java基础（5）-集合类1

集合的由来

数组是很常用的一种数据结构，但假如我们遇到以下这样的的问题：

• 容器长度不确定
• 能自动排序
• 存储以键值对方式的数据

如果遇到这样的情况，数组就比较难满足了，所以也就有了一种与数组类似的数据结构——集合类。即集合是java中提供的一种容器，可用来存储多个数据

数组和集合的区别

1）长度
数组的长度固定
集合的长度可变

2）内容不同
数组存储的是同一种类型元素
集合可存储不同类型的元素

3）元素数据类型
数组可存储基本数据类型，也可存储引用数据类型
集合只能存储引用类型

数组和集合的联系

• 可使用toArray()和Arrays.asList()方法相互转换

集合的集成体系

集合按存储结构可以分为单列集合(Collection)和双列集合(Map)

• Collection

Collection:是单列集合的根接口，Collection表示一组对象。两类子接口分别是LIst和Set【还有一类是Queue】

List接口：特点是元素有序，元素可重复。List接口的主要实现类有ArrayList和LinkedList

Set接口：特点是元素无序并且不可重复。Set接口的主要实现类有HashSet（散列存放）和TreeSet(有序存放)

• Map

1）Map提供了一种映射关系，元素是以键值对（key-value）的形式存储的，能够根据key快速查找value，常用子类有Hashtable,HashMap和TreeMap
2）Map中的键值对以Entry类型的对象实例形式存在
3）键（key值）不可重复，value值可以
4）每个建最多只能映射到一个值
5）Map接口提供了分别返回key值集合、value值集合以及Entry（键值对）集合的方法
6）Map支持泛型，形式如：Map<K,V>

Hashtable：底层是哈希表数据结构，不可存入null键null值，给集合是线程同步的。
HashMap：底层是哈希表数据结构，允许使用null键null值，该集合是不同步的
TreeMap：底层是二叉树数据结构，线程不同步，可以用于给map集合中的键进行排序

Map接口与Collection接口的不同

• map是双列的，collection是单列的
• map的键是唯一，collection的子体系set是唯一
• map集合的数据结构只针对键有效，跟值无关，collection集合的数据结构是针对元素有效

集合框架思维导图

集合中的方法

集合基本功能测试

向集合中添加元素

/*
*向集合中添加一个元素
*/

import java.util.Collection;
import java.util.ArrayList;
public class CollectionDemo1{
	public static void main(String[] args){
		//创建集合对象
		//Collection c = new Collection();//错误，接口不能实例化，需要找实现类
		Collection c = new ArrayList();

		//向集合中添加元素:boolean add(Object o);
		c.add("10w");
		c.add("20w");
		c.add("30w");
		
		//输出
		System.out.println(c);
		
	}
}


----------------------------------------------
输出结果：[10w, 20w, 30w]
----------------------------------------------

删除集合中所有元素

/*
*删除集合中所有元素
*/

import java.util.Collection;
import java.util.ArrayList;

public class CollectionDemo2{
	public static void main(String[] args){
		//创建集合对象
		Collection c = new ArrayList();

		//向集合中添加元素
		c.add("100w");
		c.add("200w");
		c.add("300w");

		System.out.println("删除前:"+c);
		//删除集合中所有元素:void clear()
		c.clear();
		System.out.println("删除后:"+c);

	}


}

------------------------------------------
输出结果:
删除前:[100w, 200w, 300w]
删除后:[]
------------------------------------------

删除该集合中指定的元素

/*
* 删除该集合中指定元素
*/

import java.util.Collection;
import java.util.ArrayList;

public class CollectionDemo3{
	public static void main(String[] args){
		//创建集合
		Collection c = new ArrayList();
		
		//向集合中添加元素
		c.add("10w");
		c.add("30w");
		c.add("50w");	


		System.out.println("删除前："+c);
		//删除该集合中中指定的元素:boolean remove(Object o)
		c.remove("30w");	
		System.out.println("删除后："+c);

	}

}

---------------------------------------------
输出结果：
删除前：[10w, 30w, 50w]
删除后：[10w, 50w]
----------------------------------------------

判断该集合中是否包含某个元素

/*
*判断该集合中是否包含某个元素
*/

import java.util.Collection;
import java.util.ArrayList;

public class CollectionDemo4{
	public static void main(String[] args){
		//创建集合
		Collection c = new ArrayList();
		
		//添加元素
		c.add("hadoop");
		c.add("spark");
		c.add("storm");

		System.out.println(c);
		//判断该集合中是否包含某个元素：boolean contains(Object o)
		System.out.println("判断有没有spark："+c.contains("spark"));
		System.out.println("判断有没有data："+c.contains("data"));

	}

}

---------------------------------------------
输出结果
[hadoop, spark, storm]
判断有没有spark：true
判断有没有data：false
------------------------------------------------

判断集合是否为空

/*
*判断集合是否为空
*/

import java.util.Collection;
import java.util.ArrayList;

public class CollectionDemo5{
	public static void main(String[] args){
		//创建集合
		Collection c1 = new ArrayList();
		Collection c2 = new ArrayList();

