集合（Map、Collections）【4】

集合

Map

1.1 Map集合概述

• Interface Map<K,V> K:键的类型；V:值的类型

• 将键映射到值的对象；不能包含重复的键；每个键可以映射到最多一个值

• 举例：学生的学号和姓名

  lang10001 张三

  lang10002 李四

  lang10003 王五

创建Map集合的对象

• 多态的方式

• 具体的实现类HashMap

public class MapDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        Map<String,String> map = new HashMap<>();
​
        //将指定的值与该映射中的指定键相关联
        map.put("lang10001","张三");
        map.put("lang10002","李四");
        map.put("lang10003","王五");
        map.put("lang10003","李六");
​
        //输出集合对象
        System.out.println(map);
    }
}

1.2 Map集合的基本功能

public class MapDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        Map<String,String> map = new HashMap<>();
​
        //添加元素
        map.put("张无忌","赵敏");
        map.put("郭靖","黄蓉");
        map.put("杨过","小龙女");
​
        //remove 根据键删除键值对元素
        System.out.println(map.remove("郭靖"));
        System.out.println(map.remove("李四"));//没有的返回null
​
        //clear： 清除所有的键值对元素
        //map.clear();//谨慎使用
​
        //containsKey ：判断集合是否包含指定的键
        System.out.println(map.containsKey("郭靖"));
        System.out.println(map.containsKey("张无忌"));
​
        //containsValue: 判断集合是否为空
        System.out.println(map.containsValue("赵敏"));
        System.out.println(map.containsValue("黄蓉"));
​
        //isEmpty ： 判断集合是否为空
        System.out.println(map.isEmpty());
​
        //size：获取集合的长度
        System.out.println(map.size());
        
        //打印集合
        System.out.println(map);
    }
}

1.3 Map集合的获取功能

public class MapDemo03 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        Map<String,String> map = new HashMap<>();
​
        //添加元素
        map.put("张无忌","赵敏");
        map.put("郭靖","黄蓉");
        map.put("杨过","小龙女");
​
        //get（） ：根据键获取值
        System.out.println(map.get("张无忌"));
        System.out.println(map.get("太乙真人"));
​
        //Set<K> keySet() :获取所有键的集合
        Set<String> keySet = map.keySet();
        for (String key : keySet){
            System.out.println(key);
        }
​
        //Collection<V> :获取所有值的集合
        Collection<String> values = map.values();
        for (String s : values){
            System.out.println(s);
        }
​
        //Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()：获取所有键值对对象的集合
        Set<Map.Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();
        for (Map.Entry<String,String> s : entrySet){
            System.out.println(s);
        }
    }
}

​

1.4 Map 集合的遍历（方式1）

我们刚才存储的元素是成对出现的，所以我们把map看成是一个夫妻对的集合

遍历思路：

• 把所有的丈夫集合起来

• 遍历丈夫的集合，获取到每一个丈夫

• 根据丈夫去找对应的妻子

转换Map集合中的操作：

• 获取所有键的集合。用keySet（）方法实现

• 遍历键的集合，获取到每一个键，用增强for实现

• 根据键去找值。用get（Object key）方法实现

public class MapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        Map<String,String> map = new HashMap<>();
​
        //添加元素
        map.put("张无忌","赵敏");
        map.put("郭靖","黄蓉");
        map.put("杨过","小龙女");
​
        //获取所有键的集合，用keySet（）方法实现
        Set<String> keySet = map.keySet();
        //遍历所有键的集合，获取到每一个键，用增强for
        for (String key:keySet){
            //根据键去找值，用get方法实现
            String value = map.get(key);
            System.out.println(key + "," + value);
        }
    }
}

1.5 Map 集合遍历（方法2）

我们刚才存储的元素是成对出现的，所以我们把map看成是一个夫妻对的集合

遍历思路：

• 获取所有结婚证的集合

• 遍历结婚证的集合，得到每一个结婚证

• 根据结婚证获取丈夫和妻子

转换为Map集合中的操作：

• 获取所有键值对对象的集合

  Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 获取所有键值对对象的集合

• 遍历键值对对象的集合，得到每一个键值对对象

  用增强for实现，得到每一个Map.Entry

• 根据键值对对象获取键和值

  用getKey() 得到键

  用getValue()得到值

public class MapDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        Map<String,String> map = new HashMap<>();
​
        //添加元素
        map.put("张无忌","赵敏");
        map.put("郭靖","黄蓉");
        map.put("杨过","小龙女");
​
        //获取所有键值对对象的集合
        Set<Map.Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();
        for (Map.Entry<String,String> me : entrySet){
            System.out.println(me.getKey()+","+me.getValue());
        }
    }
}

