作時,可以用E類型接收,也可以用E的父類型接收。
*
*/
//創建一個Student、Worker都能接收的比較器。
Comparator<Person> comp = new Comparator<Person>() {//匿名內部類
@Override
public int compare(Person o1, Person o2) {//每次都是容器中的兩個元素過來進行比較。
int temp = o1.getAge()-o2.getAge();
return temp==0?o1.getName().compareTo(o2.getName()):temp;
}
};
TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(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<Worker> ts1 = new TreeSet<Worker>(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<? extends Person> it = ts1.iterator(); it.hasNext();) {
Person p = it.next();//多態
System.out.println(p);
}
}
}
//原理
class YouTreeSet<E>{
YouTreeSet(Comparator<? super E> comparator){
}
}
泛型的細節:
1.泛型到底代表什麼類型取決於調用者傳入的類型,如果沒傳,默認是Object類型;
2.使用帶泛型的類創建對象時,等式兩邊指定的泛型必須一致;
原因:編譯器檢查對象調用方法時只看變量,然而程序運行期間調用方法時就要考慮對象具體類型了;
3.等式兩邊可以在任意一邊使用泛型,在另一邊不使用(考慮向後兼容);
ArrayList<String> al = new ArrayList<Object>(); //錯
//要保證左右兩邊的泛型具體類型一致就可以了,這樣不容易出錯。
ArrayList<? extends Object> al = new ArrayList<String>();
al.add("aa"); //錯
//因爲集合具體對象中既可存儲String,也可以存儲Object的其他子類,所以添加具體的類型對象不合適,類型檢查會出現安全問題。
// ?extends Object 代表Object的子類型不確定,怎麼能添加具體類型的對象呢?
public static void method(ArrayList<? extends Object> al) {
al.add("abc"); //錯
//只能對al集合中的元素調用Object類中的方法,具體子類型的方法都不能用,因爲子類型不確定。
}
Map<K, V>接口
java.util.Map<K,V>接口,將鍵映射到值的對象。一個映射不能包含重複的鍵;每個鍵最多隻能映射到一個值。要保證鍵的唯一性-->Set。值可以重複-->Collection。
Map:雙列集合,一次存一對,鍵值對。
|--Hashtable:底層是哈希表數據結構,是線程同步的,不允許存儲null鍵,null值。
|--Properties:用來存儲鍵值對型的配置文件的信息,可以和IO技術相結合。
|--HashMap:底層是哈希表數據結構,是線程不同步的,允許存儲null鍵,null值。替代了Hashtable。
|--TreeMap:底層是二叉樹結構,線程不同步的。可以對map集合中的鍵進行指定順序的排序。
揭祕:HashSet、TreeSet的底層是用HashMap、TreeMap實現的,只操作鍵,就是Set集合。
Map集合存儲和Collection有着很大不同:
Collection一次存一個元素;Map一次存一對元素。
Collection是單列集合;Map是雙列集合。
Map中的存儲的一對元素:一個是鍵,一個是值,鍵與值之間有對應(映射)關係。
特點:要保證map集合中鍵的唯一性。
Map接口中的共性功能:
1.添加:
v put(key, value):當存儲的鍵相同時,新的值會替換老的值,並將老值返回。如果鍵沒有重複,返回null。
putAll(Map<k,v> map);
2.刪除:
void clear():清空
v remove(key):刪除指定鍵- -> 會改變集合長度!
