20、JAVA进阶——集合（1）

目录

​​一、认识集合​​

​​二、List接口 ​​

​​1、 使用ArrayList类动态存储数据​​

​​2、 使用LinkedList类动态存储数据​​

​​三、Set接口 ​​

​​1、 Set接口概述​​

​​2、 使用HashSet类动态存储数据​​

​​四、Iterator接口​​

​​1、 Iterator接口概述​​

​​2、 使用Iterator遍历集合​​

​​五、Map接口​​

​​1、 Map接口概述​​

​​2、使用HashMap类动态存储数据​​

一、认识集合

        （1）开发应用程序时，如果想存储多个同类型的数据，可以使用数组来实现；但是使用数组存在如下一些明显缺陷：

                -->数组长度固定，不能很好地适应元素数量动态变化的情况。

                -->可通过数组名.length获取数组的长度，却无法直接获取数组中实际存储的元素个数。

                -->数组采用在内存中分配连续空间的存储方式存储，根据元素信息查找时效率比较低，需要多次比较。

        （2）从以上分析可以看出数组在处理一些问题时存在明显的缺陷，针对数组的缺陷，Java提供了比数组更灵活、更实用的集合框架，可大大提高软件的开发效率，并且不同的集合可适用于不同应用场合。

        （3）Java集合框架提供了一套性能优良、使用方便的接口和类，它们都位于java.util包中，其主要内容及彼此之间的关系如下图所示。

Map接口和Collection接口派生而来，其中Collection接口有两个常用的子接口，即List接口和Set接口，所以通常说Java集合框架由3大类接口组成（Map接口、List接口和Set接口）。

二、List接口 

        ~  Collection接口是最基本的集合接口，可以存储一组不唯一、无序的对象。

        ~  List接口继承自Collection接口，是有序集合。用户可以使用索引（下标）访问List接口中的元素，类似于数组。

        ~  List接口中允许存放重复元素，也就是说List可以存放一组不唯一、有序的对象。

        ~  List接口常用的实现类有ArrayList和LinkedList。

1、 使用ArrayList类动态存储数据

        （1）针对数组的一些缺陷，Java集合框架提供了ArrayList集合类，对数组进行了封装，实现了长度可变的数组，而且和数组采用相同的存储方式，在内存中分配连续的空间，如下图所示，所以，经常说ArrayList为动态数组。

        但是它不等同于数组，ArrayList集合中可以添加任何类型的数据，并且添加的数据都将转换成Object类型，而在数组中只能添加同一类型的数据。

//创建3个NewsTitle类对象
    NewsTitle nt1 = new NewsTitle(1001, "新闻一", "作者1");
    NewsTitle nt2 = new NewsTitle(1002, "新闻二", "作者2");
    NewsTitle nt3 = new NewsTitle(1003, "新闻三", "作者3");
    
    //数据准备好了，接下来要准备一个集合容器，使用ArrayList
    ArrayList al = new ArrayList();

        （2）ArrayList类提供了很多方法用于操作数据，下表列出的是ArrayList类的常用方法。

 各方法具体用法代码展示：

//将数据存储到集合中，使用ArrayList类中的add()方法将数据存储到集合中
    al.add(nt1);
    al.add(nt2);
    al.add(nt3);
    al.add(nt2);
    //讲数据存储到集合中的指定位置：add(int index,Object obj)
    al.add(2, nt1);
    
    //接下来对集合中元素的操作，都是通过集合对象名al调用方法来实现
    
    //1）获取集合中的元素个数:size()
    int size =al.size();
    System.out.println("al集合中元素个数："+size);
    
    //2）获取集合中某个指定下标的元素:get(int index)
    //获取集合中的第一个元素
    /*
     * 在NewsTitle类没有重写toString()方法的时候，通过al.get()方法获取集合中元素，直接输出这个元素，得到的是一个地址值
     * 因为直接输出对象和通过对象调用toString(),这个toString()是Object类中的toString()方法，输出的都是地址值
     * 输出地址没有任何意义，所以会在NewsTitle类中重写toString()方法
     * 
     * 因为在NewsTitle类中重写了toString()方法，通过al.get()方法获取集合中的元素，虽然得到的类型是Object类型
     * 但是在输出对象的时候，调用的是NewsTitle类重写后的toString();
     */
    Object obj1 =al.get(0);
    //System.out.println(obj1);
    NewsTitle nt = (NewsTitle)obj1;
    System.out.println(nt);
    
    System.out.println("---------------------------");
    
    //3）遍历集合中的元素
    for(int i =0;i<al.size();i++){
      Object object=al.get(i);
      NewsTitle newsTitle = (NewsTitle)object;
      System.out.println(newsTitle);
    }
    
    //4）判断集合中是否包含某一个元素:contains()
    boolean result1 = al.contains(nt3);
    System.out.println("集合中包含nt3这个元素："+result1);
    
