第9章 類集Collections（容器）
9.1 概述
類集，又稱集合類或容器，用來存放對象。
容器：JavaAPI所提供的一系列類的實例，用於在程序中存放對象。
集合類所在的包：java.util
容器API
Set 接口繼承Collection，但不允許重複。
List 接口繼承Collection，允許重複，並引入位置下標。
Map 接口不繼承 Collection。
如何選擇數據結構：
ArrayList讀塊改慢（類似數組）
LinkedList改快讀慢（類似鏈表）
HashSet兩者之間
9.1 Collection接口
Collection接口：是一組允許重複的對象。
Collection接口定義了存取一組對象的方法，其子接口Set和List分別定義了存儲方式。
Set中的數據對象沒有順序且不可以重複；
List中的數據對象有順序且可以重複；
Collection接口的方法摘要
boolean add(Object element) // 添加元素。
boolean addAll(Collection c) //將指定 collection 中的所有元素都添加到此 collection 中。
void clear() // 移除此collection 中的所有元素。
boolean contains(Object element) //如果此 collection 包含指定的元素，則返回 true。
boolean containsAll(Collectionc) // 如果此 collection 包含指定 collection 中的所有元素，則返回 true。
boolean equals(Object element) // 比較此 collection 與指定對象是否相等。
boolean isEmpty() // 如果此collection 不包含元素，則返回 true。
Iterator<E> iterator() // 返回在此 collection 的元素上進行迭代的迭代器。
boolean remove(Object element) // 從此 collection 中移除指定元素的單個實例，如果存在的話。
boolean removeAll(Collection c) // 移除此 collection 中那些也包含在指定 collection 中的所有元素。
boolean retainAll(Collection<?> c) //僅保留此 collection 中那些也包含在指定 collection 的元素。
int size()//返回此 collection 中的元素數。
Object[] toArray()//返回包含此collection 中所有元素的數組。
<T>T[] toArray(T[] a) // 返回包含此collection 中所有元素的數組；返回數組的運行時類型與指定數組的運行時類型相同。
【程序示例】：
public class Name {
private String firstName;
private String lastName;
public Name(StringfirstName, String lastName) {
this.firstName = firstName;
this.lastName = lastName;
}
public StringgetFirstName() {
return firstName;
}
public StringgetLastName() {
return lastName;
}
public String toString(){
return firstName + " " + lastName;
}
}
import java.util.*;
public class ArrayListDemo {
public static void main(String[]args) {
Collection c= new ArrayList();
c.add("hello");
c.add(new Name("f1","l1"));
c.add(100);
System.out.println(c.size());
System.out.println(c); //調用toString方法
}
}
【運行結果】：3
[hello, f1 l1, 100]
9.1.1 List接口
List接口：（有順序、可重複）
List接口是Collection的子接口，實現List接口的容器類中的元素是有順序，而且可以重複。
List容器中的元素都對應一個整數型的序號記載其在容器中的位置，可以根據序號存取容器中的元素。
實現類：ArrayList和LinkedList
ArrayList（重點）:（類似數組）
【特點】可以添加重複值、可以添加null、元素下標和添加的順序相符合、允許通過下標訪問元素
【常用方法】add(),addAll(),remove(), get(int), set(int ,Object);
【程序示例】
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
list.add("120");
list.add(10); // 自動裝箱
list.add("hello");
System.out.println("list:" + list);//list:[120, 10,hello]
List list2 = new ArrayList();
list2.add("hello");
list2.add(1);
System.out.println("list2:" + list2);//list2:[hello,1]
list.addAll(list2);// 添加一個集合類
System.out.println("list:" + list);//list:[120, 10,hello, hello, 1]
list.add(20);//元素下標和添加的順序相符合,所以20會被放在最後
System.out.println("list:" + list);//list:[120, 10,hello, hello, 1, 20]
list.remove(0);
System.out.println("list:" + list);//list:[10,hello, hello, 1, 20]
/**
* ArrayList允許通過下標訪問集合元素
*/
System.out.println("下標爲2的元素：" + list.get(2));//下標爲2的元素：hello
list.set(1, "world");//把下標爲1的元素設爲"world"