3.判斷:
boolean containsKey(Object key):是否包含key
boolean containsValue(Object value):是否包含value
boolean isEmpty();
4.取出:
v get(key):通過指定鍵獲取對應的值。如果返回null,可以判斷該鍵不存在。
當然有特殊情況,就是在hashmap集合中,是可以存儲null鍵null值的。
int size():返回長度。
代碼示例:
package ustc.lichunchun.map;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class MapDemo {
public static void main(String[] args) {
/*
* 需求:Map集合中存儲學號、姓名。
*/
Map<Integer, String> map = new HashMap<Integer, String>();
methodDemo(map);
}
public static void methodDemo(Map<Integer, String> map){
//1.存儲鍵值對。如果鍵相同,會出現值覆蓋。
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。-->會改變長度。
//System.out.println(map.remove(7));
//3.獲取。
System.out.println(map.get(7));
System.out.println(map);
}
}
5.想要獲取Map中的所有元素:原理:map中是沒有迭代器的,collection具備迭代器,只要將map集合轉成Set集合,可以使用迭代器了。之所以轉成set,是因爲map集合具備着鍵的唯一性,其實set集合就來自於map,set集合底層其實用的就是map的方法。
把Map集合轉成Set的方法:
方式1: Set keySet();
可以將map集合中的鍵都取出存放到set集合中。對set集合進行迭代。迭代完成,再通過get方法對獲取到的鍵進行值的獲取。
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();
取的是鍵和值的映射關係。Map.Entry:其實就是一個Map接口中的內部接口。爲什麼要定義在map內部呢?entry是訪問鍵值關係的入口,是map的入口,訪問的是map中的鍵值對。
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());
}
示例代碼如下所示: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存儲姓名---歸屬地。
*/
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
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(); 取出所有的鍵,並存儲到Set集合中。
Set<String> keySet = map.keySet();
//Map集合沒有迭代器。但是可以將Map集合轉成Set集合,在使用迭代器就ok了。
for (Iterator<String> it = keySet.iterator(); it.hasNext();) {
String key = it.next();
String value = map.get(key);
System.out.println(key+":"+value);
}
//演示entrySet(); Map.Entry:其實就是一個Map接口中的內部接口。
Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
for (Iterator<Map.Entry<String, String>> it = entrySet.iterator(); it.hasNext();) {
Map.Entry<String, String> me = it.next();
String key = me.getKey();
String value = me.getValue();
System.out.println(key+"::"+value);
}
*/
//演示values(); 獲取所有的值。
Collection<String> values = map.values();
for (Iterator<String> it = values.iterator(); it.hasNext();) {
String value = it.next();
System.out.println(value);
}
}
}
//原理
interface MyMap{//-->鍵值對
//entry就是map接口中的內部接口。
public static interface MyEntry{//-->鍵值對的映射關係
}
}
class MyDemo implements MyMap.MyEntry{
}
什麼時候使用Map集合呢?
當需求中出現映射關係時,應該最先想到map集合。
舉例,獲取星期幾,代碼如下:
package ustc.lichunchun.map;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import ustc.lichunchun.exception.NoWeekException;
public class MapTest {
public static void main(String[] args) {
/*
* 什麼時候使用map集合呢?
* 當需求中出現映射關係時,應該最先想到map集合。
*/
String cnWeek = getCnWeek(3);
System.out.println(cnWeek);
String enWeek = getEnWeek(cnWeek);
System.out.println(enWeek);
}
/*
* 根據中文的星期,獲取對應的英文星期。
* 中文與英文相對應,可以建立表,沒有有序的編號,只能通過map集合。
*/
public static String getEnWeek(String cnWeek){
//創建一個表。
Map<String,String> map = new HashMap<String, String>();
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);
}
/*
* 根據用戶指定的數據獲取對應的星期。
*/
public static String getCnWeek(int num){
if (num>7 || num<=0)
throw new NotWeekException(num+", 沒有對應的星期");
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];
}
}
程序中用到的NotWeekException異常代碼如下:
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<K, V>類
練習1: 員工對象(姓名,年齡)都有對應的歸屬地, 將員工和歸屬存儲到HashMap集合中並取出。同姓名同年齡視爲同一個員工。
package ustc.lichunchun.domain;
public class Employee implements Comparable<Employee>{
private String name;
private int age;
public Employee() {
super();
}
public Employee(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 "Employee [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;
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;
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) {
/*
* 練習:
* 員工對象(姓名,年齡)都有對應的歸屬地。
* key=Employee value=String
*
* 1.
* 將員工和歸屬存儲到HashMap集合中並取出。
* 同姓名同年齡視爲同一個員工。
*
*/
Map<Employee,String> map = new HashMap<Employee,String>();//如果改成LinkedHashMap可以實現有序。
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),"廣州");
map.put(new Employee("laoli",34),"鐵嶺");//上海被覆蓋掉了
for (Employee employee : map.keySet()) {
System.out.println(employee.getName()+":"+employee.getAge()+"..."+map.get(employee));
}
}
}
TreeMap<K, V>類
練習2:接着上例,按照員工的年齡進行升序排序並取出。-->Comparable。再按照員工的姓名進行升序排序並取出。-->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) {
/*
* 練習:
* 2.
