第十一章：Java集合

2023-09-19 18:19:34

目录

11.1：java集合框架概述

11.2：Collection接口方法

11.3：Iterator迭代器接口

11.4：Collection子接口一：List

11.5：Collection子接口二：Set

11.6：Map接口

11.7：Collections工具类

11.8：增强for循环

11.1：java集合框架概述

        Java集合可以分为Collection和Map两种体系

                Collection接口：单列数据，定义了存取一组对象的方法的集合

                        List：元素有序、可重复的集合

                        Set：元素无序、不可重复的集合

                Map接口：双列数据，保存具有映射关系"key-value对"的集合

11.2：Collection接口方法
package com.jiayifeng.java;

import org.junit.Test;

import java.util.*;

/**
 * author 爱编程的小贾
 * create 2023-09-19 15:34
 *
 * 一：集合框架的概述
 *      1.集合、数组都是对多个数据进行存储操作的结构，简称Java容器
 *        说明：此时的存储，主要指的是内存层面的存储，不涉及持久化的存储(.txt,.jpg,.avi,数据库中)
 *
 *      2.数组在存储多个数据方面的特点：
 *          ①一旦初始化后，其长度就确定了
 *          ②一旦定义好后，其元素的类型就确定了，我们也就只能操作指定类型的数据了
 *
 *      3.数组在存储多个数据方面的缺点：
 *          ①一旦初始化后，其长度就不可以修改
 *          ②数组中提供的方法非常有限，对于添加、删除、插入数据等操作，非常不便，同时效率不高
 *          ③获取数组中实际元素的个数的需求，数组没有现成的属性或方法可以调用
 *          ④数组存储数据的特点：有序、可重复。对于无序、不可重复的需求，不可满足
 *
 * 二：集合框架
 *          |----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
 *              |----List接口：存储有序的、可重复的数据 ->"动态"数组
 *                  |----ArrayList、LinkedList、Vector
 *              |----Set接口：存储无序的、不可重复的数据 ->高中讲的“集合”
 *                  |----HashSet、LinkedHashSet、TreeSet
 *
 *          |----Map接口：双列集合，用来存储一对一对的数据 ->高中函数：y = f(x)
 *                  |----HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、HashTable、Properties
 *
 * 三：Collection接口中方法的使用
 *      向Collection接口的实现类的对象中添加数据obj时，要求obj所在类要重写equals()
 *
 */
public class CollectionTest {
    @Test
    public void test() {
        Collection coll = new ArrayList();

//        add(Object e)：将元素e添加到集合coll中
        coll.add("AA");
        coll.add("BB");
        coll.add("123");//自动装箱
        coll.add(new Date());

//        size()：获取添加的元素的个数
        System.out.println(coll.size());//4

//        addAll(Collection coll1)：将coll1集合中的元素添加到当前的集合中
        Collection coll1 = new ArrayList();
        coll1.add(456);
        coll1.add("CC");
        coll.addAll(coll1);

        System.out.println(coll.size());//6
        System.out.println(coll);//[AA, BB, 123, Tue Sep 19 16:19:49 CST 2023, 456, CC]

//        clear()：清空集合元素
        coll.clear();

//        isEmpty()：判断当前集合是否为空
        System.out.println(coll.isEmpty());//true
    }

    @Test
    public void test1(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new String());
        coll.add(false);
        coll.add(new Person("Jerry",20));

//        contains(Object obj)：判断当前集合中是否包含obj
//        我们在判断时会调用obj对象所在类的equals()
        boolean contains = coll.contains(123);
        System.out.println(contains);//true

        System.out.println(coll.contains(new String()));//false
        System.out.println(coll.contains(new Person("Jerry",20)));//false->true

//        containsAll(Collection coll1)：判断形参coll1中所有元素是否都存在于当前集合中
        Collection coll1 = Arrays.asList(123,456);
        System.out.println(coll.containsAll(coll1));//true
    }

    @Test
    public void test2() {
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry", 20));
        coll.add(new String());
        coll.add(false);

//        remove(Object obj)：从当前集合中移除obj元素
        coll.remove(123);
        System.out.println(coll);

//        removeAll(Collection coll1)：从当前集合中移除coll1中所有的元素
        Collection coll1 = Arrays.asList(123, 456);
        coll.removeAll(coll1);
        System.out.println(coll);
    }

    @Test
    public void test3(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
//        coll.add(new String());
        coll.add(false);

//        retainAll(Collection coll1)：交集：获取当前集合和coll1集合的交集，并返回给当前集合
//        Collection coll1 = Arrays.asList(123,456,789);
//        coll.retainAll(coll1);
//        System.out.println(coll);//[123, 456]