案例：HashMap集合存储学生对象并遍历

需求：创建一个HashMap集合，键是学号（String），值是学生对象（Student）。存储三个键值对元素，并遍历

思路：

① 定义学生类

② 创建HashMap集合对象

③ 创建学生对象

④ 把学生添加到集合

⑤ 遍历集合

方式1：键找值

方式2：键值对对象找键和值

学生类

public class Student {
    private String name;
    private int 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;
    }
​
    public Student() {
    }
​
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}
​

 

测试类

public class HashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个HashMap集合对象
        HashMap<String,Student> hm = new HashMap<>();
​
        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("张三",20);
        Student s2 = new Student("李四",22);
        Student s3 = new Student("王五",24);
​
        //把学生添加到集合
        hm.put("lang10001",s1);
        hm.put("lang10002",s2);
        hm.put("lang10003",s3);
​
        //方式1：键找值
        Set<String> keySet = hm.keySet();
        for (String key : keySet){
            Student value = hm.get(key);
            System.out.println(key + "," + value.getName() + "," + value.getAge());
        }
​
        //方式2： 键值对对象找键和值
        Set<Map.Entry<String,Student>> entrySet = hm.entrySet();
        for (Map.Entry<String,Student> m : entrySet){
            String key = m.getKey();
            Student s = m.getValue();
            System.out.println(key + "," +s.getName() + "," + s.getAge());
        }
    }

案例： HashMap集合存储学生对象并遍历

需求：创建一个HashMap集合，键是学生对象（Student），值是居住地（String）。存储多个键值对元素，并遍历。

要求：保证键的唯一性：如果学生对象的成员变量值相同，我们就认为是同一个对象

思路：

① 定义学生类

② 创建HashMap集合对象

③ 创建学生对象

④ 把学生添加到集合

⑤ 遍历集合

⑥ 在学生类中重写两个方法

hashCode（）

equals（）

学生类

public class Student {
    private String name;
    private int 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;
    }
​
    public Student() {
    }
​
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        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 HashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建HashMap集合对象
        HashMap<Student,String> hm = new HashMap<>();
​
        //创建学生对象
        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("张三",20);
        Student s2 = new Student("李四",22);
        Student s3 = new Student("王五",24);
        Student s4 = new Student("王五",24);
​
        //把学生对象添加到集合
        hm.put(s1,"山东省济南");
        hm.put(s2,"河北省北京");
        hm.put(s3,"广东省广州");
        hm.put(s4,"四川省成都");
​
        //遍历集合
        Set<Student> keySet = hm.keySet();
        for (Student s : keySet){
            String value = hm.get(s);
            System.out.println(s.getName()+","+s.getAge()+"," +value);
        }
​
    }
}

案例：ArrayList集合存储HashMap元素并遍历

需求：创建一个ArrayList集合，存储三个元素，每个元素都是HashMap，每个HashMap的键和值都是String，并遍历

思路：

① 创建ArrayList集合

② 创建hashMap集合，并添加键值对元素

③ 把HashMap作为元素添加到ArrayList集合

④ 遍历ArrayList集合

public class ArrayListIncludeHashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建ArrayList集合
        ArrayList<HashMap<String,String>> array = new ArrayList<>();
​
        //创建HashMap集合，并添加键值对元素
        HashMap<String,String> hm1 = new HashMap<>();
        hm1.put("孙策","大乔");
        hm1.put("周瑜","小乔");
        array.add(hm1);
​
        HashMap<String,String> hm2 = new HashMap<>();
        hm1.put("郭靖","黄蓉");
        hm1.put("杨过","小龙女");
        array.add(hm2);
​
        HashMap<String,String> hm3 = new HashMap<>();
        hm1.put("令狐冲","任盈盈");
        hm1.put("林平之","岳灵珊");
        array.add(hm3);
        
        for(HashMap<String,String> h : array){
            Set<String> keySet = h.keySet();
            for (String key:keySet){
                String value = h.get(key);
                System.out.println(key +","+ value);
            }
        }
​
    }
}

案例：HashMap集合存储ArrayList元素并遍历

需求：创建一个HashMap 集合，存储三个键值对元素，每个键值对元素的键是String，值是ArrayList，每个ArrayList的元素是String，并遍历