* 按照員工的年齡進行升序排序並取出。-->Comparable
* 按照員工的姓名進行升序排序並取出。-->Comparator
*/
Comparator<Employee> comparator = new Comparator<Employee>(){
@Override
public int compare(Employee o1, Employee o2) {
int temp = o1.getName().compareTo(o2.getName());
return temp==0?o1.getAge()-o2.getAge():temp;
}
};
//Map<Employee,String> map = new TreeMap<Employee,String>();// 按照年齡
Map<Employee,String> map = new TreeMap<Employee,String>(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),"廣州");
map.put(new Employee("laoli",34),"鐵嶺");
for(Map.Entry<Employee, String> me : map.entrySet()){
System.out.println(me.getKey().getName()+"::"+me.getKey().getAge()+"..."+me.getValue());
}
}
}
Map查表法練習:
"bwa-er+b+c=tyx_bac?ecrtdcvr" 獲取字符串中每一個字母出現的次數。要求結果格式:a(2)b(1)d(3)...
思路:
1.獲取到字母。
2.如何獲取字母次數?
發現字母和次數有對應關係。而且對應關係的一方具備唯一性。就想到了Map集合。map集合就是一張表。
3.使用查表法就可以了。
先查第一個字母在表中的次數。如果次數不存在,說明是第一次出現,將該字母和1存儲到表中。以此類推。當要查的次數存在,將次數取出並自增後,再和對應的字母存儲到到表中,map表的特點是相同鍵,值覆蓋!
4.查完每一個字母后,表中存儲的就是每一個字母出現的次數。
package ustc.lichunchun.test;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.TreeMap;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
/*
* 作業:"bwa-er+b+c=tyx_bac?ecrtdcvr"
* 獲取字符串中每一個字母出現的次數。要求結果格式:a(2)b(1)d(3)...
* 思路:
* 1.獲取到字母。
* 2.如何獲取字母次數?
* 發現字母和次數有對應關係。而且對應關係的一方具備唯一性。
* 就想到了Map集合。map集合就是一張表。
* 3.使用查表法就可以了。
* 先查第一個字母在表中的次數。如果次數不存在,說明是第一次出現,將該字母和1存儲到表中。
* 以此類推。當要查的次數存在,將次數取出並自增後,再和對應的字母存儲到到表中,map表的特點是相同鍵,值覆蓋!
* 4.查完每一個字母后,表中存儲的就是每一個字母出現的次數。
*/
String str = "bwa-er+b+c=tyx_bac?ecrtdcvr";
String char_count = getCharCount(str);
System.out.println(char_count);
}
public static String getCharCount(String str) {
//1.將字符串轉成字符數組。
char[] chs = str.toCharArray();
//2.定義map集合表。
Map<Character, Integer> map = new TreeMap<Character, Integer>();
//3.遍歷字符數組。獲取每一個字母。
for (int i = 0; i < chs.length; i++) {
//只對字母操作。
//if(!(chs[i]>='a'&&chs[i]<='z' || chs[i]>='A'&&chs[i]<='Z'))
if(!(Character.isLowerCase(chs[i]) || Character.isUpperCase(chs[i])))
continue;
//將遍歷到的字母作爲鍵去查表。獲取值。
Integer value = map.get(chs[i]);
int count = 0;//用於記錄次數
//如果次數存在,就用count記錄該次數。如果次數不存在,就不記錄,只對count自增變成1。
if(value != null){
count = value;
}
count++;
map.put(chs[i],count);
/*
if(value == null){
map.put(chs[i],1);
}else{
value++;
map.put(chs[i],value);
}*/
}
return mapToString(map);
}
/*
* 將map集合中的元素轉成指定格式的字符串。a(2)b(1)d(3)......