System.out.println("list:" + list);//list:[10,world, hello, 1, 20]
Iteratori = list.iterator();
while (i.hasNext()){
//Object o =i.next();
System.out.print(i.next()+" ");
}
System.out.println();
list.add(null);
System.out.println("list:" + list);
//list:[10, world, hello, 1, 20, null]
}
LinkedList:（類似鏈表）
【特點】：1.添加對列表的頭部和尾部進行操作的方法 2.可以添加null 3.可以添加重複值
【程序示例】
public static void main(String[] args) {
List list = new LinkedList();
list.add("test");
list.add("ynz");
list.add(100);
System.out.println(list);//[test,ynz, 100]
System.out.println(list.get(1));//ynz
list.set(2, "java");//把下標爲2的元素設爲"java"
System.out.println(list);//[test,ynz, java]
LinkedList list2 = new LinkedList();
list2.add("hello");
list2.add(20);
list2.addFirst("first");//在開頭位置加入"first"
list2.addLast("last");//在開頭位置加入"last"
System.out.println(list2);//[first,hello, 20, last]
list.addAll(list2);
System.out.println(list);//[test,ynz, java, first, hello, 20, last]
list2.removeFirst();//刪除第一個元素
list2.removeLast();//刪除第一個元素
System.out.println(list2);//[hello,20]
// peek():返回集合中第一個元素，且不刪除
System.out.println(list2.peek());//hello
System.out.println(list2);//[hello,20]
// poll():返回集合中第一個元素，且刪除此元素
System.out.println(list2.poll());//hello
System.out.println(list2);//[20]
list2.add(null);
list2.add(20);
System.out.println(list2);//[20,null, 20]
}
9.1.2 Set接口
Set接口：（有順序、不可以重複）
Set接口是Collection的子接口，Set接口沒有提供額外的方法，但實現Set接口的容器類中的元素是沒有順序的，而且不可以重複。
實現類：HashSet和TreeSet
HashSet：
【特點】1.可以添加null 2.不允許重複的元素
【常用方法】add(),addAll(), iterator(), remove(),contains()
【程序示例】
public static void main(String[] args) {
Set set1 = new HashSet();
set1.add(100);
set1.add("hello");
set1.add(3.5);
System.out.println("set1:" + set1);// set1:[100,hello, 3.5]
set1.add("hello"); // 相同的元素不會被加入
set1.add(null);
System.out.println("set1:" + set1);// set1:[100,hello, 3.5, null]
Set set2 = new HashSet();
set2.add(1);
set2.add("hello");
System.out.println("set2:" + set2);// set2:[hello,1]
set1.addAll(set2); // 添加一個集合類
System.out.println("set1:" + set1);// set1:[100,hello, 1, 3.5, null]
set1.remove(3.5); // 刪除某個元素
System.out.println("set1:" + set1);// set1:[100,hello, 1, null]
set1.removeAll(set2); // 刪除一個集合類
System.out.println("set1:" + set1);// set1:[100,null]
/**
* 通過迭代器來遍歷Set
*/
Iterator i = set1.iterator(); // 創建迭代器
System.out.print("set1的元素：");
while (i.hasNext()) {
System.out.print(i.next() + " ");
}
System.out.println();
boolean bool = set1.contains(100);
System.out.println(bool);// true
set1.clear(); // 刪除集合類的所有元素
System.out.println("set1:" + set1);//set1:[]
}
TreeSet:
【特點】1.不允許重複值 2.可以對元素進行排序（升序），元素類型要一致 3.不允許添加null值
【程序示例】
public static void main(String[] args) {
Set set = new TreeSet();
set.add(100);
set.add(120);
System.out.println(set);//[100,120]
TreeSet set2 = new TreeSet();
set2.add(10);
set2.add(120);
set.addAll(set2);
System.out.println(set);//[10,100, 120]
set.add(5);
System.out.println(set);//[5, 10,100, 120]
set.add(20);
