15-集合
About 14 minJava
1.Set集合
1.1Set集合概述和特点【应用】
- Set集合的特点
- 元素存取无序
- 没有索引、只能通过迭代器或增强for循环遍历
- 不能存储重复元素
- Set集合的基本使用
public class SetDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
Set<String> set = new HashSet<String>();
//添加元素
set.add("hello");
set.add("world");
set.add("java");
//不包含重复元素的集合
set.add("world");
//遍历
for(String s : set) {
System.out.println(s);
}
}
}1.2哈希值【理解】
哈希值简介
是JDK根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值
如何获取哈希值
Object类中的public int hashCode()：返回对象的哈希码值
哈希值的特点
- 同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的
- 默认情况下，不同对象的哈希值是不同的。而重写hashCode()方法，可以实现让不同对象的哈希值相同
获取哈希值的代码
- 学生类
public class Student { private String name; private int age; public Student() { } public Student(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 int hashCode() { return 0; } }- 测试类
public class HashDemo { public static void main(String[] args) { //创建学生对象 Student s1 = new Student("林青霞",30); //同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的 System.out.println(s1.hashCode()); //1060830840 System.out.println(s1.hashCode()); //1060830840 System.out.println("--------"); Student s2 = new Student("林青霞",30); //默认情况下，不同对象的哈希值是不相同的 //通过方法重写，可以实现不同对象的哈希值是相同的 System.out.println(s2.hashCode()); //2137211482 System.out.println("--------"); System.out.println("hello".hashCode()); //99162322 System.out.println("world".hashCode()); //113318802 System.out.println("java".hashCode()); //3254818 System.out.println("world".hashCode()); //113318802 System.out.println("--------"); System.out.println("重地".hashCode()); //1179395 System.out.println("通话".hashCode()); //1179395 } }
1.3HashSet集合概述和特点【应用】
HashSet集合的特点
- 底层数据结构是哈希表
- 对集合的迭代顺序不作任何保证，也就是说不保证存储和取出的元素顺序一致
- 没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历
- 由于是Set集合，所以是不包含重复元素的集合
HashSet集合的基本使用
public class HashSetDemo01 { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 HashSet<String> hs = new HashSet<String>(); //添加元素 hs.add("hello"); hs.add("world"); hs.add("java"); hs.add("world"); //遍历 for(String s : hs) { System.out.println(s); } } }
1.4HashSet集合保证元素唯一性源码分析【理解】
HashSet集合保证元素唯一性的原理
1.根据对象的哈希值计算存储位置
如果当前位置没有元素则直接存入
如果当前位置有元素存在，则进入第二步
2.当前元素的元素和已经存在的元素比较哈希值
如果哈希值不同，则将当前元素进行存储
如果哈希值相同，则进入第三步
3.通过equals()方法比较两个元素的内容
如果内容不相同，则将当前元素进行存储
如果内容相同，则不存储当前元素
HashSet集合保证元素唯一性的图解
01
1.5常见数据结构之哈希表【理解】
1.6HashSet集合存储学生对象并遍历【应用】
案例需求
- 创建一个存储学生对象的集合，存储多个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合
- 要求：学生对象的成员变量值相同，我们就认为是同一个对象
代码实现
学生类
public class Student { private String name; private int age; public Student() { } public Student(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 boolean equals(Object o) { if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; Student student = (Student) o; if (age != student.age) return false; return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null; } @Override public int hashCode() { int result = name != null ? name.hashCode() : 0; result = 31 * result + age; return result; } }测试类
public class HashSetDemo02 { public static void main(String[] args) { //创建HashSet集合对象 HashSet<Student> hs = new HashSet<Student>(); //创建学生对象 Student s1 = new Student("林青霞", 30); Student s2 = new Student("张曼玉", 35); Student s3 = new Student("王祖贤", 33); Student s4 = new Student("王祖贤", 33); //把学生添加到集合 hs.add(s1); hs.add(s2); hs.add(s3); hs.add(s4); //遍历集合(增强for) for (Student s : hs) { System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge()); } } }
