Java集合框架之四大接口、常用实现类

Java集合框架

<Java集合框架的四大接口>

Collection：存储无序的、不唯一的数据；其下有List和Set两大接口。

List：存储有序的、不唯一的数据；

Set：存储无序的、唯一的数据；

Map：以键值对的形式存储数据，以键取值。键不能重复，但值可以重复。

接口的常用实现类：ArrayList、LinkedList、Vector、HashSet、LinkedHashSet、TreeSet、HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、HashTable

一、List接口

是一个有序集合，继承自Collection接口。现已知常用实现类有：ArrayList、LinkedList、Vector。

1. 常用方法：

add（）：在列表的最后添加元素；

add（index，obj）：在列表的指定位置添加元素；

size（）：返回当前列表的元素个数

get（int index）：返回下标为index的元素；

clear（）：清除列表中所有元素；

isEmpty（）：检测列表是否为空；返回true/false；

contains（）：传入一个对象，检测列表中是否含有该对象；

indexOf（）：传入一个对象，返回该对象在列表中首次出现的地址；

lastInsevOf（）：传入一个对象，返回该对象在列表中最后一次出现的地址；

remove（）：传入一个下标，或者一个对象，删除指定元素；如果删除指定对象，需要重写equals（）方法，比对传入的对象是不是属于原列表，如果属于，结果返回true；

set（index，obj）：用新传入的对象，将指定位置的元素替换掉，返回被替换前的元素对象；

subList（）：截取一个子列表返回List类型；

toArray（）：将列表转为数组，返回一个Object[]类型；

iterator（）：使用迭代器遍历。

2. 如何输出List列表？

a. for循环；

b. foreach遍历（比较常用）；

c. 使用迭代器遍历列表；

3. List接口的常用实现类：

ArrayList和LinkedList实现类是继承自List接口的，所以List的常用方法它们也是适用的。

a. ArrayList

ArrayList实现了一个长度可变的数组，在内存空间中开辟一串连续的空间。

b. LinkedList

LinkedList使用链表结构存储数据，在插入和删除元素是速度非常快。

//ArrayList实现类
ArrayList<String> list1=new ArrayList<String>();
list1.add("第一条数据");  
list1.add("第二条数据");
list1.add("第三条数据");
list1.add("第四条数据");
list1.add("第五条数据");
list1.add("第三条数据");
list1.add(2,"第六条数据");  //在第三条数据后添加“第六条数据”

System.out.println(list1.size()); //返回列表长度
System.out.println(list1.get(2));  //返回“第六条数据”
//list1.clear(); //清除所有数据
System.out.println(list1.isEmpty()); //返回false
System.out.println(list1.contains("第一条数据"));  //返回true
System.out.println(list1.indexOf("第三条数据"));  //返回3
System.out.println(list1.lastIndexOf("第三条数据"));   //返回6
System.out.println(list1.remove(1));  //删除“第二条数据”
System.out.println(list1.set(0, "替换第一条数据"));  //替换第一条数据
List list=list1.subList(2, 5);  //截取第三到第五条数据，返回List
System.out.println(list1.toString());  //转成数组
        
//LinkedList实现类
LinkedList<News> list2=new LinkedList<News>();
list2.add(new News(1,"xxxxxxx","赵"));
list2.add(new News(2,"sssssss","钱"));
list2.add(new News(3,"yyyyyyy","孙"));
list2.add(new News(4,"nnnnnnn","李"));
list2.add(new News(5,"rrrrrrr","周"));
System.out.println(list2.contains(new News(3,"yyyyyyy","孙")));  //返回为true；重写equals()方法；如果不重写equals()方法，返回为false；
System.out.println(list2.remove(new News(1,"xxxxxxx","赵")));  //返回为true
        
