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【JAVA基础】18 集合2

1. HashSet存储字符串并遍历

Set集合概述及特点
- 一个不包含重复元素的Collection。
- set不包含满足 e1.equals(e2) 的元素对 e1 和 e2，并且最多包含一个null元素。
- Set接口没有特殊方法，完全继承Collection接口中的方法。
- 只要注意如何保证Set集合的元素唯一
- 无索引，不可以重复，存取不一致

案例演示

HashSet存储字符串并遍历

package com.heima.set;

import java.util.HashSet;

public class Demo1_HashSet {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> hs = new HashSet<>();
        hs.add("a");
        hs.add("b");
        boolean b1 = hs.add("a");
        System.out.println(b1); //输出false 当存储不成功的时候,返回false
        
        for (String string : hs) {
            System.out.println(string);
        }
    }

}

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2. HashSet存储自定义对象保证元素唯一性

案例演示

存储自定义对象，并保证元素唯一性。

package com.heima.set;

import java.util.HashSet;

import com.heima.bean.Person;

public class Demo2_HashSet {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Person> hs = new HashSet<>(); 
        hs.add(new Person("张三", 23)); 
        hs.add(new Person("张三", 23)); 
        hs.add(new Person("李四", 23)); 
        hs.add(new Person("李四", 23)); 
        hs.add(new Person("王五", 23)); 
        hs.add(new Person("赵六", 23));
        
        for (Person person : hs) {
            System.out.println(person);
        }
        
    }

}

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重写equals()方法

package com.heima.bean;

public class Person {
    private String name;
    private int age;
    public Person() {
        super();
        
    }
    public Person(String name, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = 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;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        Person p = (Person)obj;
        return this.name.equals(p.getName()) && this.age == p.getAge();
        //return super.equals(obj);
    }
    
    
}

重写equals方法后

重写euqals()方法后，并不能保证自定义对象在集合中唯一性

重写hashCode() 和 equals()方法

package com.heima.bean;

public class Person {
    private String name;
    private int age;
    public Person() {
        super();
        
    }
    public Person(String name, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = 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;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
    /*@Override
    public boolean equals(Object obj) {
        Person p = (Person)obj;
        System.out.println("验证equals是否执行");
        return this.name.equals(p.getName()) && this.age == p.getAge();
        
    }
    @Override
    public int hashCode() {
        // 第一种方法：hashCode 返回固定值，每次自定义对象都要与生成的第一个占据了固定值位置的对象比较
        // 由于hashCode相等，继而去调用equals方法。
//        return 10;
        
        // 第二种方法：String对象的hashCode值和 数值 ，减少equals比较调用次数。
//        return name.hashCode() + age;
        
        // 第三种方法：优化：
//        final int NUM = 38;
//        return name.hashCode() * NUM + age;
}
*/        
        // 第四种方法：开发时常用，alt+shift+s 自动生成
    @Override
    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result + age;
        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 (age != other.age)
            return false;
        if (name == null) {
            if (other.name != null)
                return false;
        } else if (!name.equals(other.name))
            return false;
        return true;
    }
        
    
    
    
    
}

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代码优化
- 为了减少比较，优化hashCode()代码写法。
- 最终版就是自动生成即可。

3. HashSet如何保证元素唯一性的原理

HashSet原理
- 我们使用Set集合都是需要去掉重复元素的，如果在存储的时候逐个equals()比较,，效率较低，哈希算法提高了去重复的效率,，降低了使用equals()方法的次数
- 当HashSet调用add()方法存储对象的时候,，先调用对象的hashCode()方法得到一个哈希值,，然后在集合中查找是否有哈希值相同的对象
  - 如果没有哈希值相同的对象就直接存入集合
  - 如果有哈希值相同的对象,，就和哈希值相同的对象逐个进行equals()比较，比较结果为false就存入， true则不存
将自定义类的对象存入HashSet去重复
- 类中必须重写hashCode()和equals()方法
- hashCode()：属性相同的对象返回值必须相同,，属性不同的返回值尽量不同(提高效率)
- equals():：属性相同返回true，属性不同返回false，返回false的时候存储

4. LinkedHashSet的概述和使用

LinkedHashSet的特点
- 保证存取顺序一致
- LinkedHashSet底层是链表实现的，是set集合中唯一一个能保证怎么存就怎么取的集合对象
- 因为是HashSet的子类，所以也是保证元素唯一的，与HashSet的原理一样

案例演示

package com.heima.set;

import java.util.LinkedHashSet;

public class Demo3_LinkedHashSet {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashSet<String> lhs = new LinkedHashSet<>();
        lhs.add("a");
        lhs.add("b");
        lhs.add("b");
        lhs.add("c");
        lhs.add("b");
        lhs.add("a");
        
        for (String string : lhs) {
            System.out.println(string);  // 输出a b c
        }
    }