1.7LinkedHashSet集合概述和特点【应用】
LinkedHashSet集合特点
- 哈希表和链表实现的Set接口，具有可预测的迭代次序
- 由链表保证元素有序，也就是说元素的存储和取出顺序是一致的
- 由哈希表保证元素唯一，也就是说没有重复的元素
LinkedHashSet集合基本使用
public class LinkedHashSetDemo { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 LinkedHashSet<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<String>(); //添加元素 linkedHashSet.add("hello"); linkedHashSet.add("world"); linkedHashSet.add("java"); linkedHashSet.add("world"); //遍历集合 for(String s : linkedHashSet) { System.out.println(s); } } }
2.Set集合排序
2.1TreeSet集合概述和特点【应用】
TreeSet集合概述
- 元素有序，可以按照一定的规则进行排序，具体排序方式取决于构造方法
- TreeSet()：根据其元素的自然排序进行排序
- TreeSet(Comparator comparator) ：根据指定的比较器进行排序
- 没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历
- 由于是Set集合，所以不包含重复元素的集合
- 元素有序，可以按照一定的规则进行排序，具体排序方式取决于构造方法
TreeSet集合基本使用
public class TreeSetDemo01 { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>(); //添加元素 ts.add(10); ts.add(40); ts.add(30); ts.add(50); ts.add(20); ts.add(30); //遍历集合 for(Integer i : ts) { System.out.println(i); } } }
2.2自然排序Comparable的使用【应用】
案例需求
- 存储学生对象并遍历，创建TreeSet集合使用无参构造方法
- 要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序
实现步骤
- 用TreeSet集合存储自定义对象，无参构造方法使用的是自然排序对元素进行排序的
- 自然排序，就是让元素所属的类实现Comparable接口，重写compareTo(T o)方法
- 重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
代码实现
学生类
public class Student implements Comparable<Student> { private String name; private int age; public Student() { } public Student(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 int compareTo(Student s) { // return 0; // return 1; // return -1; //按照年龄从小到大排序 int num = this.age - s.age; // int num = s.age - this.age; //年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序 int num2 = num==0?this.name.compareTo(s.name):num; return num2; } }测试类
public class TreeSetDemo02 { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(); //创建学生对象 Student s1 = new Student("xishi", 29); Student s2 = new Student("wangzhaojun", 28); Student s3 = new Student("diaochan", 30); Student s4 = new Student("yangyuhuan", 33); Student s5 = new Student("linqingxia",33); Student s6 = new Student("linqingxia",33); //把学生添加到集合 ts.add(s1); ts.add(s2); ts.add(s3); ts.add(s4); ts.add(s5); ts.add(s6); //遍历集合 for (Student s : ts) { System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge()); } } }
2.3比较器排序Comparator的使用【应用】
案例需求
- 存储学生对象并遍历，创建TreeSet集合使用带参构造方法
- 要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序
实现步骤
- 用TreeSet集合存储自定义对象，带参构造方法使用的是比较器排序对元素进行排序的
- 比较器排序，就是让集合构造方法接收Comparator的实现类对象，重写compare(T o1,T o2)方法
- 重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
代码实现
学生类
public class Student { private String name; private int age; public Student() { } public Student(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; } }测试类
public class TreeSetDemo { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() { @Override public int compare(Student s1, Student s2) { //this.age - s.age //s1,s2 int num = s1.getAge() - s2.getAge(); int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num; return num2; } }); //创建学生对象 Student s1 = new Student("xishi", 29); Student s2 = new Student("wangzhaojun", 28); Student s3 = new Student("diaochan", 30); Student s4 = new Student("yangyuhuan", 33); Student s5 = new Student("linqingxia",33); Student s6 = new Student("linqingxia",33); //把学生添加到集合 ts.add(s1); ts.add(s2); ts.add(s3); ts.add(s4); ts.add(s5); ts.add(s6); //遍历集合 for (Student s : ts) { System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge()); } } }