		//向集合2中添加元素
		c2.add("java");
		c2.add("scala");
		c2.add("python");

		//判断集合是否为空：boolean isEmpty()
		System.out.println("判断集合c1是否为空:"+c1.isEmpty());
		System.out.println("判断集合c2是否为空:"+c2.isEmpty());

		

	}

}

---------------------------------------------
输出结果
判断集合c1是否为空:true
判断集合c2是否为空:false
-------------------------------------------

获取该集合中元素的个数

/*
*判断该元素的个数
*/

import java.util.Collection;
import java.util.ArrayList;

public class CollectionDemo6{
	public static void main(String[] args){
		//创建集合
		Collection c = new ArrayList();

		//添加元素
		c.add("wujiadogn");
		c.add("jiangrui");
		c.add("sunqiangkun");
		c.add("xuqingyu");

		//获取该集合的元素个数: int size()
		System.out.println(c.size());
		
	}

}


-------------------------------------
输出结果
4
-------------------------------------

将指定集合的所有元素添加到该集合中

/*
*将指定集合的所有元素添加到该集合中
*/


import java.util.Collection;
import java.util.ArrayList;

public class CollectionDemo7{
	public static void main(String[] args){
		//创建集合
		Collection c1 = new ArrayList();
		Collection c2 = new ArrayList();
		
		//添加元素
		c1.add("hadoop");
		c1.add("spark");
		c1.add("storm");

		c2.add("wujiadong");
		
		System.out.println("c1:"+c1);
		System.out.println("c2:"+c2);

		//将指定集合中所有元素添加到该元素中：boolean addAll(Collection c)
		c1.addAll(c2);//将c2添加到c1中
		System.out.println("将集合c2元素添加到c1后的c1："+c1);
		System.out.println("将集合c2元素添加到c1后的c2："+c2);
	
	}

}

---------------------------------------
输出结果
c1:[hadoop, spark, storm]
c2:[wujiadong]
将集合c2元素添加到c1后的c1：[hadoop, spark, storm, wujiadong]
将集合c2元素添加到c1后的c2：[wujiadong]
---------------------------------------

删除指定集合中的所有元素

import java.util.Collection;
import java.util.ArrayList;

public class CollectionDemo8{
	public static void main(String[] args){
		//创建集合
		Collection c1 = new ArrayList();
		Collection c2 = new ArrayList();

		//添加元素
		c1.add("hadoop1");
		c1.add("hadoop2");
		c1.add("hadoop3");

		c2.add("spark1");
		c2.add("spark2");
		c2.add("spark3");
		c2.add("hadoop1");

		System.out.println("c1:"+c1);
		System.out.println("c2:"+c2);

		System.out.println("c1删除c2的元素");
		c1.removeAll(c2);
		System.out.println("c1:"+c1);
		System.out.println("c2:"+c2);

	
	}

}


----------------------------------------
输出结果
c1:[hadoop1, hadoop2, hadoop3]
c2:[spark1, spark2, spark3, hadoop1]
c1删除c2的元素
c1:[hadoop2, hadoop3]
c2:[spark1, spark2, spark3, hadoop1]
---------------------------------------------

判断该集合中是否包含指定集合的所有元素

import java.util.Collection;
import java.util.ArrayList;

public class CollectionDemo8{
	public static void main(String[] args){
		//创建集合
		Collection c1 = new ArrayList();
		Collection c2 = new ArrayList();
		Collection c3 = new ArrayList();

		//添加元素
		c1.add("hadoop1");
		c1.add("hadoop2");
		c1.add("hadoop3");

		c2.add("spark1");
		c2.add("spark2");
		c2.add("spark3");
		c2.add("hadoop1");

		c3.add("hadoop1");
		c3.add("hadoop2");

		System.out.println("c1:"+c1);
		System.out.println("c2:"+c2);
		System.out.println("c3:"+c3);

		System.out.println("c1是否包含c2:"+c1.containsAll(c2));
		System.out.println("c1是否包含c3:"+c1.containsAll(c3));
	     
		System.out.println("retainAll()返回值表示c1是否发生过改变："+c1.retainAll(c2));
		System.out.println("c1:"+c1);
		System.out.println("c2:"+c2);

	}

}

注释：
boolean retainAll(Collection c):两个集合都有的元素
假假设有两个集合A和B,A和B做交集，最终的结果保存在A中，B不变;返回值表示的是A是否发过生改变


--------------------------------
输出结果
c1:[hadoop1, hadoop2, hadoop3]
c2:[spark1, spark2, spark3, hadoop1]
c3:[hadoop1, hadoop2]
c1是否包含c2:false
c1是否包含c3:true
c1和c2都有的元素retainAll()：true
c1:[hadoop1]
c2:[spark1, spark2, spark3, hadoop1]

-------------------------------------

集合的遍历

集合的使用步骤
1）创建集合对象
2）创建元素对象
3）把元素添加到集合
4）遍历集合
a：通过集合对象获取迭代器对象
b：通过迭代器对象的hasNext()方法判断是否有元素
c：通过迭代器对象的next()方法获取元素并移动到下一个位置