System.out.println(set);//[5, 10,20, 100, 120]
// set.add(null); 不能添加null
Iterator i = set.iterator();
while (i.hasNext()) {
System.out.print(i.next()+"");
}
System.out.println();
System.out.println("set中元素的個數:" + set.size());//set中元素的個數:5
}
歷史類(JDK1.0)(瞭解)
ArrayList:Vector
LinkedList:Stack
9.2 Map接口
Map接口
Map接口定義了存儲“鍵（key）-值（value）映射對”的方法。
Map中存放的是key=value對（鍵-值對），可以通過鍵尋找值。(key和value之間用=連接)
Map類中存儲的鍵-值對通過鍵（key）來標識，所以key不能重複，但值可以重複。
實現類：HashMap和TreeMap
HashMap ：（重點）由哈希表實現
1.存放鍵值對 2.鍵不能重複，值可以重複 3.鍵和值都可以爲null
遍歷map的兩種方式：
(1)通過keySet()獲取所有的鍵，通過鍵取值：get(key)
(2)通過entrySet()獲取所有的Map.Entry<K,V>類型的數據，通過每個Map.Entry的getKey，getValue方法來獲取鍵和值
【程序示例】
public static void main(String[] args) {
Map map = new HashMap();
map.put(1, 2000);
map.put(2, 4000);
map.put(3, 2500);
map.put("java", "1578");
map.put(4, "good");
System.out.println(map);//{java=1578,2=4000, 4=good,1=2000, 3=2500}
map.put(2, 5000); //會覆蓋原有的value，因爲key不可以重複
System.out.println(map);//{java=1578,2=5000, 4=good,1=2000, 3=2500}
map.put(5, 2000); // value可以重複
System.out.println(map);
//{java=1578, 2=5000, 4=good, 1=2000, 3=2500, 5=2000}
map.put(null, null); //可以添加null
System.out.println(map);
//{java=1578, 2=5000, 4=good, 1=2000, null=null, 3=2500,5=2000}
/*
* 通過key找value的方法: value get(key);遍歷map
*/
Set keys = map.keySet();// keySet()：返回map中所有鍵的集合
Iterator i = keys.iterator();
while (i.hasNext()) {
Object key = i.next();
System.out.println("value:" + map.get(key));
}
【遍歷map的兩種方法】
public static void main(String[] args) {
Map<Integer, String> map = new HashMap<Integer, String>();
map.put(1, "world");
map.put(2, "String");
map.put(3, "hello");
/**
* 遍歷map的方法(一) keySet(); 找到所有的鍵
*/
Set<Integer> set = map.keySet();
Iterator<Integer> i = set.iterator();
while (i.hasNext()) {
Integer key = i.next();
System.out.println(map.get(key));
}
/*
* 遍歷map的方法(二)Set<Map.Entry<k,V>> entrySet()
* 返回此映射中包含的映射關係的 set 視圖。
*/
Set<Map.Entry<Integer, String>> set2 =map.entrySet();
//Iterator<Map.Entry<Integer, String>> i2=set2.iterator();也可實現
for (Map.Entry<Integer, String> entry : set2) {
Integer key = entry.getKey();
String value = entry.getValue();
System.out.println(key + " =" + value);
}
}
TreeMap：由二叉樹實現
1.存放鍵值對 2.鍵不能重複，值可以重複 3.按鍵的大小進行自動排序(升序) 4.鍵不能爲null，值可以爲null
【程序示例】
public static void main(String[] args) {
Map<String,String> map=new TreeMap<String,String>();
map.put("001", "lilei");
map.put("002", "hanmeimei");
map.put("hello", "nihao");
map.put("good", "morning");
map.put("aaa", "test");
map.put("good", "test");
map.put("003",null);
System.out.println(map);
//{001=lilei, 002=hanmeimei, 003=null, aaa=test,good=test, hello=nihao}
}
歷史集合類：(瞭解)
HashMap：HashTable
TreeMap：Properties
9.3 Iterator接口
Iterator接口： （重點）
主要用於遍歷集合類中的元素；
所有實現了Collection接口的容器類都有一個iterator()方法用以返回一個實現了Iterator接口的對象。
Iterator對象稱作迭代器，用以方便的實現對容器內元素的遍歷操作。
Iterator接口定義瞭如下方法：
boolean hasNext(); //判斷容器內是否還有元素
Object next(); //返回容器內的下一個元素
void remove(); //