2.4成绩排序案例【应用】
案例需求
- 用TreeSet集合存储多个学生信息(姓名，语文成绩，数学成绩)，并遍历该集合
- 要求：按照总分从高到低出现
代码实现
学生类
public class Student { private String name; private int chinese; private int math; public Student() { } public Student(String name, int chinese, int math) { this.name = name; this.chinese = chinese; this.math = math; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getChinese() { return chinese; } public void setChinese(int chinese) { this.chinese = chinese; } public int getMath() { return math; } public void setMath(int math) { this.math = math; } public int getSum() { return this.chinese + this.math; } }测试类
public class TreeSetDemo { public static void main(String[] args) { //创建TreeSet集合对象，通过比较器排序进行排序 TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() { @Override public int compare(Student s1, Student s2) { // int num = (s2.getChinese()+s2.getMath())-(s1.getChinese()+s1.getMath()); //主要条件 int num = s2.getSum() - s1.getSum(); //次要条件 int num2 = num == 0 ? s1.getChinese() - s2.getChinese() : num; int num3 = num2 == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num2; return num3; } }); //创建学生对象 Student s1 = new Student("林青霞", 98, 100); Student s2 = new Student("张曼玉", 95, 95); Student s3 = new Student("王祖贤", 100, 93); Student s4 = new Student("柳岩", 100, 97); Student s5 = new Student("风清扬", 98, 98); Student s6 = new Student("左冷禅", 97, 99); // Student s7 = new Student("左冷禅", 97, 99); Student s7 = new Student("赵云", 97, 99); //把学生对象添加到集合 ts.add(s1); ts.add(s2); ts.add(s3); ts.add(s4); ts.add(s5); ts.add(s6); ts.add(s7); //遍历集合 for (Student s : ts) { System.out.println(s.getName() + "," + s.getChinese() + "," + s.getMath() + "," + s.getSum()); } } }
2.5不重复的随机数案例【应用】
案例需求
- 编写一个程序，获取10个1-20之间的随机数，要求随机数不能重复，并在控制台输出
代码实现
public class SetDemo { public static void main(String[] args) { //创建Set集合对象 // Set<Integer> set = new HashSet<Integer>(); Set<Integer> set = new TreeSet<Integer>(); //创建随机数对象 Random r = new Random(); //判断集合的长度是不是小于10 while (set.size()<10) { //产生一个随机数，添加到集合 int number = r.nextInt(20) + 1; set.add(number); } //遍历集合 for(Integer i : set) { System.out.println(i); } } }
3.泛型
3.1泛型概述和好处【理解】
泛型概述
是JDK5中引入的特性，它提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许在编译时检测到非法的类型
它的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。一提到参数，最熟悉的就是定义方法时有形参，然后调用此方法时传递实参。那么参数化类型怎么理解呢？顾名思义，就是将类型由原来的具体的类型参数化，然后在使用/调用时传入具体的类型。这种参数类型可以用在类、方法和接口中，分别被称为泛型类、泛型方法、泛型接口
泛型定义格式
- <类型>：指定一种类型的格式。这里的类型可以看成是形参
- <类型1,类型2…>：指定多种类型的格式，多种类型之间用逗号隔开。这里的类型可以看成是形参
- 将来具体调用时候给定的类型可以看成是实参，并且实参的类型只能是引用数据类型
泛型的好处
- 把运行时期的问题提前到了编译期间
- 避免了强制类型转换
3.2泛型类【应用】
定义格式
修饰符 class 类名<类型> { }示例代码
泛型类
public class Generic<T> { private T t; public T getT() { return t; } public void setT(T t) { this.t = t; } }测试类
public class GenericDemo { public static void main(String[] args) { Generic<String> g1 = new Generic<String>(); g1.setT("林青霞"); System.out.println(g1.getT()); Generic<Integer> g2 = new Generic<Integer>(); g2.setT(30); System.out.println(g2.getT()); Generic<Boolean> g3 = new Generic<Boolean>(); g3.setT(true); System.out.println(g3.getT()); } }
3.3泛型方法【应用】
定义格式
修饰符 <类型> 返回值类型 方法名(类型 变量名) { }示例代码
带有泛型方法的类
public class Generic { public <T> void show(T t) { System.out.println(t); } }测试类
public class GenericDemo { public static void main(String[] args) { Generic g = new Generic(); g.show("林青霞"); g.show(30); g.show(true); g.show(12.34); } }
3.4泛型接口【应用】
定义格式
修饰符 interface 接口名<类型> { }示例代码
