JAVA核心：集合类

骑猪看日落 2022-12-28 01:41 207阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  1. 集合类概述
 *  2. Collection 接口
 *  3. List集合
 *   *  3.1 List接口
     *  3.2 List接口的实现类
 *  4. set 集合
 *   *  4.1 TreeSet
     *  4.2 HashSet
 *  5. Map集合
 *   *  5.1 Map接口
 *  5.2 Map接口的实现类

# 1. 集合类概述 #

Java语言的`java.util`包中提供了一些集合类，这些集合类又被称为容器。提到容器不难会想到数组，集合类与数组不同之处是，数组的长度是固定的，集合的长度是可变的；数组用来存放基本类型的数据，集合用来存放对象的引用。常用的集合有List集合、Set集合、Map集合，其中List与Set实现了Collection接口。各接口还提供了不同的实现类。  
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# 2. Collection 接口 #

Collection接口是层次结构中的根接口。构成Collection的单位，被称之为元素。Collection接口通常不能直接使用，但该接口提供了添加元素、删除元素、管理数据的方法。由于List接口与Set接口都继承了Collection接口，因此这些方法对List集合与Set集合是通用的。  
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import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collection;
    import java.util.Iterator;
    
    public class Demo {
        
    	public static void main(String[] args) {
        
    		Collection c = new ArrayList();
    		System.out.println("集合是否为空：" + c.isEmpty() + "，集合长度：" + c.size());
    
    		c.add("你好");
    		c.add(3.14);
    		c.add(new Object());
    		System.out.println("集合是否为空：" + c.isEmpty() + "，集合长度：" + c.size());
    
    		c.remove(3.14);
    		System.out.println("集合是否为空：" + c.isEmpty() + "，集合长度：" + c.size());
    
    		Iterator it = c.iterator();
    		while (it.hasNext()) {
        
    			Object o = it.next();
    			System.out.println(o);
    		}
    	}
    }

运行结果：

集合是否为空：true，集合长度：0
    集合是否为空：false，集合长度：3
    集合是否为空：false，集合长度：2
    你好
    java.lang.Object@4361bd48

# 3. List集合 #

List集合包括List接口及List接口的所有实现类。List集合中的元素允许重复，各元素的顺序就是对象插入的顺序。用户可以通过使用索引来访问集合中的元素。

## 3.1 List接口 ##

List接口继承了Collection接口，因此包含Collection中的所有方法，此外，List接口还定义了以下两个非常重要的方法。

*  get(int index)：获得指定索引位置的元素。
 *  set(int index , Object obj)：将集合中指定索引位置的对象修改为指定的对象。

## 3.2 List接口的实现类 ##

List接口的常用实现类有`ArrayList`与`LinkedList`。

`ArrayList`类实现了可变的数组，允许所有元素，包括null，并可以根据索引位置对集合进行快速的随机访问。缺点是向指定的索引位置插入对象或删除对象的速度较慢。

`LinkedList`类采用链表结构保存对象。这种结构的优点是便于向集合中插入和删除对象，需要向集合中插入、删除对象时，使用LinkedList类实现的List集合的效率较好；但对于随机访问集合中的对象，使用LinkedList类实现List集合的效率较慢。  
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![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzQyNTc0MDY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzQyNTc0MDY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
使用List集合时通常声明为List类型，可通过不同的实现类来实例化集合。  
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import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    public class Demo {
        
    	public static void main(String[] args) {
        
    		List list = new ArrayList();
    		list.add("清明时节雨纷纷");
    		list.add("孤家寡人欲断魂");
    		list.add("借问美女何处有");
    		list.add("牧童遥指三里屯");
    
    		list.remove(1);
    		list.add(1, "我插一句……");
    		list.set(1, "这句话我改了");
    		list.add("牧童遥指三里屯");
    		list.add("牧童遥指三里屯");
    		list.add("牧童遥指三里屯");
    
    		list.add(null);
    
    		for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
        
    			System.out.println("list索引为" + i + "的元素：" + list.get(i));
    		}
    
    		System.out.println(list.size());
    
    	}
    }

运行结果：

list索引为0的元素：清明时节雨纷纷
    list索引为1的元素：这句话我改了
    list索引为2的元素：借问美女何处有
    list索引为3的元素：牧童遥指三里屯
    list索引为4的元素：牧童遥指三里屯
    list索引为5的元素：牧童遥指三里屯
    list索引为6的元素：牧童遥指三里屯
    list索引为7的元素：null
    8

# 4. set 集合 #

Set集合中的对象不按特定的方式排序，只是简单地把对象加入集合中，但Set集合中不能包含重复对象。Set集合由Set接口和Set接口的实现类组成。Set接口继承了Collection接口，因此包含Collection接口的所有方法。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzQyNTc0MDY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]