    //5）删除集合中的元素：remove(元素名)/remove(元素下标)
    boolean result2 =al.remove(nt3);
    System.out.println("元素删除成功："+result2);
    
    System.out.println("****************************************");
    
    //删除后使用增强for循环遍历集合
    for(Object object:al){
      NewsTitle newsTitle = (NewsTitle)object;
      System.out.println(newsTitle);
    }
    
    System.out.println("****************************************");
    
    Object obj=al.remove(1);
    System.out.println(obj);
    
    System.out.println("****************************************");
    
    //删除元素后使用迭代器遍历集合:iterator()
    /*
     * Iterator:迭代器，可以将它看成是集合容器
     * 将集合al中得元素转移到了Iterator中
     * 接下来使用hasNext()方法判断Iterator容器中是否有元素，如果有返回true，那么就调用next()方法取出集合中的元素
     * 如果hasNext()方法返回false，说明Iterator容器中没哟元素
     * 
     * 
     */
    Iterator it =al.iterator();
    //从it容器中取出元素
    while(it.hasNext()){
      Object object =it.next();
      NewsTitle ntt = (NewsTitle)object;
      System.out.println(ntt);
    }
    
    //判断集合是否为空:isEmpty()
    boolean result3 =al.isEmpty();
    System.out.println("集合为空："+result3);
    
    System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
    
    //将集合中的元素转换为数组:toArray()
    Object[] objs=al.toArray();
    for (int i = 0; i < objs.length; i++) {
      System.out.println(objs[i]);
    }
    
    //清空集合:clear()
    al.clear();
    System.out.println(al.size());
    System.out.println(al.isEmpty());

         （3）ArrayList集合因为可以使用索引来直接获取元素，所以其优点是遍历元素和随机访问元素的效率比较高。但是由于ArrayList集合采用了和数组相同的存储方式，在内存中分配连续的空间，因此在添加和删除非尾部元素时会导致后面所有元素的移动，这就造成在插入元素、删除元素等操作频繁的应用场景下使用ArrayList会导致性能低下。所以数据操作频繁时，最好使用LinkedList存储数据。

2、 使用LinkedList类动态存储数据

        （1）LinkedList类是List接口的链接列表实现类。它支持实现所有List接口可选的的列表的操作，并且允许元素值是任何数据，包括null。

        （2）LinkedList类采用链表存储方式存储数据，如下图所示，优点在于插入、删除元素时效率比较高，但是LinkedList类的查找效率很低。

        （3）它除了包含ArrayList类所包含的方法之外，还提供了下表所示的一些方法，可以在LinkedList类的首部或尾部进行插入、删除操作。

//获取集合中的第一个元素
    Object obj2=linkList.getFirst();
    NewsTitle ntt2 = (NewsTitle)obj2;
    System.out.println(ntt2);
    //获取集合中的最后一个元素
    Object obj3=linkList.getLast();
    NewsTitle ntt3 = (NewsTitle)obj3;
    System.out.println(ntt3);
    
    //删除集合中的第一个元素和最后一个元素
    System.out.println("删除的第一个元素是："+linkList.removeFirst());
    System.out.println("删除的最后一个元素是："+linkList.removeLast());
    
    System.out.println("集合为空："+linkList.isEmpty());
    linkList.clear();
    System.out.println("集合为空："+linkList.isEmpty());

        （4）除了LinkedList类中特有的方法外，LinkedList类和ArrayList类所包含的大部分方法是完全一样的，这主要是因为它们都是List接口的实现类。由于ArrayList采用和数组一样的连续的顺序存储方式，当对数据频繁检索时效率较高，而LinkedList类采用链表存储方式，当对数据添加、删除或修改比较多时，建议选择LinkedList类存储数据。

三、Set接口 

1、 Set接口概述

        （1）Set接口是Collection接口的另外一个常用子接口，Set接口描述的是一种比较简单的集合。

        （2）集合中的对象并不按特定的方式排序，并且不能保存重复的对象，也就是说Set接口可以存储一组唯一、无序的对象。

        （3）Set接口常用的实现类有HashSet。

2、 使用HashSet类动态存储数据

        （1）HashSet集合的特点如下：

                -->集合内的元素是无序排列的。

                -->HashSet类是非线程安全的。

                -->允许集合元素值为null。

        （2）HashSet类的常用方法如下所示：

        （3）List接口可以使用for循环、增强for循环、迭代器（Iterator接口）三种方式遍历。使用for循环遍历时，通过get()方法取出每个对象，但HashSet类不存在get()方法，所以Set接口无法使用普通for循环遍历。

        （4）Set接口可以使用增强for循环、迭代器（Iterator接口）两种方式遍历。

         代码展示：

package cn.bdqn.demo03;