思路：

① 创建HashMap集合

② 创建ArrayList集合，并添加元素

③ 把ArrayList作为元素添加到HashMap集合

④ 遍历HashMap集合

public class HashMapIncludeArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建HashMap集合
        HashMap<String, ArrayList<String>> hm = new HashMap<>();
​
        //创建ArrayList集合，并添加元素
        ArrayList<String> a1 = new ArrayList<>();
        a1.add("曹操");
        a1.add("许褚");
        a1.add("赵云");
        hm.put("三国演义",a1);
​
        ArrayList<String> a2 = new ArrayList<>();
        a1.add("孙悟空");
        a1.add("猪八戒");
        a1.add("沙和尚");
        hm.put("西游记",a2);
​
        ArrayList<String> a3 = new ArrayList<>();
        a1.add("宋江");
        a1.add("林冲");
        a1.add("李逵");
        hm.put("水浒传",a3);
​
        //遍历HashMap集合
        Set<String> keySet = hm.keySet();
        for (String key : keySet){
            System.out.println(key);
            ArrayList<String> value = hm.get(key);
            for (String s : value){
                System.out.println("	"+s);
            }
        }
    }
}
​

案例：统计字符串中每个字符出现的次数

需求：键盘录入一个字符串，要求统计字符串中每个字符串出现的次数。

举例：键盘录入“aabbacbacabdedea” 在控制台中输出：“a(6)b(4)c(1)d(2)e(2)”

思路：

① 键盘录入一个字符串

② 创建HashMap集合，键是Character，值是Integer

③ 遍历字符串，得到每一个字符

④ 拿得到的每一个字符作为键到HashMap集合中去找对应的值，看其返回值

如果返回值是null：说明该字符在HashMap集合中不存在，就把该字符作为键，1作为值存储

如果返回值不是null：说明该字符在HashMap集合中存在，把该值加1，然后重新存储该字符和对应的值

⑤ 遍历HashMap集合，得到键和值，按照要求进行拼接

public class HashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //从键盘录入一个字符串
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一个字符串：");
        String line = sc.nextLine();
​
        //创建一个HashMap集合，键是Character，值是Integer
        //HashMap<Character,Integer> hm = new HashMap<>();
        TreeMap<Character,Integer> hm = new TreeMap<>();
​
        //遍历字符串，得到每一个字符
        for (int i = 0 ; i <line.length();i++){
            char key = line.charAt(i);
            //拿得到的每一个字符作为键到HashMap集合中去找对应的值，看起返回值
            Integer value = hm.get(key);
​
            if (value == null){
                hm.put(key,1);
            }else {
                value++;
                hm.put(key,value);
            }
        }
​
        //遍历HashMap集合，得到键和值，按照要求进行拼接
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
​
        Set<Character> keySet = hm.keySet();
        for (Character key : keySet){
            Integer value = hm.get(key);
            sb.append(key).append("(").append(value).append(")");
        }
​
        String result = sb.toString();
        System.out.println(result);
    }
}

Collections

1.1 Collections概述和使用

Collections类的概述

• 是针对集合操作的工具类

Collections类的常用方法

• public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list):将制定的列表按升序排序

• public static void reverse(List<?> list):反转指定列表中元素的顺序

• public static void shuffle(List <?> list)：使用默认的随机源随机排列指定的列表

public class CollectionsDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
​
        //添加元素
        list.add(30);
        list.add(24);
        list.add(79);
        list.add(42);
        list.add(70);
​
        //将制定的列表按升序排序
        //Collections.sort(list);
​
        //反转指定列表中元素的顺序
       // Collections.reverse(list);
​
        //使用默认的随机源随机排列指定的列表
        Collections.shuffle(list);
​
        System.out.println(list);
    }
}

案例：ArrayList存储学生对象并排序

需求：ArrayList存储学生对象，使用Collections对ArrayList进行排序

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

思路：

① 定义学生类

② 创建ArrayList集合对象

③ 创建学生对象

④ 把学生对象添加到集合

⑤ 使用Collections对ArrayList集合排序

⑥遍历集合

学生实体类

public class Student {
    private String name;
    private int 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;
    }
​
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
​
    public Student() {
    }
}

 

测试类

public class CollectionsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个ArrayList集合对象
        ArrayList<Student> array = new ArrayList<>();
​
        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("zhangsan",20);
        Student s2 = new Student("lisi",23);
        Student s3 = new Student("wangwu",21);
        Student s4 = new Student("piziliu",20);
​
        //添加到集合中
        array.add(s1);
        array.add(s2);
        array.add(s3);
        array.add(s4);
​
        //使用Collections对ArrayList集合排序
        //sort(List<T>,Comparator<? super T>)
        Collections.sort(array, new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                //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
                int num = o1.getAge()-o2.getAge();
                int num2 = num==0?o1.getName().compareTo(o2.getName()):num;
                return num2;
            }
​
        });
​
        //遍历集合
        for(Student s : array){
            System.out.println(s.getName()+","+s.getAge());
        }
​
    }
}