*/
private static String mapToString(Map<Character, Integer> map) {
//1.數據多,無論類型是什麼,最終都要變成字符串。所以可以使用StringBuilder
StringBuilder sb = new StringBuilder();
//2.遍歷集合map。keySet()
for(Character key : map.keySet()){
Integer value = map.get(key);
sb.append(key+"("+value+")");
}
/*
Set<Character> keySet = map.keySet();
for (Iterator<Character> it = keySet.iterator(); it.hasNext();) {
Character key = it.next();
Integer value = map.get(key);
//將鍵值存儲到sb中。
sb.append(key+"("+value+")");
}*/
return sb.toString();
}
}
集合框架的工具類
Collections類
java.util.Collections類的出現給集合操作提供了更多的功能。這個類不需要創建對象,完全由在 collection 上進行操作或返回 collection 的靜態方法組成。
1.對List排序:
sort(list);//具備泛型限定,保證安全。
2.逆序:
reverseOrder
3.最值:
max
min
4.二分查找:
binarySearch
5.將非同步集合轉成同步集合:
synchronizedCollection
synchronizedList
SynchronizedSet
synchronizedMa
上述部分功能的解釋:
1.排序方法上的泛型的由來:
interface Comparable<T>
{
void compareTo(T o);
}
class Student extends Person implements Comparable<Person>
{
public int compareTo(Person p){//Person可以接受Student類型。
}
}
public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list)//直接定義泛型T,在編譯時期就保證類型的正確。
{
//<T extends Comparable>:必須是Comparable的子類才具備比較功能。
//<? super T>:只要是T的父類,都可以接受T類型,進行比較。
}
public static void sort(List<Object> list)//老版本,即使編譯通過,運行時期不安全,容易出現類型轉換異常。
{
stu1.compareTo(stu2);
}
2.模擬一個Collections的min()方法。/*
* 模擬一個獲取字符串集合最大值的功能。
*/
public static String getMax(Collection<String> coll){
Iterator<String> it = coll.iterator();
//定義變量記錄容器中其中一個。
String max = it.next();
//遍歷容器所有的元素。
while(it.hasNext()){
String temp = it.next();
//在遍歷過程中進行比較。只要比變量中的值大。用變量記錄下來,就哦了。
if(temp.compareTo(max)>0){
max = temp;
}
}
return max;
}
/*
* 模擬一個Collections的min方法。
*/
public static <T extends Object & Comparable<? super T>> T min(Collection<? extends T> coll) {
Iterator<? extends T> i = coll.iterator();
T candidate = i.next();
while (i.hasNext()) {
T next = i.next();
if (next.compareTo(candidate) < 0)
candidate = next;
}
return candidate;
}
3.將非同步集合轉成同步集合的原理:定義一個類,將非同步集合所有的方法加同一把鎖後返回。List list = new ArrayList();//非同步的。
list = MyCollections.synList(list);//返回一個同步的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){
return list.add(obj);
}
}
public boolean remove(Object obj){
synchronized(lock){
return list.remove(obj);
}
}
}
}
Collections工具類代碼示例:
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<String> coll = new ArrayList<String>();
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中有一個可以將非同步集合轉成同步集合的方法。
* 同步集合 synchronized集合(非同步集合);
*/
Collection<String> synColl = Collections.synchronizedCollection(coll);
}
public static void methodDemo1() {
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("abc");
list.add("xy");
list.add("haha");
list.add("nba");
System.out.println(list);
//對list排序。自然排序。使用的是元素的compareTo方法。
Collections.sort(list);
System.out.println(list);
//按照長度排序。
Collections.sort(list,new ComparatorByLength());
System.out.println(list);
//按照長度逆序。
Collections.sort(list,Collections.reverseOrder(new ComparatorByLength()));//reverseOrder強行逆轉比較器順序。
System.out.println(list);
}
}
代碼中用到的比較器實現如下:package ustc.lichunchun.comparator;
import java.util.Comparator;
public class ComparatorByLength implements Comparator<String> {
@Override
public int compare(String o1, String o2) {
int temp = o1.length()-o2.length();
return temp==0?o1.compareTo(o2):temp;
}
}
Collection 和 Collections的區別:
Collections是個java.util下的類,是針對集合類的一個工具類,提供一系列靜態方法,實現對集合的查找、排序、替換、線程安全化(將非同步的集合轉換成同步的)等操作。
Collection是個java.util下的接口,它是各種集合結構的父接口,繼承於它的接口主要有Set和List,提供了關於集合的一些操作,如插入、刪除、判斷一個元素是否其成員、遍歷等。
Arrays類
java.util.Arrays類是用來操作數組的工具類,裏面的方法都是靜態的。代碼示例:
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];
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],底層用的是StringBuilder。
}
public static <T> void swap(T[] arr, int x, int y){//T必須是引用類型。int--->Integer,自動裝箱拆箱。
T temp = arr[x];
arr[x] = arr[y];
arr[y] = temp;
}
//toString的源碼實現。
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++) {//中間省略條件判斷,提高了效率。
b.append(a[i]);
if (i == iMax)
return b.append(']').toString();
b.append(", ");
}
}
}
Arrays類中有一個很重要的方法就是asList()方法,它返回一個受指定數組支持的固定大小的List列表。所以這裏我就重點說一下,如何實現數組和集合之間的轉換。
1.數組轉成集合
Arrays.asList方法:將數組轉換成list集合。
<span style="font-size:14px;">String[] arr = {"abc","kk","qq"};
List<String> list = Arrays.asList(arr);//將arr數組轉成list集合。</span>
將數組轉換成集合,有什麼好處呢?
