集合体系结构
集合体系图
在最顶层的父接口Collection中一定定义了所有子类集合的共同属性和方法,因此我们首先需要学习Collection中共性方法,然后再去针对每个子类集合学习它的特有方法
集合的体系结构:
* 由于不同的数据结构(数据的组织,存储方式),所以Java为我们提供了不同的集合,
* 但是不同的集合他们的功能都是相似,不断的向上提取,将共性抽取出来,这就是集合体系结构形成的原因
*
* 体系结构:
* 怎么学习?最顶层开始学习,因为最顶层包含了所有的共性
* 怎么使用?使用最底层,因为最底层就是具体的实现
Collection中的常用功能
boolean add(Object e): 向集合中添加元素
void clear():清空集合中所有元素
boolean contains(Object o):判断集合中是否包含某个元素
boolean isEmpty():判断集合中的元素是否为空
boolean remove(Object o):根据元素的内容来删除某个元素
int size():获取集合的长度
Object[] toArray():能够将集合转换成数组并把集合中的元素存储到数组中
迭代器
java中提供了很多个集合,它们在存储元素时,采用的存储方式不同。我们要取出这些集合中的元素,可通过一种通用的获取方式来完成。
Collection集合元素的通用获取方式:在取元素之前先要判断集合中有没有元素,如果有,就把这个元素取出来,继续在判断,如果还有就再取出出来。一直把集合中的所有元素全部取出。这种取出方式专业术语称为迭代。
集合中把这种取元素的方式描述在Iterator接口中。Iterator接口的常用方法如下
hasNext()方法:判断集合中是否有元素可以迭代
next()方法:用来返回迭代的下一个元素,并把指针向后移动一位。
并发修改异常
并发修改异常产生原因:
当使用迭代器遍历集合的时候,使用了集合中的 增加/删除 方法,导致并发修改异常产
并发修改异常解决方案:
A:不使用迭代器遍历集合,就可以在遍历的时候使用集合的方法进行增加或删除(普通for循环)
B:依然使用迭代器遍历,那么就需要使用Iterator的子接口ListIterator来实现向集合中添加 ListIterator it = collection.ListIterator();
It.add(Object);
泛型
在前面学习集合时,我们都知道集合中是可以存放任意对象的,只要把对象存储集合后,那么这时他们都会被提升成Object类型。当我们在取出每一个对象,并且进行相应的操作,这时必须采用类型转换。
泛型的使用
当类上定义<>的时候就可以使用泛型,例如ArrayList类的定义:
Class ArrayList<E>,那么我们在创建ArrayList对象的时候就可以指定<>中E的类型
ArrayList<String> al=new ArrayList<String>(),那么String就把E替换掉了
使用集合存储自定义对象并遍历
* 由于集合可以存储任意类型的对象,当我们存储了不同类型的对象,就有可能在转换的时候出现类型转换异常,
* 所以java为了解决这个问题,给我们提供了一种机制,叫做泛型
*
* 泛型:是一种广泛的类型,把明确数据类型的工作提前到了编译时期,借鉴了数组的特点
* 泛型好处:
* 避免了类型转换的问题
* 可以减少黄色警告线
* 可以简化我们代码的书写
*
* 什么时候可以使用泛型?
* 问API,当我们看到<E>,就可以使用泛型了
增强for
增强for循环是JDK1.5以后出来的一个高级for循环,专门用来遍历数组和集合的。它的内部原理其实是个Iterator迭代器,所以在遍历的过程中,不能对集合中的元素进行增删操作。
常见数据结构
数组
数组,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:
查找元素快:通过索引,可以快速访问指定位置的元素
增删元素慢 ,每次添加元素需要移动大量元素或这创建新的数组
链表
链表,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:
A:多个节点之间,通过地址进行连接。例如,多个人手拉手,每个人使用自己的右手拉住下个人的左手,依次类推,这样多个人就连在一起了。
B:查找元素慢:想查找某个元素,需要通过连接的节点,依次向后查找指定元素
C:增删元素快:
增加元素:只需要修改连接下个元素的地址即可。
删除元素:只需要修改连接下个元素的地址即可
栈&队列
A:堆栈,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:
先进后出(即,存进去的元素,要在后它后面的元素依次取出后,才能取出该元素)。例如,子弹压进弹夹,先压进去的子弹在下面,后压进去的子弹在上面,当开枪时,先弹出上面的子弹,然后才能弹出下面的子弹。
B:队列,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:
先进先出(即,存进去的元素,要在后它前面的元素依次取出后,才能取出该元素)。例如,安检。排成一列,每个人依次检查,只有前面的人全部检查完毕后,才能排到当前的人进行检查。
List子体系
List子体系特点
A:有序的(存储和读取的顺序是一致的)
B:有整数索引
C:允许重复的
List的特有功能
void add(int index, E element) :将元素添加到index索引位置上
E get(int index) :根据index索引获取元素
Object remove(int index) :根据index索引删除元素,并返回被删除的元素
Object set(int index, E element):将index索引位置的的元素设置为element,并返回被置换的元素。
LinkedList特有功能
LinkedList底层使用的是链表结构,因此增删快,查询相对ArrayList较慢
void addFirst(E e) :向链表的头部添加元素
void addLast(E e):向链表的尾部添加元素
E getFirst():获取链头的元素,不删除元素
E getLast():获取链尾的元素,不删除元素
E removeFirst():返回链头的元素并删除链头的元素
E removeLast():返回链尾的元素并删除链尾的元素
List的常用子类:
* ArrayList
* 底层是数组结构,查询快,增删慢
* LinkedList
* 底层结构是链表,查询慢,增删快
*
* 如何选择使用不同的集合?