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;

import cn.bdqn.demo02.NewsTitle;

public class HashSetDemo01 {

  public static void main(String[] args) {
    // 创建3个NewsTitle类对象
    NewsTitle nt1 = new NewsTitle(1001, "新闻1","作者1");
    NewsTitle nt2 = new NewsTitle(1002, "新闻2","作者2");
    NewsTitle nt3 = new NewsTitle(1003, "新闻3","作者3");

    // 数据准备好了，接下来要准备一个集合容器，使用
    HashSet hs = new HashSet();
    
    //将元素存储到集合中
    hs.add(nt1);
    hs.add(nt2);
    hs.add(nt3);
    hs.add(nt2);
    
    //获取集合中元素个数
    int size = hs.size();
    System.out.println("集合元素个数："+size);
    
    //获取集合中的元素,Set集合是无序的，所以里面没有get(下标)方法获取元素
    for(Object object:hs){
      NewsTitle newsTitle = (NewsTitle)object;
      System.out.println(newsTitle);
    }
    
    System.out.println("--------------------使用迭代器遍历集合----------------");
    
    //可以通过迭代器来遍历元素
    Iterator it =hs.iterator();
    while(it.hasNext()){
      Object object = it.next();
      NewsTitle newsTitle = (NewsTitle)object;
      System.out.println(newsTitle);
    }
    
  }

}

四、Iterator接口

1、 Iterator接口概述

        （1）Iterator接口表示对集合进行迭代的迭代器。Iterator接口为集合而生，专门实现集合的遍历。

        （2）凡是由于Collection接口派生而来的接口或者类，都实现了iterator()方法，iterator()方法返回一个Iterator对象。

        （3）Iterator接口主要有如下两个方法：

                -->hasNext()：判断是否存在在一个可访问的元素，如果仍有元素可以迭代，则返回true。

                -->next()：返回要访问的下一个元素。

2、 使用Iterator遍历集合

Iterator it = list.iterator(); //获取集合迭代器Iterator

while(it.hashNext()){ //通过迭代器依次输出集合中所有元素的信息

    Object obj = it.next();

}

五、Map接口

1、 Map接口概述

（1）Map接口存储一组成对的键（key）——值（value）对象，提供key到value的映射，通过key来检索。

（2）Map接口中的key不要求有序，不允许重复。value同样不要求有序，但允许重复。

（3）Map接口的常用方法如下：

2、使用HashMap类动态存储数据

（1）Map接口中存储的数据都是键——值对，最常用的Map的实现类是HashMap，其优点是查询元素效率高。

（2）遍历HashMap集合时可以遍历键集和值集，有for循环遍历、增强for循环遍历和迭代器（Iterator接口）遍历三种方式。

        代码展示：

package cn.bdqn.demo04;

import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

public class HashMapDemo01 {

  public static void main(String[] args) {
    //准备HashMap容器
    HashMap hm = new HashMap();
    
    //使用put()方法将一个人的英文名和中文名存储到集合中
    hm.put("Jack", "张三");
    hm.put("Dave", "李四");
    hm.put("Lucy", "露丝");
    hm.put("Lily", "丽丽");
    hm.put("Jony", "吉莉");
    
    //获取集合中元素个数
    int size = hm.size();
    System.out.println("集合元素个数："+size);
    
    //通过键获取键对应的值
    Object object =hm.get("Lily");
    String value1 = (String)object;
    System.out.println("Lily对应的中文名："+value1);
    
    //通过键来删除键值对
    Object object2 =hm.remove("Lily");
    String value2 = (String)object2;
    System.out.println("你删除的Lily对应的值是："+value2);
    System.out.println(hm.size());
    
    //判断集合中是否包含指定的键/值
    System.out.println(hm.containsKey("Dave"));
    System.out.println(hm.containsKey("Lily"));
    System.out.println(hm.containsValue("丽丽"));
    
    System.out.println("--------------------");
    
    //获取集合中所有的键
    Set keys=hm.keySet();
    for (Object obj :keys) {
      String key = (String)obj;
      System.out.println(key);
    }
    
    System.out.println("--------------------");
    
    //获取值的集合
    Collection values =hm.values();
    Iterator it =values.iterator();
    while(it.hasNext()){
      Object obj2 =it.next();
      String value = (String)obj2;
      System.out.println(value);
    }

  }

}

（3）map集合的第3种遍历方式：map.entrySet()方法

//map集合的第3种遍历方式
    Set keyValues=map.entrySet();
    for(Object obje:keyValues){
      Map.Entry me =(Map.Entry)obje;
      //获取键
      Object ob1 = me.getKey();
      String key = (String)ob1;
      //获取值
      Object ob2 =me.getValue();
      Student student = (Student)ob2;
      System.out.println(key+"对应的学生："+student);
    }