//        equals(Object obj)：判断当前集合和形参集合的元素是否相同，若相同，则返回true
        Collection coll1 = new ArrayList();
        coll1.add(123);
        coll1.add(456);
        coll1.add(new Person("Jerry",20));
//        coll1.add(new String());
        coll1.add(false);
        System.out.println(coll.equals(coll1));//true
    }

    @Test
    public void Test4(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String());
        coll.add(false);

//        hashCode()：返回当前对象的哈希值
        System.out.println(coll.hashCode());

//        toArray()：集合 ---> 数组
        Object[] array = coll.toArray();
        for(int i = 0;i < array.length;i++){
            System.out.println(array[i]);//
        }

//        拓展：数组 ---> 集合：调用Arrays类的静态方法asList()
        List<String> list = Arrays.asList(new String[]{"AA", "BB", "CC"});
        System.out.println(list);
    }
}

package com.jiayifeng.java;

import java.util.Objects;

/**
 * author 爱编程的小贾
 * create 2023-09-19 17:34
 */
public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(){

    }

    public Person(String name,int age){
        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 boolean equals(Object o) {
        System.out.println("Person equals()....");
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
    }

//    @Override
//    public int hashCode() {
//        return Objects.hash(name, age);
//    }
}
11.3：Iterator迭代器接口
package com.jiayifeng.java;

import org.junit.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

/**
 * author 爱编程的小贾
 * create 2023-09-21 14:42
 *
 * 一：集合元素的遍历操作，使用迭代器Iterator接口
 *      1.定义：提供一种方法访问一个容器(container)对象中各个元素，而又不暴露该对象的内部细节
 *      2.内部的方法：hasNext()和next()
 *      3.集合对象每次调用Iterator()方法前都会得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前
 *      4.内部定义了remove(),可以在遍历的时候，删除集合中的元素。此方法不同于集合直接调用remove()
 */
public class IteratorTest {
    @Test
    public void Test1(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        Iterator iterator = coll.iterator();
//        方式一：
        System.out.println(iterator.next());//123

//        方式二：不推荐
//        for(int i = 0;i < coll.size();i++){
//            System.out.println(iterator.next());
//        }

//        方式三：推荐
        while(iterator.hasNext()){//hasNext()：判断是否还有下一个元素
            System.out.println(iterator.next());//next()：①指针下移②将下移以后集合位置上的元素返回
        }
    }

    @Test
    public void test2(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

//        错误方式一：
        Iterator iterator = coll.iterator();
        while((iterator.next()) != null){
            System.out.println(iterator.next());
//            java.util.NoSuchElementException

//            错误方式二：
            while(coll.iterator().hasNext()){
                System.out.println(coll.iterator().next());
            }
        }
    }

//    测试Iterator中的remove()
//    如果还未调用next()或在上一次调用next方法以后已经调用了remove方法，
//    再次调用remove都会报IllegalStateException
    @Test
    public void test3(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

//        删除集合中"Tom"
        Iterator iterator = coll.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            Object obj = iterator.next();
            if("Tom".equals(obj)){
                iterator.remove();
            }
        }
        iterator = coll.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}
11.4：Collection子接口一：List
package com.jiayifeng.java1;

import com.jiayifeng.java.Person;
import org.junit.Test;