泛型接口
public interface Generic<T> { void show(T t); }泛型接口实现类
public class GenericImpl<T> implements Generic<T> { @Override public void show(T t) { System.out.println(t); } }测试类
public class GenericDemo { public static void main(String[] args) { Generic<String> g1 = new GenericImpl<String>(); g1.show("林青霞"); Generic<Integer> g2 = new GenericImpl<Integer>(); g2.show(30); } }
3.5类型通配符【应用】
类型通配符的作用
为了表示各种泛型List的父类，可以使用类型通配符
类型通配符的分类
- 类型通配符：<?>
- List<?>：表示元素类型未知的List，它的元素可以匹配任何的类型
- 这种带通配符的List仅表示它是各种泛型List的父类，并不能把元素添加到其中
- 类型通配符上限：<? extends 类型>
- List<? extends Number>：它表示的类型是Number或者其子类型
- 类型通配符下限：<? super 类型>
- List<? super Number>：它表示的类型是Number或者其父类型
- 类型通配符：<?>
类型通配符的基本使用
public class GenericDemo { public static void main(String[] args) { //类型通配符：<?> List<?> list1 = new ArrayList<Object>(); List<?> list2 = new ArrayList<Number>(); List<?> list3 = new ArrayList<Integer>(); System.out.println("--------"); //类型通配符上限：<? extends 类型> // List<? extends Number> list4 = new ArrayList<Object>(); List<? extends Number> list5 = new ArrayList<Number>(); List<? extends Number> list6 = new ArrayList<Integer>(); System.out.println("--------"); //类型通配符下限：<? super 类型> List<? super Number> list7 = new ArrayList<Object>(); List<? super Number> list8 = new ArrayList<Number>(); // List<? super Number> list9 = new ArrayList<Integer>(); } }
4.可变参数
4.1可变参数【应用】
可变参数介绍
可变参数又称参数个数可变，用作方法的形参出现，那么方法参数个数就是可变的了
可变参数定义格式
修饰符 返回值类型 方法名(数据类型… 变量名) { }可变参数的注意事项
- 这里的变量其实是一个数组
- 如果一个方法有多个参数，包含可变参数，可变参数要放在最后
可变参数的基本使用
public class ArgsDemo01 { public static void main(String[] args) { System.out.println(sum(10, 20)); System.out.println(sum(10, 20, 30)); System.out.println(sum(10, 20, 30, 40)); System.out.println(sum(10,20,30,40,50)); System.out.println(sum(10,20,30,40,50,60)); System.out.println(sum(10,20,30,40,50,60,70)); System.out.println(sum(10,20,30,40,50,60,70,80,90,100)); } // public static int sum(int b,int... a) { // return 0; // } public static int sum(int... a) { int sum = 0; for(int i : a) { sum += i; } return sum; } }
4.2可变参数的使用【应用】
Arrays工具类中有一个静态方法：
- public static <T> List<T> asList(T... a)：返回由指定数组支持的固定大小的列表
- 返回的集合不能做增删操作，可以做修改操作
List接口中有一个静态方法：
- public static <E> List<E> of(E... elements)：返回包含任意数量元素的不可变列表
- 返回的集合不能做增删改操作
Set接口中有一个静态方法：
- public static <E> Set<E> of(E... elements) ：返回一个包含任意数量元素的不可变集合
- 在给元素的时候，不能给重复的元素
- 返回的集合不能做增删操作，没有修改的方法
示例代码
public class ArgsDemo02 { public static void main(String[] args) { //public static <T> List<T> asList(T... a)：返回由指定数组支持的固定大小的列表 // List<String> list = Arrays.asList("hello", "world", "java"); // //// list.add("javaee"); //UnsupportedOperationException //// list.remove("world"); //UnsupportedOperationException // list.set(1,"javaee"); // // System.out.println(list); //public static <E> List<E> of(E... elements)：返回包含任意数量元素的不可变列表 // List<String> list = List.of("hello", "world", "java", "world"); // //// list.add("javaee");//UnsupportedOperationException //// list.remove("java");//UnsupportedOperationException //// list.set(1,"javaee");//UnsupportedOperationException // // System.out.println(list); //public static <E> Set<E> of(E... elements) ：返回一个包含任意数量元素的不可变集合 // Set<String> set = Set.of("hello", "world", "java","world"); //IllegalArgumentException //Set<String> set = Set.of("hello", "world", "java"); // set.add("javaee");//UnsupportedOperationException // set.remove("world");//UnsupportedOperationException //System.out.println(set); } }