* 如果查询多,增删少,则使用ArrayList
* 如果查询少,增删多,则使用LinkedList
* 如果你不知道使用什么,则使用ArrayList
作业:模拟堆栈,模拟getIndex和contains方法。
HashSet集合
Set接口的特点
Set体系的集合:
A:存入集合的顺序和取出集合的顺序不一致
B:没有索引
C:存入集合的元素没有重复
HashSet唯一性原理
if (元素A hash值 == 元素B hash值 && (元素A== 元素B ||元素A equals 元素B)) {
如果if通过,则去重该元素
}
规则:新添加到HashSet集合的元素都会与集合中已有的元素一一比较
首先比较哈希值(每个元素都会调用hashCode()产生一个哈希值)
如果新添加的元素与集合中已有的元素的哈希值都不同,新添加的元素存入集合
如果新添加的元素与集合中已有的某个元素哈希值相同,此时还需要调用equals(Object obj)比较
如果equals(Object obj)方法返回true,说明新添加的元素与集合中已有的某个元素的属性值相同,那么新添加的元素不存入集合
如果equals(Object obj)方法返回false, 说明新添加的元素与集合中已有的元素的属性值都不同, 那么新添加的元素存入集合
hashCode方法优化:
如果让hashCode()方法返回一个固定值,那么每个新添加的元素都要调用equals(Object obj)方法比较,那么效率较低,可以通过复杂的运算来降低HashCode的重复率。
只需要让不同属性的值的元素产生不同的哈希值,那么就可以不再调用equals方法比较提高效率
@Override
public int hashCode() {
final int prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + age;
result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
return result;
}
Collections中的方法(工具类)
/*
* Collections:
* 面试题:Collection和Collections有什么区别?
* Collection是集合体系的最顶层,包含了集合体系的共性
* Collections是一个工具类,方法都是用于操作Collection
*
*/
public class CollectionsDemo {
public static void main(String[] args) {
//static void swap(List list, int i, int j) :将指定列表中的两个索引进行位置互换
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(1);
list.add(4);
Collections.swap(list, 0, 1);
System.out.println(list);
}
private static void method6() {
//static void sort(List<T> list) :按照列表中元素的自然顺序进行排序
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(1);
list.add(4);
list.add(3);
list.add(2);
Collections.sort(list);
System.out.println(list);
}
private static void method5() {
//static void shuffle(List list):傻否,随机置换
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
list.add(4);
Collections.shuffle(list);
System.out.println(list);
}
private static void method4() {
//static void reverse(List list) :反转
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
list.add(4);
Collections.reverse(list);
System.out.println(list);
}
private static void method3() {
//static void fill(List list, Object obj) :使用指定的对象填充指定列表的所有元素
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("hello");
list.add("world");
list.add("java");
System.out.println(list);
Collections.fill(list, "android");
System.out.println(list);
}
private static void method2() {
//static void copy(List dest, List src) :是把源列表中的数据覆盖到目标列表
//注意:目标列表的长度至少等于源列表的长度
//创建源列表
List<String> src = new ArrayList<String>();
src.add("hello");
src.add("world");
src.add("java");
//创建目标列表
List<String> dest = new ArrayList<String>();
dest.add("java");
dest.add("java");
dest.add("java");
dest.add("java");
Collections.copy(dest, src);
System.out.println(dest);
}
private static void method() {
//static int binarySearch(List list, Object key) 使用二分查找法查找指定元素在指定列表的索引位置
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
list.add(4);
int index = Collections.binarySearch(list, 4);
System.out.println(index);
}
}
斗地主案例
具体规则:
1. 组装54张扑克牌
2. 将54张牌顺序打乱
3. 三个玩家参与游戏,三人交替摸牌,每人17张牌,最后三张留作底牌。
4. 查看三人各自手中的牌、底牌
案例代码五:
package com.itheima_03;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
/*
* 模拟斗地主发牌
买牌
洗牌
发牌
*/
public class CollectionsTest {
public static void main(String[] args) {
//买牌
String[] arr = {"黑桃","红桃","方片","梅花"};
String[] arr2 = {"A","2","3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K"};
ArrayList<String> box = new ArrayList<String>();
