Java—集合框架List

• 集合的概念

　　现实生活中：很多的事物凑在一起

　　数学中的集合：具有共同属性的事物的总和

　　Java中的集合类：是一种工具类，就像是容器，存储任意数量的具有共同属性的对象

• 集合的作用

1. 在类的内部，对数据进行组织（针对作用与意义一样的属性，将他们放到一个集合中）
2. 简单而快速的搜索大数量的条目
3. 有的集合接口，提供了一系列排列有序的元素，并且可以在序列中快速的插入或删除有关元素
4. 有的集合接口，提供了映射关系，可以通过关键字（key）去快速查找到对应的唯一对象，而这个关键字可以是任意类型

• 与数组相比

1. 数组的长度固定，集合长度可变
2. 数组只能通过下标访问元素，下标为整型，类型固定，而有的集合可以通过任意类型（下标）查找所映射的具体对象

• Java集合框架体系结构

　　Collection和Map接口是两个根接口。

　　Collection有三个子接口，分别是List（序列）、Queue（队列）和Set（集）接口，其中List和Queue存储的元素是排列有序的、可重复的，Set中存储的元素是无序的、不可重复的。这三个子接口中List和Set是比较常用的。List 有个很常用也很重要的实现类ArrayList（数组序列），Queue有个很重要是实现类LinkedList（链表），LinkedList类同时也是List接口的实现类，Set也有很重要的实现类HashSet（哈希集）。

　　Map接口也有很多子接口，常用的是它的实现类，其中有个很重要的实现类HashMap（哈希表）。

　　在Collection中存储的是一个一个独立的对象。而Map内部，以一个Key一个Value两个对象为一个映射去存储数据，这样的一个映射便是Entry类的实例，Entry类（键值对）是Map的一个内部类，Key和Value可以是任意类型的对象。

　　

• Collection接口、子接口以及实现类

　　Collection接口是List、Queue和Set接口的父接口；定义了可用于操作List、Set和Queue的增删改查的操作

1. List接口及其实现类——ArrayList

　　List是元素有序并且可以重复的集合，被称为序列；可以精确的控制每个元素的插入位置，或删除某个位置元素；ArrayList是数组序列，底层是由数组实现的。

　　以学生选课为例，介绍List的使用：

　　1.1添加

　　Course.java

package com.test.collection;

/**
 * 课程类
 * @author Administrator
 *
 */
public class Course {
    public String id;
    public String name;
    public Course(String id, String name){
        this.id = id;
        this.name = name;
    }
}

　　Student.java

package com.test.collection;

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
/**
 * 学生类
 * @author Administrator
 *
 */
public class Student {
    public String id;
    public String name;
    public Set courses;//所选课程
    public Student(String id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.courses = new HashSet();//实例化sourses（Set是接口，接口不能被直接实例化）
    }
}

　　ListTest.java

package com.test.collection;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

/**
 * 备选课程类
 * @author Administrator
 *
 */
public class ListTest {
    /**
     * 用于存放备选课程的List
     */
    public List coursesToSelect;
    public ListTest() {
        this.coursesToSelect = new ArrayList();
    }
    
    /**
     * 用于向coursesToSelect中添加备选课程
     */
    public void testAdd() {
        Course c1 = new Course("1", "数据结构");//创建课程对象的实例
        coursesToSelect.add(c1);//调用add方法，添加课程到备选课程List中
        Course temp = (Course) coursesToSelect.get(0);//对象存入集合都变成Object，忽略对象之前的类型，取出时需类型转换
        System.out.println("添加了课程：" + temp.id + ":" + temp.name);
        
        Course c2 = new Course("2", "C语言");
        coursesToSelect.add(0, c2);//List中重载的另一个add()方法，可指定元素所添加的位置
        Course temp2 = (Course) coursesToSelect.get(0);
        System.out.println("添加了课程：" + temp2.id + ":" + temp2.name);
        
        coursesToSelect.add(c1);//List中元素可以重复
        Course temp0 = (Course) coursesToSelect.get(2);
        System.out.println("添加了课程：" + temp0.id + ":" + temp0.name);
        