用aslist方法,將數組變成集合;可以通過list集合中的方法來操作數組中的元素:isEmpty()、contains、indexOf、set等方法。
注意(侷限性):
數組是固定長度,不可以使用集合對象增加或者刪除等,會改變數組長度的功能方法。比如add、remove、clear。(會報不支持操作異常UnsupportedOperationException)。
如果數組中存儲的引用數據類型,直接作爲集合的元素可以直接用集合方法操作。
如果數組中存儲的是基本數據類型,asList會將數組實體作爲集合元素存在。
package ustc.lichunchun.arrays;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
public class ArraysDemo2 {
public static void main(String[] args) {
/*
* 數組轉成集合。
*
* Arrays:用來操作數組的工具類,裏面的方法都是靜態的。
*/
demo_1();
demo_2();
}
public static void demo_1() {
/*
* 重點:Arrays asList(數組) 將數組轉成集合。
*
* 爲什麼要把數組轉成集合?
* 因爲數組能用的方法是有限的:折半、排序、toString、equals、fill,沒了。
* 我想知道數組的位置、是否包含某個元素,這些都沒有,但是集合中有這些方法。
*
* 好處:數組轉成List集合,就是爲了使用集合的方法操作數組中的元素。
*
* 注意:數組的長度是固定的,所以對於集合的增刪方法是不可以使用的,
* 否則會發生UnsupportedOperationException
*/
String[] strs = {"abc","haha","nba","zz"};
//以前的做法:自己定義一個函數實現功能
boolean b = myContains(strs, "nba");
System.out.println("contains:"+b);
//現在的做法:數組轉成集合,從而利用集合的方法
List<String> list = Arrays.asList(strs);
System.out.println("list contains:"+list.contains("nba"));
System.out.println(list);
//list.add("qq");//報錯--> java.lang.UnsupportedOperationException
//因爲數組是固定長度的。
}
/*
* 自定義 對數組中某元素進行查找。
*/
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() {
/*
* 如果數組中都是引用數據類型,轉成集合時,數組元素直接作爲集合元素。
* 如果數組中都是基本數據類型,會將數組對象作爲集合中的元素。(因爲集合中只能存對象)
*/
int[] arr = {45,23,78,11,99};
List<int[]> 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:把數組作爲元素,存進了集合中。
//那上面代碼的泛型該咋寫?
//泛型應該是集合中元素的類型。arr是int[]類型,所以是List<int[]> list
//實際中,我們應該聲明爲Integer數組,而不是int數組,如下:
Integer[] arr1 = {45,23,78,11,99};
List<Integer> list1 = Arrays.asList(arr1);
System.out.println(list1);//[45, 23, 78, 11, 99]
System.out.println(list1.get(0));//45
}
}
2.集合轉成數組
用的是Collection接口中的方法:toArray()。
注意:
如果給toArray傳遞的指定類型的數據長度小於了集合的size,那麼toArray方法,會自定再創建一個該類型的數據,長度爲集合的size。
如果傳遞的指定的類型的數組的長度大於了集合的size,那麼toArray方法,就不會創建新數組,直接使用該數組即可,並將集合中的元素存儲到數組中,其他爲存儲元素的位置默認值null。
所以,在傳遞指定類型數組時,最好的方式就是指定的長度和size相等的數組。
將集合變成數組後有什麼好處?
限定了對集合中的元素進行增刪操作,只要獲取這些元素即可。
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) {
/*
* 集合轉成數組。
*
* 使用的就是Collection接口中的toArray方法。
*
* 爲什麼要把集合轉成數組?
* 可以對集合中的元素操作的方法進行限定,不允許對其進行增刪。
*/
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("abc");
list.add("haha");
/*
* toArray方法需要傳入一個指定類型的數組。
* 長度該如何定義呢?
