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  • Java学习笔记之集合3

    0x00 概述

    本篇主要涉及Java知识点有Map集合,Collections集合工具类和一个斗地主的案例。

    0x01 Map集合

    1.1 Map集合概述和特点

    • Map集合概述
    interface Map<k, V> K:键的类型; V:值的类型
    • Map集合的特点

        键值对映射关系

        一个键对应一个值

        键不能重复,值可以重复

        元素存取无序

    Map集合的基本使用

    package MapDemo1;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    
    public class MapDemo1 {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建集合对象
            Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
    
            // V put(K key, V value) 将指定的值与该映射中的指定键相关联
            map.put("001", "Alice");
            map.put("002", "Bob");
            map.put("003", "Charlie");
            map.put("004", "Delta");
    
            // 输出集合对象
            System.out.println(map);
        }
    }

    1.2 Map集合的基本功能

    • 方法介绍

     示例

    package MapDemo2;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    
    public class MapDemo2 {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建集合对象
            Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
    
            // V put(K key, V value): 添加元素
            map.put("001", "Alice");
            map.put("002", "Bob");
            map.put("003", "Charlie");
            map.put("004", "Delta");
    
            // V remove(Object key): 根据键删除键值对元素
            // System.out.println(map.remove("001"));
            // System.out.println(map.remove("001"));
    
            // void clear(): 移除所有的键值对元素
            // map.clear();
            // System.out.println(map);
    
            // boolean containsKey(Object key): 判断集合是否包含指定的键
            // System.out.println(map.containsKey("004"));
            // System.out.println(map.containsKey("003"));
    
            // boolean isEmpty(): 判断集合是否为空
            // System.out.println(map.isEmpty());
    
            // int size(): 集合的长度,也就是集合中键值对的个数
            System.out.println(map.size());
    
            // 输出集合对象
            System.out.println(map);
    
        }
    }

    1.3 Map集合的获取功能

    • 方法介绍

     示例

    package MapDemo3;
    
    import java.util.Collection;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    import java.util.Set;
    
    public class MapDemo3 {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建集合对象
            Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
    
            // 添加元素
            map.put("001", "Alice");
            map.put("002", "Bob");
            map.put("003", "Charlie");
    
            // V get(Object key): 根据键获取值
            // System.out.println(map.get("001"));
            // System.out.println(map.get("002"));
    
            // 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> values(): 获取所有值的集合
            Collection<String> values = map.values();
            for(String value: values) {
                System.out.println(value);
            }
        }
    }

    1.4 Map集合的遍历方式1

    • 遍历思路

        我们刚才存储的元素都是成对出现的,所有我们把Map看成是一个夫妻对的集合

        把所有的丈夫给集中起来

        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

    • 步骤分析

        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

    示例

    package MapDemo4;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    import java.util.Set;
    
    public class MapDemo4 {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建集合对象
            Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
    
            // 添加元素
            map.put("001", "Alice");
            map.put("002", "Bob");
            map.put("003", "Charlie");
    
            // 获取所有键的集合,用keySet()方法实现
            Set<String> keyset = map.keySet();
            // 遍历键的集合,获取到每一个键,用增强for实现
            for (String key : keyset) {
                String value = map.get(key);
                System.out.println(key + ", " + value);
            }
        }
    }

    1.5 Map集合的遍历方式2

    • 遍历思路

      我们刚才存储的元素都是成对出现的,所以我们把Map看成是一个夫妻对的组合

        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

    • 步骤分析

      获取所有键值对对象和集合

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

      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

    示例

    package MapDemo5;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    import java.util.Set;
    
    public class MapDemo5 {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建集合对象
            Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
    
            // 添加元素
            map.put("001", "Alice");
            map.put("002", "Bob");
            map.put("003", "Charlie");
            map.put("004", "Delta");
    
            // 获取所有键值对对象的集合
            Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
            // 遍历键值对对象的集合,得到每一个键值对对象
            for (Map.Entry<String, String> me : entrySet) {
                // 根据键值对对象获取键和值
                String key = me.getKey();
                String value = me.getValue();
                System.out.println(key + ", " + value);
            }
        }
    }

    1.6 Map集合的案例

    1.6.1 HashMap集合练习之键是String值是Student

    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

    示例

    package MapTest1;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    import java.util.Set;
    
    /*
        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
     */
    public class HashMapDemo1 {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建HashMap集合对象
            HashMap<String, Student> hm = new HashMap<String, Student>();
    
            // 创建学生对象
            Student s1 = new Student("Alice", 13);
            Student s2 = new Student("Bob", 14);
            Student s3 = new Student("Charlie", 12);
            Student s4 = new Student("Delta", 15);
    
            hm.put("001", s1);
            hm.put("002", s2);
            hm.put("003", s3);
            hm.put("004", s4);
    
            // 方式1: 键找值
            Set<String> keySet = hm.keySet();
            for (String key : keySet) {
                Student student = hm.get(key);
                System.out.println(key + ", " + student.getName() + ", " + student.getAge());
            }
    
