Java學習入門-05 -集合淺析

集合數據結構體系框架

Collection接口是List/Set/Queue接口的父接口，其中定義的常用的操作方法有（注意此處筆記不完整，演示代碼沒有導包）：

• 添加功能
   i. boolean add(object obj)添加一個元素
   ii. boolean addAll(Collection c)將集合c的全部元素添加到原集合元素後返回true
   iii. 添加功能永遠返回true
• 刪除功能
   i. void clear();移除所有元素
   ii. boolean remove(Object o)移除一個元素
   iii. boolean removeAll（Collection c）移除一個集合的元素，只要有一個被移除就返回true，改變原集合，刪除原集合中和c中相同的元素
   iv. 刪除功能只有刪除成功後才返回true
• 判斷功能
   i. boolean contain(object o)判斷集合中是否包含指定的元素。
   ii. boolean containsAll(Collection c)判斷原集合中是否包含指定集合c的所有元素，有則true，
   iii. boolean isEmpty()判斷集合是否爲空
• 獲取功能
   i. Iterator iterator()迭代器，集合的專用方式，實現遍歷的功能
   ii. Object next()獲取當前元素，並移動到下一個位置
   iii. boolean hasNext()判斷此位置是否有元素
   iv. 迭代器遍歷實例在下面
  f) 長度功能
   i. int size()元素的個數
   ii. 數組和字符串中都是length()方法獲取元素個數，集合中是size()方法
    因爲object包括集合、字符串、數組，所以其不能直接用length方法。
• 交集功能boolean retainAll(Collection c)
   兩個集合交集的元素給原集合，並判斷原集合是否改變，改變則true，不變則false
• 把集合轉換爲數組
   i. Object [] toArray()

1、Set代表元素無序、不可重複的集合

（1）HashSet是Set接口的典型實現，線程執行是非安全的，集合元素可以爲null
（2）HashSet通過過兩個方法hashCode()和equals()保證元素的唯一性，方法自動生成。當存儲對象時則無法確保唯一性，可能需要重寫hashCode。
（3）TreeSet是Set接口實現
   + 1. 底層數據是紅黑二叉樹
   + 2. 排序方式：自然排序、比較器排序
   + 3. 通過比較返回值是否爲0來保證元素的唯一性。
例子：

//使用HashSet類隨機產生10個不重複的1到20的不重複隨機數
public class HashSetDemo {
public static void main(String[] args) {
Random r=new Random();

  HashSet <Integer> hs=new HashSet<Integer>();

  while(hs.size()<10) {
      hs.add((r.nextInt(20)+1));
  }
  for(Integer i:hs) {
      System.out.println(i);
  }

}

}

2、List代表元素有序、可以重複的集合

案例：main()方法中代碼

Collection<String> lists = new ArrayList<>();
lists.add("集合lists測試1");
lists.add("集合lists測試2");
lists.add("集合lists測試3");

    CollectionAll listall = new CollectionAll();
    listall.print(lists);

CollectionAll類如下：

package com.paint.test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.List;
public class CollectionAll<T> {

public void print(Collection<T> lists){
    for(T o:lists){
        System.out.println(o);
    }
}

}

利用集合的迭代器遍歷(優勢是不會輕易改變集合實參值)

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

  //Collection集合的遍歷
  Collection c=new ArrayList();
  c.add("java01");
  c.add("java02");
  c.add("java03");

  Iterator i=c.iterator();

  while(i.hasNext()) {
      //向下轉型
      String s=(String) i.next();
      System.out.println(s);
  }
  System.out.println("-----------------");
  //List集合的遍歷
  List l=new ArrayList();

  l.add(0,"測試01");
  l.add(1,"測試02");
  l.add(1,"java集合測試");

  ListIterator li=l.listIterator();

  //後向遍歷
  while(li.hasNext()) {
      String s=(String)li.next();
      System.out.println(s);
  }
  System.out.println("-----------------");

  //前向遍歷
  while(li.hasPrevious()) {
      String s=(String)li.previous();
      System.out.println(s);
  }
  System.out.println("-----------------");

  //get方法遍歷
  for(int x=0;x<l.size();x++) {
      String s=(String)l.get(x);
      System.out.println(s);

  }

}
}

3、Queue隊列是一種特殊的線性表，它只允許在表的前端進行刪除操作，而在表的後端進行插入操作。LinkedList類實現了Queue接口。

public class Main {
public static void main(String[] args) {
//add()和remove()方法在失敗的時候會拋出異常(不推薦)
Queue<String> queue = new LinkedList<String>();
//添加元素
queue.offer("a");
queue.offer("b");
queue.offer("c");
queue.offer("d");
queue.offer("e");
for(String q : queue){
System.out.println(q);
}
System.out.println("===");
System.out.println("poll="+queue.poll()); //返回第一個元素，並在隊列中刪除
for(String q : queue){
System.out.println(q);
}
System.out.println("===");
System.out.println("element="+queue.element()); //返回第一個元素
for(String q : queue){
System.out.println(q);
}
System.out.println("===");
System.out.println("peek="+queue.peek()); //返回第一個元素
for(String q : queue){
System.out.println(q);
}
}
}

4、Map用於保存映射關係的數據

• Map接口有三個比較重要的實現類，分別是HashMap、TreeMap和HashTable。
• TreeMap是有序的，HashMap和HashTable是無序的。
• Hashtable的方法是同步的，HashMap的方法不是同步的。這是兩者最主要的區別。

HashMap<K,V>：存儲數據採用的哈希表結構，元素的存取順序不能保證一致。由於要保證鍵的唯一、不重複，需要重寫鍵的hashCode()方法、equals()方法。

LinkedHashMap<K,V>：HashMap下有個子類LinkedHashMap，存儲數據採用的哈希表結構+鏈表結構。通過鏈表結構可以保證元素的存取順序一致；通過哈希表結構可以保證的鍵的唯一、不重複，需要重寫鍵的hashCode()方法、equals()方法。

注意：Map接口中的集合都有兩個泛型變量<K,V>,在使用時，要爲兩個泛型變量賦予數據類型。兩個泛型變量<K,V>的數據類型可以相同，也可以不同。

例子：
按照鍵值遍歷

public class MapDemo {
public static void main(String[] args) {
//創建Map對象
Map<String, String> map = new HashMap<String,String>();
//給map中添加元素
map.put("a", "孫儷");
map.put("b", "范冰冰");
map.put("c", "柳巖");
//獲取Map中的所有key
Set<String> keySet = map.keySet();
//遍歷存放所有key的Set集合
Iterator<String> it =keySet.iterator();
while(it.hasNext()){ //利用了Iterator迭代器
//得到每一個key
String key = it.next();
//通過key獲取對應的value
String value = map.get(key);
System.out.println(key+"="+value);
}
}
}

按照鍵值對遍歷

public class MapDemo {
public static void main(String[] args) {
//創建Map對象
Map<String, String> map = new HashMap<String,String>();
//給map中添加元素
map.put("a", "孫儷");
map.put("b", "范冰冰");
map.put("c", "柳巖");
//獲取Map中的所有key與value的對應關係
Set<Map.Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();
//遍歷Set集合
Iterator<Map.Entry<String,String>> it =entrySet.iterator();
while(it.hasNext()){
//得到每一對對應關係
Map.Entry<String,String> entry = it.next();
//通過每一對對應關係獲取對應的key
String key = entry.getKey();
//通過每一對對應關係獲取對應的value
String value = entry.getValue();
System.out.println(key+"="+value);
}
}