案例;模拟斗地主

需求：通过程序实现斗地主过程中的洗牌，发牌和看牌

思路：

① 创建一个牌盒，也就是定义一个集合对象，用ArrayList集合实现

②往牌盒里面装牌

③ 洗牌，也就是把牌打散，用Collections的shuffle()方法实现

④ 发牌，也就是遍历集合，给三个玩家发牌

⑤ 看牌，就是有三个玩家分别遍历自己的牌

public class PokerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个牌盒，即定义一个ArrayList集合对象
        ArrayList<String> array = new ArrayList<>();
​
        //往牌盒李装牌
        /*
            ♦2。。。。
            ♠2。。。。
            ♥2。。。。
            ♣2。。。。
            大王，小王
        */
        //定义花色数组
        String[] colors = {"♦","♠","♥","♣"};
        //定义点数数组
        String[] numbers = {"2","3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K","A"};
        for (String color : colors){
            for (String number : numbers){
                array.add(color+number);
            }
        }
        array.add("大王");
        array.add("小王");
​
        //洗牌，也就是把牌打散，用Collections的shuffle()方法实现
        Collections.shuffle(array);
​
        //发牌，也就是遍历集合，给三个玩家发牌
        ArrayList<String> w1 = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> w2 = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> w3 = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> dpArray = new ArrayList<>();
​
        for (int i=0;i<array.size();i++){
            String poker = array.get(i);
            if (i>=array.size()-3){
                dpArray.add(poker);
            }else if (i%3==0){
                w1.add(poker);
            }else if (i%3==1){
                w2.add(poker);
            }else if (i%3==2){
                w3.add(poker);
            }
        }
​
        //看牌，就是有三个玩家分别遍历自己的牌
        lookPoker("张三",w1);
        lookPoker("李四",w2);
        lookPoker("王五",w3);
        lookPoker("底牌",dpArray);
        //System.out.println(array);
    }
​
    //看牌的方法
    public static void lookPoker(String name, ArrayList<String> array){
        System.out.println(name + "的牌是：");
        for (String poker : array){
            System.out.print(poker+" ");
        }
        System.out.println();
    }
}

案例：模拟斗地主升级版

需求：通过程序实现斗地主过程中的洗牌，发牌和看牌

要求：对牌进行排序

思路：

① 创建HashMap,键是编号

② 创建ArrayList，存储编号

③ 创建花色数组和点数数组

④ 从0开始往HashMap里面存储编号，并存储对应的牌。同时往ArrayList里面存储编号

⑤ 洗牌（洗的是编号），用Collections的shuffle（）方法实现

⑥ 发牌（发的也是编号，为了保证编号是排序的，创建TreeSet集合接收）

⑦ 定义方法看牌（遍历TreeSet集合，获取编号，到HashMap集合找对应的牌）

⑧ 调用看牌方法

public class PokerDemo {
    public static void main(String[] args) {
       //创建HashMap，键是编号，值是牌
        HashMap<Integer,String> hm = new HashMap<>();
​
        //创建ArrayList，存储编号
        ArrayList<Integer> array =  new ArrayList<>();
​
        //定义花色数组
        String[] colors = {"♦","♠","♥","♣"};
        //定义点数数组
        String[] numbers = {"2","3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K","A"};
​
        //从0开始往HashMap里面存储编号，并存储对应的牌，同时往ArrayList里面存储编号
        int index = 0;
​
        for (String number : numbers){
            for (String color : colors){
                hm.put(index,color+number);
                array.add(index);
                index++;
            }
        }
        hm.put(index,"小王");
        array.add(index);
        index++;
        hm.put(index,"大王");
        array.add(index);
​
        //洗牌
        Collections.shuffle(array);
​
        //发牌
        TreeSet<Integer> w1 = new TreeSet<>();
        TreeSet<Integer> w2 = new TreeSet<>();
        TreeSet<Integer> w3 = new TreeSet<>();
        TreeSet<Integer> dpSet = new TreeSet<>();
​
        for (int i = 0; i<array.size();i++){
            int x =array.get(i);
            if (i>=array.size()-3){
                dpSet.add(x);
            }else if (i%3==0){
                w1.add(x);
            }else if (i%3==1){
                w2.add(x);
            }else if (i%3==2){
                w3.add(x);
            }
        }
​
        //调用看牌
        lookPoker("张三",w1,hm);
        lookPoker("李四",w2,hm);
        lookPoker("王五",w3,hm);
        lookPoker("底牌",dpSet,hm);
    }
​
    //定义方法看牌
    public static void lookPoker(String name,TreeSet<Integer> ts,HashMap<Integer,String> hm){
        System.out.println(name+"的牌是：");
        for (Integer key : ts){
            String poker = hm.get(key);
            System.out.print(poker+" ");
        }
        System.out.println();
    }
}