## 4.1 TreeSet ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzQyNTc0MDY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]  
首先创建一个Person类：

public class Person implements Comparable {
        
    
    	int id;
    	int age;
    	String name;
    
    	public Person(int id, int age, String name) {
        // 点击Source->Generate Constructor using Fields
    		super();
    		this.id = id;
    		this.age = age;
    		this.name = name;
    	}
    
    	@Override
    	public String toString() {
        // 点击Source->Generate toString()
    		return "Person [id=" + id + ", age=" + age + ", name=" + name + "]";
    	}
    
    	@Override
    	public int compareTo(Object o) {
        
    		Person p;
    		if (o instanceof Person) {
        
    			p = (Person) o;
    		} else {
        
    			return -1;// 代表传入的参数比我本身小
    		}
    		int diff = this.id - p.id;
    		if (diff != 0) {
        
    			diff = diff / Math.abs(diff);// 差值除以本身绝对值，可以得到+1或-1
    		}
    		return diff;
    	}
    
    }

然后创建一个Demo类：

import java.util.Iterator;
    import java.util.Set;
    import java.util.TreeSet;
    
    public class Demo {
        
    	public static void main(String[] args) {
        
    		Set set = new TreeSet();
    		Person p1 = new Person(1, 18, "小明");
    		Person p2 = new Person(2, 5, "大壮");
    		Person p3 = new Person(3, 20, "阿强");
    
    		set.add(p1);
    		set.add(p2);
    		set.add(p3);
    		set.add(p1);// 重复的元素不会被添加到集合中
    //		set.add(null);// TreeSet不能添加null值
    		System.out.println(set.size());
    
    		Iterator it = set.iterator();
    		while (it.hasNext()) {
        
    			System.out.println(it.next());
    		}
    
    	}
    }

得到结果：

3
    Person [id=1, age=18, name=小明]
    Person [id=2, age=5, name=大壮]
    Person [id=3, age=20, name=阿强]

可以看到，这里是根据id进行排序的。如果需要按照年龄排序，可以如下操作：

@Override
    	public int compareTo(Object o) {
        
    		Person p;
    		if (o instanceof Person) {
        
    			p = (Person) o;
    		} else {
        
    			return -1;// 代表传入的参数比我本身小
    		}
    		int diff = this.age - p.age;
    		if (diff != 0) {
        
    			diff = diff / Math.abs(diff);// 差值除以本身绝对值，可以得到+1或-1
    		}
    		return diff;
    	}

将其中的id改为age即可，得到结果：

3
    Person [id=2, age=5, name=大壮]
    Person [id=1, age=18, name=小明]
    Person [id=3, age=20, name=阿强]

## 4.2 HashSet ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzQyNTc0MDY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]  
创建Person类：

public class Person {
        
    	int id;
    	String name;
    
    	public Person(int id, String name) {
        
    		super();
    		this.id = id;
    		this.name = name;
    	}
    
    	@Override
    	public String toString() {
        
    		return "Person [id=" + id + ", name=" + name + "]";
    	}
    
    	@Override
    	public int hashCode() {
        // Source->Generate hashCode() and equals() 注意只勾选id
    		final int prime = 31;
    		int result = 1;
    		result = prime * result + id;
    		return result;
    	}
    
    	@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 (id != other.id)
    			return false;
    		return true;
    	}
    
    }

创建Demo类：

import java.util.HashSet;
    import java.util.Iterator;
    import java.util.Set;
    
    public class Demo {
        
    	public static void main(String[] args) {
        
    		Set set = new HashSet();
    		Person p1 = new Person(1, "小明");
    		Person p2 = new Person(2, "大壮");
    		Person p3 = new Person(3, "阿强");
    		Person p4 = new Person(2, "大壮");
    
    		set.add(p1);
    		set.add(p2);
    		set.add(p3);
    //		set.add(null);// 与TreeSet不同，HashSet可以添加null
    
    //		p2.id = 5;
    //		set.remove(p2);// id为5的hashCode，导致删除无效
    
    		p2.name = "奥特曼";
    		set.remove(p2);
    
    		set.add(p4);
    
    		System.out.println("集合的长度：" + set.size());
    
    		Iterator it = set.iterator();
    		while (it.hasNext()) {
        
    			System.out.println(it.next());
    		}
    
    	}
    }

运行结果：

集合的长度：3
    Person [id=1, name=小明]
    Person [id=2, name=大壮]
    Person [id=3, name=阿强]

**Hash算法比较复杂，建议回看原视频。**

# 5. Map集合 #

Map集合没有Collection接口，其提供的是Key到value的映射。Map中不能包含相同的key，每个key只能映射一个value。key还决定了存储对象在映射中的存储位置，但不时有key对象本身决定的，而是通过一种“散列技术”进行处理，产生一个散列码的整数值。散列码通常用作一个偏移量，该偏移量对应分配给映射的内存区域的起始位置，从而确定存储对象在映射中的存储位置。Map集合包括Map接口以及Map接口的所有实现类。