            System.out.println("-------------------");
    
            // 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> me : entrySet) {
                String key = me.getKey();
                Student value = me.getValue();
                System.out.println(key + ", " + value.getName() + ", " + value.getAge());
            }
        }
    }

    1.6.2 HashMap集合练习之键是Student值是String

    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

    示例

    package MapTest2;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Set;
    
    public class HashMapDemo2 {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建HashMap集合对象
            HashMap<Student, String> hm = new HashMap<Student, String>();
    
            // 创建学生对象
            Student s1 = new Student("Alice", 13);
            Student s2 = new Student("Bob", 14);
            Student s3 = new Student("Charlie", 13);
            Student s4 = new Student("Delta", 15);
    
            // 把学生添加到集合
            hm.put(s1, "北京");
            hm.put(s2, "上海");
            hm.put(s3, "广州");
            hm.put(s4, "南京");
    
            // 遍历集合
            Set<Student> keySet = hm.keySet();
            for (Student key : keySet) {
                String address = hm.get(key);
                System.out.println(key.getName() + ", " + key.getAge() + ", " + address);
            }
        }
    }

    1.6.3 集合嵌套值ArrayList嵌套HashMap

     需求:

      创建一个ArrayList集合,存储三个元素,每一个元素都是HashMap

      每一个HashMap的键和值都是String,并遍历

    示例

    package MapTest3;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Set;
    
    public class ArrayListIncludeHashMapDemo {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建ArrayList集合
            ArrayList<HashMap<String, String>> arr = new ArrayList<HashMap<String, String>>();
    
            // 创建HashMap集合,并添加键值对元素
            HashMap<String, String> hm1 = new HashMap<String, String>();
            hm1.put("Alice", "Bob");
            hm1.put("Charlie", "Echo");
            arr.add(hm1);
    
            HashMap<String, String> hm2 = new HashMap<String, String>();
            hm2.put("Zodiac", "Scarlet");
            hm2.put("Harry", "Jessie");
            arr.add(hm2);
    
            HashMap<String, String> hm3 = new HashMap<String, String>();
            hm3.put("Leo", "Lucy");
            hm3.put("Carl", "Kate");
            arr.add(hm3);
    
            // 遍历ArrayList集合
            for (HashMap<String, String> hm : arr) {
                Set<String> keySet = hm.keySet();
                for (String key : keySet) {
                    String value = hm.get(key);
                    System.out.println(key + ", " + value);
                }
            }
        }
    }

    1.6.4 集合嵌套值HashMap嵌套ArrayList

    需求:

      创建一个HashMap集合,存储三个键值对元素,每一个键值对元素的键是String,值是ArrayList

      每一ArrayList的元素是String,并遍历

    示例

    package MapTest4;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Set;
    
    public class HashMapIncludeArrayListDemo {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建HashMap集合
            HashMap<String, ArrayList<String>> hm = new HashMap<String, ArrayList<String>>();
    
            // 创建ArrayList集合,并添加集合
            ArrayList<String> arr1 = new ArrayList<String>();
            arr1.add("Alice");
            arr1.add("Bob");
            hm.put("part1", arr1);
    
            // 创建ArrayList集合,并添加合集
            ArrayList<String> arr2 = new ArrayList<String>();
            arr2.add("Charlie");
            arr2.add("Delta");
            hm.put("part2", arr2);
    
            // 遍历HashMap集合
            Set<String> keySet = hm.keySet();
            for (String key : keySet) {
                System.out.println(key);
                ArrayList<String> strings = hm.get(key);
                for (String s : strings) {
                    System.out.println("\t" + s);
                }
            }
        }
    }

    1.6.5 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出现的次数

      输出样式 "a(5)b(3)c(6)"

    示例

    package HashMapDemo;
    
    import apple.laf.JRSUIUtils;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Scanner;
    import java.util.Set;
    import java.util.TreeMap;
    
    public class HashMapDemo {
        public static void main(String[] args) {
            // 键盘录入一个字符串
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            System.out.println("请输入第一字符串:");
            String line = sc.nextLine();
    
            // 创建HashMap集合,键是Character,值是Integer
            // HashMap<Character, Integer> hm = new HashMap<Character, Integer>();
            TreeMap<Character, Integer> hm = new TreeMap<Character, Integer>();
            
            // 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);
    
                // 拿到的每一个字符串作为键到HashMap集合中去找对应的值,看其返回值
                Integer value = hm.get(key);
    
                if (value == null) {
                    // 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
                    hm.put(key, 1);
                } else {
                    // 如果返回值不是null:说明该字符在HashMap中已存在,把该值加1,然后重新存储该字符和对应的值
                    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);
        }
    }

    0x02 Collections集合工具类

    2.1 Collections概述和使用

    • Collections类的作用

        是针对集合操作的工具类

    • Collections类常用方法

     示例

    package CollectionDemo1;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collections;
    import java.util.List;
    
    public class ColllectionDemo1 {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建集合对象
            List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
    