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

/**
 * author 爱编程的小贾
 * create 2023-09-21 16:48
 *
 * 一：List框架结构
 *      1.|----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
*                 |----List接口：存储有序的、可重复的数据 ->"动态"数组，替换原有的数组
 *                     |----ArrayList：作为List接口的主要实现类；线程不安全的，效率高；底层使用Object[] elementData存储
 *                     |----LinkedList：对于频繁的插入、删除操作，使用此类效率比ArrayList高；底层使用双向循环链表存储
 *                     |----Vector：作为List接口的古老实现类；线程安全的，效率低；底层使用Object[] elementData存储
 *
 *      2.面试题：ArrayList、LinkedList、Vector三者的异同？
 *          ①同：三个类都是实现List接口，存储数据的特点相同：存储有序的、可重复的数据
 *          ②不同：见上
 *
 *      3.ArrayList的源码分析：
 *                           ①jdk 7的情况下
 *          ArrayList List = new ArrayList();//底层创建了长度是10的Object[]数组elementData
 *          list.add(123);//elementData[0] = new Integer(123);
 *          ...
 *          list.add(11);//如果此次的添加导致底层elementData数组容量不够，则扩容
 *          默认情况下，扩容为原来的1.5倍，同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中
 *
 *          结论：建议开发中使用带参的构造器：ArrayList list = new ArrayList(int capacity)
 *                           ②jdk 8的情况下的变化
 *          ArrayList List = new ArrayList();//底层Object[] elementData初始化为{},并没有创建长度为10的数组
 *          list.add(123)//第一次调用add()时，底层才创建了长度为10的数组，并将数据123添加到elementData[0]
 *          ...
 *          后续的添加与扩容操作与jdk 7.0无异
 *                           ③jdk 7中的ArrayList的对象的创建类类似于单例的饿汉式，而jdk 8中的ArrayList的对象的创建
 *          类似于单例的懒汉式，延迟了数组的创建，节省内存
 *
 *     4.LinkedList的源码分析：
 *          LinkedList list = new LinkedList();//内部声明了Node类型的first和last属性，默认值为null
 *          list.add(123);//将123封装到Node中，创建了Node对象
 *
 *     5.Vector的源码的分析：
 *          jdk 7和jdk 8中通过Vector()构造器创建对象时，底层都创建了长度为10的数组
 *          在扩容方面，默认扩容为原来数组长度的2倍
 *
 *     6.List接口中的常用方法
 *          增：add(Object obj)
 *          删：remove(int index) / remove(Object obj)
 *          改：set(int index,Object ele)
 *          查：get(int index)
 *          插：add(int index,Object ele)
 *          长度：size()
 *          遍历：①Iterator迭代器方式
 *               ②增强for循环
 *               ③普通的循环
 */
public class ListTest {
    @Test
    public void test2(){
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(456);
        list.add("AA");

//        方式一：Iterator迭代器方式
        Iterator iterator = list.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
        System.out.println("******************");

//        方式二：增强for循环
        for(Object obj : list){
            System.out.println(obj);
        }
        System.out.println("******************");

//        方式三：普通for循环
        for(int i = 0;i < list.size();i++){
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }

    @Test
    public void test1(){
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(456);
        list.add("AA");
        list.add(new Person("Tom",12));
        list.add(456);

        System.out.println(list);//[123, 456, AA, Person{name='Tom', age=12}, 456]

//        add(int index,Object ele)：在index位置插入ele元素
        list.add(1,"BB");
        System.out.println(list);//[123, BB, 456, AA, Person{name='Tom', age=12}, 456]

//        boolean addAll(int index,Collection eles)：从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
        List list1 = Arrays.asList(1,2,3);
        list.addAll(list1);
        System.out.println(list);//[123, BB, 456, AA, Person{name='Tom', age=12}, 456, 1, 2, 3]
        System.out.println(list.size());//9

//        Object get(int index)：获取指定index位置的元素
        System.out.println(list.get(0));//123

//        int indexOf(Object obj)：返回obj在集合中首次出现的位置；如果不存在，返回-1
        System.out.println(list.indexOf(456));//2

//        int lastIndexOf(Object obj)：返回obj在当前集合中最后一次出现的位置；如果不存在，返回-1
        System.out.println(list.lastIndexOf(456));//5

//        Object remove(int index)：移除指定index位置的元素，并返回此元素
        Object obj = list.remove(0);
        System.out.println(obj);//123
        System.out.println(list);//[BB, 456, AA, Person{name='Tom', age=12}, 456, 1, 2, 3]

//        Object set(int index,Object ele)：设置指定index位置的元素为ele
        list.set(1,"CC");
        System.out.println(list);

//        List subList(int fromIndex,int toIndex)：返回从fromIndex到toIndex位置的左闭右开子集和
        System.out.println(list.subList(2,4));//[AA, Person{name='Tom', age=12}]
    }
}
11.5：Collection子接口二：Set
11.6：Map接口
11.7：Collections工具类
11.8：增强for循环
package com.jiayifeng.java;

import org.junit.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

/**
 * author 爱编程的小贾
 * create 2023-09-21 16:32
 *
 * 一：jdk 5.0新增了foreach循环，用于遍历数组、集合
 */
public class ForTest {
    @Test
    public void test1(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

//        for(集合元素的类型 局部变量 : 集合对象)
//        内部仍然调用了迭代器
        for(Object obj : coll){
            System.out.println(obj);
        }
    }

    @Test
    public void test2(){
//        遍历数组
        int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5,6};
        for(int i : arr){
            System.out.println(i);
        }
    }

    @Test
    public void test3(){
        String[] arr = new String[]{"MM","MM","MM"};
//        方式一：普通for赋值
//        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
//            arr[i] = "GG";
//        }

//        方式二：增强for循环
        for(String s : arr){
            s = "GG";
        }

        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }
}
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