* 傳入的數組長度,如果小於集合長度,那麼該方法會創建一個同類型並和集合相同size的數組。
* 傳入的數組長度,如果大於集合長度,那麼該方法會使用指定的數組,存儲集合中的元素,其他位置默認爲null。
*
* 所以建議,長度就指定爲集合的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));//[abc, haha, null]
String[] arr2 =list.toArray(new String[list.size()]);
System.out.println(Arrays.toString(arr2));//[abc, haha]
}
}
可變參數(...)
JDK1.5出現的技術,用到函數的參數上,當要操作的同一個類型元素個數不確定的時候,可是用這個方式,這個參數可以接受任意個數的同一類型的數據。
以前我們計算元素之和,用的是下面的方法,針對不同個數,要定義多個函數。
public static int add(int i, int j, int k) {
return i + j + k;
}
public static int add(int i, int j) {
return i + j;
}
之後,我們轉而爲計算數組元素之和,如下所示。public static int add(int[] arr) {
int sum = 0;
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
sum += arr[i];
}
return sum;
}
但是問題是,數組的長度是固定的,如果不同需求中,個數不一樣,那麼要用不同容量的數組先去存起來,比較麻煩。
和以前接收數組不一樣的是:以前定義數組類型,需要先創建一個數組對象,再將這個數組對象作爲參數傳遞給函數。
現在,直接將數組中的元素作爲參數傳遞即可。底層其實是將這些元素進行數組的封裝,而這個封裝動作,是在底層完成的,被隱藏了。所以簡化了用戶的書寫,少了調用者定義數組的動作。
注意:
如果在參數列表中使用了可變參數,可變參數必須定義在參數列表結尾(也就是必須是最後一個參數,否則編譯會失敗)。
如果要獲取多個int數的和呢?可以使用將多個int數封裝到數組中,直接對數組求和即可。
package ustc.lichunchun.param;
public class ParamDemo {
public static void main(String[] args) {
int sum = add(4, 5);
int sum1 = add(4, 5, 6);
/*
* 計算多個整數的和。
*/
int[] arr = {34,1,4,6};
int[] arr2 = {23,35,45,6,57,6};
int sum2 = add(arr);
int sum3 = add(arr2);
/*
* JDK 1.5 可變參數,不用定義數組了。編譯後的class文件中自動帶着數組。
* 注意事項:只能定義在參數列表的最後。
* public static int add1(int x, int... arr) --> right
* public static int add1(int... arr, int x) --> wrong
*/
int sum4 = add1(34,1,4,6,57,9);
int sum5 = add1(99,11,24,56);
}
public static int add1(int... arr){
int sum = 0;
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
sum += arr[i];
}
return sum;
}
public static int add(int[] arr) {
int sum = 0;
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
sum += arr[i];
}
return sum;
}
public static int add(int i, int j, int k) {
return i + j + k;
}
public static int add(int i, int j) {
return i + j;
}
}
靜態導入
導入了類中的所有靜態成員,簡化靜態成員的書寫。例如:import static java.util.Collections.*; -->導入了Collections類中的所有靜態成員。但如果同名了,還是要加上各自的包名的。
package ustc.lichunchun.staticimport;
import static java.util.Collections.*;
import static java.lang.System.*;
public class StaticImportDemo {
public static void main(String[] args) {
/*
* 靜態導入。
*/
java.util.List<String> list = new java.util.ArrayList<String>();
list.add("a");
list.add("c");
sort(list);
System.out.println(max(list));
out.println("hello");
}
}
模擬鬥地主
1.首先模擬一下QQ鬥地主的洗牌和發牌:
package ustc.lichunchun.poker;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
/*
* 模擬鬥地主洗牌和發牌
*
* 分析:
* A:創建一個牌盒
* B:裝牌
* C:洗牌
* D:發牌
* E:看牌
*/
public class PokerDemo {
public static void main(String[] args) {
//創建一個牌盒
ArrayList<String> array = new ArrayList<String>();
//裝牌
//黑桃A,黑桃2,黑桃3,...,黑桃k
//紅桃A,...
//梅花A,...
//方塊A,...