                /*
         * 使用for循环遍历
         */
        for (int i = 0; i < list1.size(); i++) {
            if(list1.get(i) instanceof String){  //判断传入的数据属不属于String类型
                String str=list1.get(i);
                System.out.println(str);
            }
        }
        /*
         * foreach遍历
         */
        for (News news : list2) {
            System.out.println(news.getId()+"   "+news.getTitle()+"	"+news.getAuthor());
        }
        /*
         * 迭代器遍历
         */
        Iterator<String> iter=list.iterator();
        while(iter.hasNext()){ //判断list有没有下一条
            String s=iter.next();  //字符串取到下一条
            System.out.println(s);
        }        
                    

/**
 *News类
 */
class News{
    private int id;
    private String title;
    private String author;

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (obj == null)
            return false;
        if (getClass() != obj.getClass())
            return false;
        News other = (News) obj;
        if (author == null) {
            if (other.author != null)
                return false;
        } else if (!author.equals(other.author))
            return false;
        if (id != other.id)
            return false;
        if (title == null) {
            if (other.title != null)
                return false;
        } else if (!title.equals(other.title))
            return false;
        return true;
    }
    public News() {
        super();
    }
    public News(int id, String title, String author) {
        super();
        this.id = id;
        this.title = title;
        this.author = author;
    }
    public int getId() {
        return id;
    }
    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }
    public String getTitle() {
        return title;
    }
    public void setTitle(String title) {
        this.title = title;
    }
    public String getAuthor() {
        return author;
    }
    public void setAuthor(String author) {
        this.author = author;
    }
    
    
}

二、Set接口

1. 常用方法：

与List接口基本相同。但是Set接口中的元素是无序的，因此没有与下标有关的方法。例如：get（index）、remove（index）、add（index，obj）

2. Set接口的现已知常用实现类有：

HashSet、LinkedHashSet、TreeSet

3. HashSet

底层是HashMap的相关方法，传入数据后，根据数据的hashCode进行散列运算，得到一个散列值后再进行运算，确定元素在序列中存储的位置。

所以，使用HashSet存数据必须在实体类中重写hashCode和equals方法！！

    //HashSet无序的
    Set<String> set1=new HashSet<String>();
    set1.add("set1");
    set1.add("set2");
    set1.add("set3");
    set1.add("set4");
    set1.add("set5");

    //foreach遍历
    for (String set : set1) {
        System.out.println(set);
    }
      

4. LinkedHashSet

在HashSet的基础上，新增了一个链表。用链表来记录HashSet种元素放入的顺序；HashSet依然是无序的，但链表会按照存入的顺序存储。

    //LinkedHashSet按照放入的顺序输出
    Set<Person> set2=new LinkedHashSet<Person>();
//  set2.addAll(set1);  //追加set1的所有数据
    set2.add(new Person(1,"红"));
    set2.add(new Person(2,"黄"));
    set2.add(new Person(3,"蓝"));
    set2.add(new Person(4,"绿"));
    set2.add(new Person(4,"绿"));    

    //迭代器遍历
    Iterator<Person> iter=set2.iterator();
    while(iter.hasNext()){
        Person p=iter.next();
        System.out.println(p.getId()+"	"+p.getName());
    }

class Person{
    private int id;
    private String name;
    
    /*
     * 如果不重写hashCode和equals方法，存入相同数据时将无法比对
     *
     */
    @Override
    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result + id;
        result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
        return result;
    }
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (obj == null)
            return false;
        if (getClass() != obj.getClass())
            return false;
        Person other = (Person) obj;
        if (id != other.id)
            return false;
        if (name == null) {
            if (other.name != null)
                return false;
        } else if (!name.equals(other.name))
            return false;
        return true;
    }
    public Person() {
        super();
    }
    public Person(int id, String name) {
        super();
        this.id = id;
        this.name = name;
    }
    public int getId() {
        return id;
    }
    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    
}

5. TreeSet

将存入的数据，进行排序，然后输出。

如果传入的是一个实体对象，那么需要传入比较器：实体类实现Comparable接口，并重写CompareTo方法；

    //TreeSet从小到大输出。存入元素，默认升序排序；存入实体对象，需要传入比较器
    Set<Person> set3=new TreeSet<Person>();
    set3.add(new Person(11,"a"));
    set3.add(new Person(22,"b"));
    set3.add(new Person(33,"c"));
    set3.add(new Person(44,"d"));