方法一：通过转换成数组进行遍历

/*
*通过将集合转换成数组进行遍历
*/

import java.util.Collection;
import java.util.ArrayList;

public class CollectionDemo1{
	public static void main(String[] args){
		//创建集合
		Collection c = new ArrayList();
		
		//向数组中添加元素
		c.add("hadoop");
		c.add("spark");
		c.add("storm");
	
		//Object[] toArray():将集合转换成数组，可以实现集合的遍历
		Object[] objs = c.toArray();
		for(int i=0;i<objs.length;i++){
			System.out.println(objs[i]);
		}
		
	}
}
----------------------------------------
输出结果
hadoop
spark
storm

---------------------------------------

练习：用集合存储5个学生对象，并把学生对象进行遍历

import java.util.Collection;
import java.util.ArrayList;

public class CollectionDemo2{
	public static void main(String[] args){
		//创建集合
		Collection c = new ArrayList();
		
		//创建学生对象
		Student s1 = new Student("wwww",20);
		Student s2 = new Student("jjj",21);
		Student s3 = new Student("ddd",22);
		Student s4 = new Student("sss",23);
		Student s5 = new Student("qqq",24);

        //将对象存储到集合中
        c.add(s1);
        c.add(s2);
        c.add(s3);
        c.add(s4);
        c.add(s5);

		//把集合转成数组
		Object[] objs = c.toArray();
		for(int i=0;i<objs.length;i++){
			System.out.println(objs[i]);
		}
		
	}
}

class Student{
	//成员变量
	private String name;
	private int age;

		
	//构造方法
	public Student(){
		super();
	}

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

	//getXxx()和setXxx()方法
	public void setName(String name){
		this.name = name;
	}
	
	public String getName(){
		return name;
	}
	
	public void setAge(int age){
		this.age = age;
	}

	public int getAge(){
		return age;
	}

	public String toString(){
		return "Student [name="+name+",age="+age+"]";
	}

}

---------------------------------
输出结果
Student [name=wwww,age=20]
Student [name=jjj,age=21]
Student [name=ddd,age=22]
Student [name=sss,age=23]
Student [name=qqq,age=24]

--------------------------------

方法二：集合专用遍历方式：迭代器

import java.util.Collection;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

public class ObjectArrayDemo3{
	public static void main(String[] args){
		//创建集合
		Collection c = new ArrayList();
		
		c.add("hadoop");
		c.add("spark");
		c.add("storm");
		
		// Iterator iterator();迭代器，集合的专用遍历方式
		Iterator it = c.iterator();//实际返回的子类对象,这里是多态
/*
		System.out.println(it.next());
		System.out.println(it.next());
		System.out.println(it.next());
*/
		while(it.hasNext()){
			String s = (String) it.next();
			System.out.println(s);
		}
	}
}

-------------------------------------
输出结果
hadoop
spark
storm
---------------------------------------

练习：用集合存储5个对象，并把学生对象进行遍历，用迭代器遍历

import java.util.Collection;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

public class ObjectArrayDemo4{
	public static void main(String[] args){
		//创建集合
		Collection c = new ArrayList();
		
		Student s1 = new Student("www",21);
		Student s2 = new Student("jjj",22);
		Student s3 = new Student("ddd",23);
		Student s4 = new Student("sss",24);
		Student s5 = new Student("qqq",25);

		c.add(s1);
		c.add(s2);
		c.add(s3);
		c.add(s4);
		c.add(s5);

		Iterator it = c.iterator();
		while(it.hasNext()){
		//	System.out.println(it.next());
			Student s = (Student) it.next();
			System.out.println(s);
		}
	}
}



class Student{
	//成员变量
	private String name;
	private int age;
	
	//无参构造方法
	public Student(){
		super();
	}
	
	//有参构造方法
	public Student(String name,int age){
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	
	//getXxx方法和setXxx方法
	public void setName(String name){
		this.name = name;
	}

	public String getName(){
		return name;
	}

	public void setAge(int age){
		this.age = age;
	}
	
	public int age(){
		return age;
	}

    //为什么需要这个方法，没有这个方法输出结果过就是地址值
	public String toString(){
		return "Student [name="+name+",age="+age+"]";
	}

}

-------------------------------------------
输出结果
Student [name=www,age=21]
Student [name=jjj,age=22]
Student [name=ddd,age=23]
Student [name=sss,age=24]
Student [name=qqq,age=25]
--------------------------------------------

练习：存储字符串并遍历

import java.util.Collection;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

public class ObjectArrayDemo5{
	public static void main(String[] args){
		//创建集合对象
		Collection c = new ArrayList();

		//向集合添加元素
		c.add("wu");
		c.add("sun");
		c.add("jiang");
		c.add("xu");
		c.add("haha");

		//通过集合对象获取迭代器对象
		Iterator it = c.iterator();
		//通过迭代器对象的hasNext()方法判断有没有元素
		while(it.hasNext()){
			//通过迭代器对象的next()方法获取元素
			String s = (String) it.next();
			System.out.println(s);
		}
	}
}

-----------------------------------
输出结果
wu
sun
jiang
xu
haha

------------------------------------

参考资料

1-集合总体大纲