        //以下方法会抛出数组下标越界异常
        //Course c3 = new Course("3", "Java");
        //coursesToSelect.add(4, c3);
        
        Course[] course = {new Course("3", "离散数学"), new Course("4", "汇编语言")};
        coursesToSelect.addAll(Arrays.asList(course));
        Course temp3 = (Course) coursesToSelect.get(3);
        Course temp4 = (Course) coursesToSelect.get(4);
        System.out.println("添加了两门课程：" + temp3.id + ":" + temp3.name + 
                temp4.id + ":" + temp4.name);
        
        Course[] course2 = {new Course("5", "高等数学"), new Course("6", "计算机网络")};
        coursesToSelect.addAll(2, Arrays.asList(course2));
        Course temp5 = (Course) coursesToSelect.get(2);
        Course temp6 = (Course) coursesToSelect.get(3);
        System.out.println("添加了两门课程：" + temp5.id + ":" + temp5.name + 
                temp6.id + ":" + temp6.name);
        
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        ListTest lt = new ListTest();
        lt.testAdd();
    }
}

 　　执行结果：

　　添加了课程：1:数据结构
　　添加了课程：2:C语言
　　添加了课程：1:数据结构
　　添加了两门课程：3:离散数学4:汇编语言
　　添加了两门课程：5:高等数学6:计算机网络

 　　1.2查询

package com.test.collection;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

/**
 * 备选课程类
 * @author Administrator
 *
 */
public class ListTest {
    /**
     * 用于存放备选课程的List
     */
    public List coursesToSelect;
    public ListTest() {
        this.coursesToSelect = new ArrayList();
    }
    
    /**
     * 取得List中的元素的方法
     */
    public void testGet() {
        int size = coursesToSelect.size();
        System.out.println("有以下课程选择：");
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            Course c = (Course) coursesToSelect.get(i);
            System.out.println("课程：" + c.id + ":" + c.name);
        }
    }
    
    /**
     * 通过迭代器访问集合元素
     */
    public void testIterator() {
        Iterator it = coursesToSelect.iterator();
        System.out.println("有以下课程选择(通过迭代器访问)：");
        while (it.hasNext()) {
            Course c = (Course) it.next();
            System.out.println("课程：" + c.id + ":" + c.name);
        }
    }
    
    /**
     * 通过for each方法访问集合元素
     */
    public void testForEach() {
        System.out.println("有以下课程选择(通过for each访问)：");
        for (Object obj : coursesToSelect) {
            Course c = (Course) obj;
            System.out.println("课程：" + c.id + ":" + c.name);
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        ListTest lt = new ListTest();
        lt.testGet();
        lt.testIterator();
        lt.testForEach();
    }
}

　　执行结果：

　　有以下课程选择：
　　课程：2:C语言
　　课程：1:数据结构
　　课程：5:高等数学
　　课程：6:计算机网络
　　课程：1:数据结构
　　课程：3:离散数学
　　课程：4:汇编语言

 　　1.3修改

public class ListTest {public void testModify() {
        Course c = new Course("7", "毛概");
        coursesToSelect.set(4, c);
    }
}

　　修改后，有以下课程可以选择：
　　课程：2:C语言
　　课程：1:数据结构
　　课程：5:高等数学
　　课程：6:网络技术
　　课程：7:毛概
　　课程：3:离散数学
　　课程：4:汇编语言

　　1.4删除

public class ListTest {public void testDelete() {
        /*coursesToSelect.remove(4);*/
        /*Course c = (Course) coursesToSelect.get(4);
        coursesToSelect.remove(c); */
        Course[] courses = {(Course) coursesToSelect.get(4), (Course) coursesToSelect.get(5)};
        coursesToSelect.removeAll(Arrays.asList(courses));
        System.out.println("删除了课程");
    }
}

　　删除后，有以下课程可以选择：
　　课程：2:C语言
　　课程：1:数据结构
　　课程：5:高等数学
　　课程：6:网络技术
　　课程：4:汇编语言