## 5.1 Map接口 ##

Map接口提供了将key映射到值的对象。一个映射不能包含重复的key，每个key最多只能映射到一个值。Map接口中同样提供了集合的常用方法，除此之外还包括如下表所示的常用方法。  
![在这里插入图片描述][20201213205746839.png]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzQyNTc0MDY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]

import java.util.Collection;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Iterator;
    import java.util.Map;
    import java.util.Set;
    
    public class UpdateStu {
        
    	public static void main(String[] args) {
        
    		Map<String, String> map = new HashMap<>();// 创建Map实例
    		map.put("01", "李同学");// 向集合中添加对象
    		map.put("02", "魏同学");
    		Set<String> set = map.keySet();// 构建Map集合中所有key对象的集合
    		Iterator<String> it = set.iterator();
    		System.out.println("key集合中的元素：");
    		while (it.hasNext()) {
        // 遍历集合
    			System.out.println(it.next());
    		}
    		Collection<String> coll = map.values();// 构建Map集合中所有value对象的集合
    		it = coll.iterator();
    		System.out.println("value集合中的元素：");
    		while (it.hasNext()) {
        // 遍历集合
    			System.out.println(it.next());
    		}
    
    	}
    
    }

运行结果：

key集合中的元素：
    01
    02
    value集合中的元素：
    李同学
    魏同学

# 5.2 Map接口的实现类 #

Map接口常用的实现类有`HashMap`和`TreeMap`。建议使用HashMap类实现Map集合，因为由HashMap类实现的Map集合对于添加和删除映射关系效率更高。HashMap是基于哈希表的Map接口的实现，HashMap通过哈希码对其内部的映射关系进行快速查找；而TreeMap中的映射关系存在一定的顺序，如果希望Map集合中的对象也存在一定的顺序，应该使用TreeMap类实现Map集合。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzQyNTc0MDY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzQyNTc0MDY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]  
首先创建Emp类：

public class Emp {
        
    	private String e_id;
    	private String e_name;
    
    	public Emp(String e_id, String e_name) {
        
    		this.e_id = e_id;
    		this.e_name = e_name;
    	}
    
    	public String getE_id() {
        
    		return e_id;
    	}
    
    	public void setE_id(String e_id) {
        
    		this.e_id = e_id;
    	}
    
    	public String getE_name() {
        
    		return e_name;
    	}
    
    	public void setE_name(String e_name) {
        
    		this.e_name = e_name;
    	}
    
    }

在创建MapText类：

import java.util.HashMap;
    import java.util.Iterator;
    import java.util.Map;
    import java.util.Set;
    import java.util.TreeMap;
    
    public class MapText {
        
    	public static void main(String[] args) {
        
    		Map<String, String> map = new HashMap<>();// 由HashMap实现的Map对象
    
    		Emp emp = new Emp("351", "张雨绮");// 创建emp对象
    		Emp emp2 = new Emp("512", "李健");
    		Emp emp3 = new Emp("853", "王源");
    		Emp emp4 = new Emp("125", "尼古拉斯赵四");
    		Emp emp5 = new Emp("341", "黄贯中");
    
    		map.put(emp4.getE_id(), emp4.getE_name());// 将对象添加到集合中
    		map.put(emp5.getE_id(), emp5.getE_name());
    		map.put(emp.getE_id(), emp.getE_name());
    		map.put(emp2.getE_id(), emp2.getE_name());
    		map.put(emp3.getE_id(), emp3.getE_name());
    
    		Set<String> set = map.keySet();// 获取Map集合中的key对象集合
    		Iterator<String> it = set.iterator();
    		System.out.println("HashMap类实现的Map集合，无序：");
    		while (it.hasNext()) {
        
    			String str = (String) it.next();
    			String name = (String) map.get(str);
    			System.out.println(str + " " + name);
    
    		}
    		TreeMap<String, String> treemap = new TreeMap<>();// 创建TreeMap集合对象
    		treemap.putAll(map);
    		Iterator<String> iter = treemap.keySet().iterator();
    		System.out.println("TreeMap类实现的Map集合，键对象升序：");
    		while (iter.hasNext()) {
        
    			String str = (String) iter.next();
    			String name = (String) treemap.get(str);
    			System.out.println(str + " " + name);
    		}
    
    	}
    
    }

运行结果：

HashMap类实现的Map集合，无序：
    341 黄贯中
    125 尼古拉斯赵四
    512 李健
    853 王源
    351 张雨绮
    TreeMap类实现的Map集合，键对象升序：
    125 尼古拉斯赵四
    341 黄贯中
    351 张雨绮
    512 李健
    853 王源

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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzQyNTc0MDY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201213192547797.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzQyNTc0MDY5,size_16,color_FFFFFF,t_70
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