    //迭代器遍历
    Iterator<Person> iter=set3.iterator();
    while(iter.hasNext()){
        Person p=iter.next();
        System.out.println(p.getId()+"	"+p.getName());
    }

class Person implements Comparable{  //实现
    private int id;
    private String name;
    
    //compareTo方法判断传入的对象和已有对象
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        Person p=null;
        if(o instanceof Person){
            p=(Person)o;
        }else{
            return 0;
        }
        return this.id -p.getId();  //为正数，升序；为负数，降序；等于0，位置不变
    }
    
    public Person() {
        super();
    }
    public Person(int id, String name) {
        super();
        this.id = id;
        this.name = name;
    }
    public int getId() {
        return id;
    }
    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    
}

三、Map接口

1. Map接口的特点：

以键值对的形式存储数据，以键取值。键不能重复，值可以重复。

2. Map接口的现已知常用实现类有：

HashMap、HashTable、LinkedHashMap、TreeMap

3. 常用方法：

put（key，value）：向Map的最后追加一个键值对；

get（key）：通过键，取到一个值；

clear（）：清除Map中的所有数据；

containsKey（key）：检测是否包含指定的键；

containsValue（obj）：检测是否包含指定的值；

replace（）：替换指定键的值；

4. 遍历Map

a. keySet（）：返回Set，先取键，再取值；

b. values（）：返回Collection，直接取值；

c. 取代一个entry键值对，返回Set<Entry<>>；

        Map<String, String> map1=new HashMap<String, String>();
        map1.put("01", "aaaaaa");
        map1.put("02", "bbbbbb");
        map1.put("03", "cccccc");
        map1.put("04", "dddddd");
//        map1.clear();  //清除所有数据
        System.out.println(map1.containsKey("01"));  //返回true
        System.out.println(map1.containsValue("aaaa"));  //返回false
        System.out.println(map1.replace("03", "dddddd"));  //将cccccc替换为dddddd
        System.out.println(map1.get("02"));  //返回bbbbbb
        
        /**
         * 遍历Map的方式一，先取键，再取值
         */
        Set<String> keys=map1.keySet();  //取到所有键
        Iterator<String> iter=keys.iterator();
        while(iter.hasNext()){ //迭代器遍历取到每一个键
            String key=iter.next();
            System.out.println(key+"  "+map1.get(key)); //key:取到键    map1.get(key):取到每个键对应的值
        }
        
        /**
         * 遍历Map的方式二，直接取值；只能取到值
         */
        Collection<String> values = map1.values();
        Iterator<String> iter1= values.iterator();
        while(iter1.hasNext()){
            System.out.println(iter1.next());
        }
        
        /**
         * 遍历Map的方式三,取到一个entry键值对
         */
        Set<Entry<String,String>> set= map1.entrySet();
        Iterator<Entry<String,String>> iter2=set.iterator();
        while(iter2.hasNext()){
            Entry<String,String> entry=iter2.next();
            System.out.println(entry.getKey()+"  "+entry.getValue());
        }
        

5. LinkedHashMap

可以使用列表，记录数据放入的次序，输出的顺序与放入的顺序一致。与LinkEDHashSet一样。

6. TreeMap

根据键的顺序，进行排序后输出。与TreeSet。

如果传入的是实体对象，必须重写比较函数。

7. HashMap和HashTable的区别？

a. HashTable是线程安全的，HashMap是线程不安全的；

b. HashTable的键不能为null，HashMap的键可以为null；

c. HashTable继承自Dirctionary字典类，HashMap继承自abstract类；

d. 扩容大小：HashTable两倍，HashMap两倍加一；

e. 初始容量：HashTable为11，HashMap为16；两者的填充因子默认都是0.75；