            // 添加元素
            list.add(30);
            list.add(20);
            list.add(50);
            list.add(40);
            list.add(10);
    
            // public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list)
            // 将指定的列表按升序排序
            // Collections.sort(list);
    
            // public static void reverse(List<?> list)
            // 反转指定列表中元素的顺序
            // Collections.reverse(list);
    
            // public static void shuffle(List<?> 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);
        }
    }

    2.2 ArrayList集合存储学生并排序

     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

    示例

    package CollectionDemo2;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collections;
    import java.util.Comparator;
    
    public class CollectionDemo2 {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建ArrayList集合对象
            ArrayList<Student> arr = new ArrayList<Student>();
    
            // 创建学生对象
            Student s1 = new Student("Charlie", 12);
            Student s2 = new Student("Bob", 14);
            Student s3 = new Student("Alice", 14);
            Student s4 = new Student("Delta", 14);
    
            arr.add(s1);
            arr.add(s2);
            arr.add(s3);
            arr.add(s4);
    
            // 使用Collections对ArrayList集合排序
            // sort(List<T> list, comparator<? super T> c)
            Collections.sort(arr, 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 : arr) {
                System.out.println(s.getName() + ", " + s.getAge());
            }
    
        }
    }

    0x03 斗地主案例

    3.1 模拟斗地主案例-普通版本

    需求:通过程序实现斗地主过程中的洗牌,发牌和看牌

    示例:

    package PokerDemo1;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collections;
    
    public class PokerDemo {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建一个牌盒,也就是定义一个集合对象,用ArrayList集合实现
            ArrayList<String> arr = new ArrayList<String>();
    
            // 往牌盒里面装牌
            /*
            ♦️2,♦️3,♦️4...♦️K,♦️A;
            ♠️️2,...
            ♥️2,...
            ♣️2,...
             */
    
            // 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) {
                    arr.add(color + number);
                }
            }
    
            arr.add("小王");
            arr.add("大王");
    
            // System.out.println(arr);
    
            // 洗牌
            Collections.shuffle(arr);
            // System.out.println(arr);
    
            // 发牌,也就是遍历集合,给3个玩家发牌,
            ArrayList<String> p1 = new ArrayList<String>();
            ArrayList<String> p2 = new ArrayList<String>();
            ArrayList<String> p3 = new ArrayList<String>();
            ArrayList<String> dipai = new ArrayList<String>();
    
            for (int i = 0; i < arr.size(); i++) {
                String poker = arr.get(i);
                if (i >= arr.size() - 3) {
                    dipai.add(poker);
                } else if (i % 3 == 0) {
                    p1.add(poker);
                } else if (i % 3 == 1) {
                    p2.add(poker);
                } else if (i % 3 == 2) {
                    p3.add(poker);
                }
            }
    
            // 看牌,也就是三位玩家分别遍历自己的牌
            lookPoker("Alice", p1);
            lookPoker("Bob", p2);
            lookPoker("Charlie", p3);
            lookPoker("底牌", dipai);
        }
    
        public static void lookPoker(String name, ArrayList<String> array) {
            System.out.print(name + "的牌是:");
            for (String poker : array) {
                System.out.print(poker + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }

    3.2 模拟斗地主案例-升级版本

    需求:通过程序实现斗地主过程中的洗牌,发牌和看牌,对牌进行排序

    示例

    package PokerDemo2;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collections;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.TreeSet;
    
    public class PokerDemo2 {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建HashMap,键是编号,值是牌
            HashMap<Integer, String> hm = new HashMap<Integer, String>();
    
            // 创建ArrayList,存储编号
            ArrayList<Integer> array = new ArrayList<Integer>();
    
            // 创建花色组和点数数组
            String[] colors = {"♦️", "♠️", "♥️", "♣️"};
            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(洗的是编号)
            Collections.shuffle(array);
    
            // 发牌,发的也是编号,为了保证每个玩家编号是排序的,创建TreeSet集合接收
            TreeSet<Integer> p1 = new TreeSet<Integer>();
            TreeSet<Integer> p2 = new TreeSet<Integer>();
            TreeSet<Integer> p3 = new TreeSet<Integer>();
            TreeSet<Integer> dp = new TreeSet<Integer>();
    
            for (int i = 0; i < array.size(); i++) {
                int x = array.get(i);
                if (i >= array.size() - 3) {
                    dp.add(x);
                } else if (i % 3 == 0) {
                    p1.add(x);
                } else if (i % 3 == 1) {
                    p2.add(x);
                } else if (i % 3 == 2) {
                    p3.add(x);
                }
            }
    
            // 调用看牌方法
            lookPoker("Alice", p1, hm);
            lookPoker("Bob", p2, hm);
            lookPoker("Charlie", p3, hm);
            lookPoker("dipai", dp, hm);
        }
    
        public static void lookPoker(String name, TreeSet<Integer> ts, HashMap<Integer, String> hm) {
            System.out.print(name + "的底牌是:");
            for (Integer key : ts) {
                String poker = hm.get(key);
                System.out.print(poker + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
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