//添加每张牌
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
//获取每一个花色
for (int j = 0; j < arr2.length; j++) {
//获取每一个数
box.add(arr[i] + arr2[j]);
}
}
box.add("大王");
box.add("小王");
//System.out.println(box.size());
//洗牌
Collections.shuffle(box);
//System.out.println(box);
//发牌
ArrayList<String> 林志玲 = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> 林心如 = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> 舒淇 = new ArrayList<String>();
//留三张底牌给地主
for (int i = 0; i < box.size() - 3; i++) {
/*
* i = 0;i % 3 = 0;
* i = 1;i % 3 = 1;
* i = 2;i % 3 = 2;
* i = 3;i % 3 = 0;
* i = 4;i % 4 = 1;
* i = 5;i % 5 = 2;
*/
if(i % 3 == 0) {
林志玲.add(box.get(i));
}
else if(i % 3 == 1) {
林心如.add(box.get(i));
}
else if(i % 3 == 2) {
舒淇.add(box.get(i));
}
}
System.out.println("林志玲:" + 林志玲);
System.out.println("林心如:" + 林心如);
System.out.println("舒淇:" + 舒淇);
System.out.println("底牌:");
/* System.out.println(box.get(box.size() - 1));
System.out.println(box.get(box.size() - 2));
System.out.println(box.get(box.size() - 3));*/
for (int i = box.size() - 3; i < box.size(); i++) {
System.out.println(box.get(i));
}
}
}
HashMap集合
Map接口概述
我们通过查看Map接口描述,发现Map接口下的集合与Collection接口下的集合,它们存储数据的形式不同,如下图。
A:Collection中的集合,元素是孤立存在的(理解为单身),向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储
B:Map中的集合,元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成,通过键可以找对所对应的值。
C:Collection中的集合称为单列集合,Map中的集合称为双列集合。
需要注意的是,Map中的集合不能包含重复的键,值可以重复;每个键只能对应一个值。
Map常用功能
A:映射功能:
V put(K key, V value) :以键=值的方式存入Map集合
B:获取功能:
V get(Object key):根据键获取值
int size():返回Map中键值对的个数
C:判断功能:
boolean containsKey(Object key):判断Map集合中是否包含键为key的键值对
boolean containsValue(Object value):判断Map集合中是否包含值为value键值对
boolean isEmpty():判断Map集合中是否没有任何键值对
D:删除功能:
void clear():清空Map集合中所有的键值对
V remove(Object key):根据键值删除Map中键值对
E:遍历功能:
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet():将每个键值对封装到一个个Entry对象中,再把所有Entry的对象封装到Set集合中返回
Set<K> keySet() :将Map中所有的键装到Set集合中返回
Collection<V> values():返回集合中所有的value的值的集合
Map的两种遍历方式
Map的第一种遍历方式:
* 首先召集所有的丈夫
* 遍历所有的丈夫
* 获取每一个丈夫
* 让每一个丈夫去找他自己的媳妇
public class MapDemo4 {
public static void main(String[] args) {
//创建Map对象
Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();
//添加映射关系
map.put("谢婷疯", "张箔纸");
map.put("陈关西", "钟欣桶");
map.put("李亚碰", "王飞");
//遍历Map对象
//首先召集所有的丈夫
Set<String> keys = map.keySet();
//遍历所有的丈夫
for (String key : keys) {
//让每个丈夫去找他自己的媳妇就可以了
String value = map.get(key);
System.out.println("丈夫:" + key + "---" + "媳妇:" + value);
}
}
}
Map的第二种遍历方式:
* 通过结婚证对象来获取丈夫和媳妇
* 利用entrySet()方法遍历
public class MapDemo5 {
public static void main(String[] args) {
//创建Map对象
Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();
//添加映射关系
map.put("尹志平", "小龙女");
map.put("令狐冲", "东方菇凉");
map.put("玄慈", "叶二娘");
//获取所有的结婚证对象
Set<Map.Entry<String,String>> entrys = map.entrySet();
//遍历包含了结婚证对象的集合
for (Map.Entry<String, String> entry : entrys) {
//获取每个单独的结婚证对象
//通过结婚证对象获取丈夫和媳妇
String key = entry.getKey();
String value = entry.getValue();
System.out.println("丈夫:" + key + "---" + "媳妇:" + value);
}
}
}
可变参数(了解)
知识概述
当参数不确定的时候, 类型要明确
Java可以把多个参数直接帮我们转成数组
理解: 可变参数本质就是一个长度可变的数组.
格式:
实参: 一个参数一个参数的传递
形参: 类型…变量名
注意
在可变参数之后不可以再追加参数
参数的数量定义, 可以给多个甚至也可以一个都不不给
案例代码:
Public static int getSum(int…num){
int sum = 0;
for(int i = 0; i < num.length; i++){
sum+=num[i];
}
return sum;
}
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