//定義一個花色數組
String[] colors = {"♠","♥","♣","♦"};
//定義一個點數數組
String[] numbers = {"A","2","3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K"};
//裝牌
for(String color : colors){
for(String number : numbers){
array.add(color.concat(number));
}
}
array.add("小王 ");
array.add("大王 ");
//洗牌
Collections.shuffle(array);
//發牌
ArrayList<String> fengQingYang = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> linQingXia = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> liChunChun = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> diPai = new ArrayList<String>();
for (int i = 0; i < array.size(); i++) {
if(i >= array.size() - 3){
diPai.add(array.get(i));
}else if(i % 3 == 0){
fengQingYang.add(array.get(i));
}else if(i % 3 == 1){
linQingXia.add(array.get(i));
}else{
liChunChun.add(array.get(i));
}
}
//看牌
lookPoker("風清揚",fengQingYang);
lookPoker("林青霞",linQingXia);
lookPoker("李春春",liChunChun);
lookPoker("底牌",diPai);
}
public static void lookPoker(String name, ArrayList<String> array) {
System.out.print(name + "的牌是:");
for(String s : array){
System.out.print(s + " ");
}
System.out.println();
}
}
運行結果如下:
2.根據上述程序運行結果,我們得考慮發到手裏的牌進行排序,這樣看起來比較舒服。這裏有一個要求,需要儘可能多的使用到本篇博文前面的知識點。所以,做了如下的分析:
3.針對上述分析,最終實現了模擬鬥地主洗牌發牌、並對手牌進行排序的案例。代碼如下:
package ustc.lichunchun.poker;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.TreeSet;
/*
* 思路:
* A:創建一個HashMap集合
* B:創建一個ArrayList集合
* C:創建花色數組和點數數組
* D:從0開始往HashMap裏面存儲編號,並存儲對應的牌
* 同時往ArrayList裏面存儲編號即可。
* E:洗牌(洗的是編號)
* F:發牌(發的也是編號,爲了保證編號是排序的,就創建TreeSet集合接收)
* G:看牌(遍歷TreeSet集合,獲取編號,到HashMap集合找對應的牌)
*/
public class PokerDemo2 {
public static void main(String[] args) {
//創建一個HashMap集合
HashMap<Integer, String> hm = new HashMap<Integer, String>();
//創建一個ArrayList集合
ArrayList<Integer> array = new ArrayList<Integer>();
//創建花色數組和點數數組
//定義一個花色數組
String[] colors = {"♦","♣","♥","♠"};
//定義一個點數數組
String[] numbers = {"3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K","A","2"};
//從0開始往HashMap裏面存儲編號,並存儲對應的牌,同時往ArrayList裏面存儲編號即可。
int index = 0;
for(String number : numbers){
for(String color : colors){
String poker = color.concat(number);
hm.put(index, poker);
array.add(index);
index++;
}
}
hm.put(index, "小王");
array.add(index++);
hm.put(index, "大王");
array.add(index);
//洗牌(洗的是編號)
Collections.shuffle(array);
//發牌(發的也是編號,爲了保證編號是排序的,就創建TreeSet集合接收)
TreeSet<Integer> fengQingYang = new TreeSet<Integer>();
TreeSet<Integer> linQingXia = new TreeSet<Integer>();
TreeSet<Integer> liChunChun = new TreeSet<Integer>();
TreeSet<Integer> diPai = new TreeSet<Integer>();
for(int i = 0; i < array.size(); i++){
if(i >= array.size()-3){
diPai.add(array.get(i));
}else if(i % 3 == 0){
fengQingYang.add(array.get(i));
}else if(i % 3 == 1){
linQingXia.add(array.get(i));
}else{
liChunChun.add(array.get(i));
}
}
//看牌(遍歷TreeSet集合,獲取編號,到HashMap集合找對應的牌)
lookPoker("風清揚", fengQingYang, hm);
lookPoker("林青霞", linQingXia, hm);
lookPoker("李春春", liChunChun, hm);
lookPoker("底牌", diPai, hm);
}
//寫看牌的功能
public static void lookPoker(String name, TreeSet<Integer> ts, HashMap<Integer, String> hm){
System.out.print(name + "的牌是:");
for(Integer key : ts){
String value = hm.get(key);
System.out.print(value + " ");
}
System.out.println();
}
}
程序運行結果如下:
好了,集合框架的基礎部分學習,我就記錄到這裏。
如果有疑問,歡迎和我討論,共同進步:[email protected]
轉載請聲明出處:http://blog.csdn.net/zhongkelee/article/details/46801449
另附:Java集合框架面試問題集錦 -- 摘自ImportNew公衆號。