}

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5. 练习

产生10个1-20之间的随机数要求随机数不能重复

案例演示

需求：编写一个程序，获取10个1至20的随机数，要求随机数不能重复。并把最终的随机数输出到控制台。

package com.heima.test;

import java.util.HashSet;
import java.util.Random;

public class Test1 {

    /**
     编写一个程序，获取10个1至20的随机数，要求随机数不能重复。并把最终的随机数输出到控制台。
     */
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> hs = new HashSet<>();   //创建集合对象 
        Random r = new Random(); //创建随机数对象
        while(hs.size() < 10) {
            int num = r.nextInt(20) + 1;
            hs.add(num);
        }
                
        for (Integer integer : hs) {
            System.out.println(integer);
        }
        
    }

}

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使用Scanner从键盘读取一行输入,去掉其中重复字符, 打印出不同的那些字符

package com.heima.test;

import java.util.HashSet;
import java.util.Scanner;

public class Test2 {

    /**
     使用Scanner从键盘读取一行输入,去掉其中重复字符, 打印出不同的那些字符
     */
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一行字符串：");
        String line = sc.nextLine();
        char[] arr = line.toCharArray(); // 将字符串转换成字符数组
        
        HashSet<Character> hs = new HashSet<>();
        for (Character character : arr) {
            hs.add(character);
        }
        
        for (Character character : hs) {
            System.out.println(character);
        }
    
    }

}

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将集合中的重复元素去掉

package com.heima.test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.List;

public class Test3 {
    /*
     * 将集合中的重复元素去掉
     */
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); 
        list.add("a"); 
        list.add("a"); 
        list.add("a"); 
        list.add("b"); 
        list.add("b"); 
        list.add("b"); 
        list.add("b"); 
        list.add("c"); 
        list.add("c"); 
        list.add("c"); 
        list.add("c");

        System.out.println(list);
        System.out.println("去除重复后:");
        getSingle(list);
        System.out.println(list);
    }
    
    /*
     * 将集合中的重复元素去掉
     * 1,void
     * 2,List<String> list
     */
    
    public static void getSingle(List<String> list) {
        LinkedHashSet<String> lhs = new LinkedHashSet<>();
        lhs.addAll(list);           //将list集合中的所有元素添加到lhs
        list.clear();               //清空原集合
        list.addAll(lhs);         //将去除重复的元素添回到list中
    }
    
}

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6. TreeSet存储Integer类型的元素并遍历

案例演示

TreeSet存储Integer类型的元素并遍历

package com.heima.set;

import java.util.TreeSet;

public class Demo4_TreeSet {

    /**
    TreeSet集合是用来对元素进行排序的，也可以保证元素的唯一性
     */
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<>();
        ts.add(4);
        ts.add(1);
        ts.add(2);
        ts.add(3);
        
        System.out.println(ts);  // 输出[1,2,3,4]
        
    }

}

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7. TreeSet存储自定义对象

案例演示

存储Person对象

package com.heima.bean;

public class Person implements Comparable<Person>{
    private String name;
    private int age;
    public Person() {
        super();
        
    }
    public Person(String name, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = 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;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
    
    //开发时常用，alt+shift+s 自动生成
    @Override
    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result + age;
        result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
        System.out.println(result);
        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 (age != other.age)
            return false;
        if (name == null) {
            if (other.name != null)
                return false;
        } else if (!name.equals(other.name))
            return false;
        return true;
    }
    // control + 1， 点击自动生成重写compareTo方法的样式
    @Override
    public int compareTo(Person o) {
        
        return -1;
    }
        
    
    
    
    
}

Person类Comparable接口

package com.heima.set;

import java.util.TreeSet;

import com.heima.bean.Person;

public class Demo5_TreeSet {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Person> ts = new TreeSet<>();
        ts.add(new Person("Ann",22));
        ts.add(new Person("Bill",23));
        ts.add(new Person("Carolle",21));
        ts.add(new Person("Dell",28));
        
        System.out.println(ts); 
        // 报错，ClassCastException
        // Person类接入 Comparable接口，重写compareTo方法后，按照规则输出
        
        
    }

}

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TreeSet集合是用来对象元素进行排序的，同样他也可以保证元素的唯一
当compareTo方法返回0的时候，集合中只有一个元素
当compareTo方法返回正整数的时候，集合会怎么存就怎么取（存取顺序一致）
当compareTo方法返回负整数的时候，按照倒序返回

8. TreeSet保证元素唯一和自然排序的原理和图解

画图演示

TreeSet保证元素唯一和自然排序的原理和图解

主要条件age，次要条件name

@Override
    public int compareTo(Person o) {
        
        int num = this.age - o.age;
        return num == 0 ? this.name.compareTo(o.name): num;
    }

9. TreeSet存储自定义对象并遍历练习

TreeSet存储自定义对象并遍历练习1(按照姓名排序)

@Override
    public int compareTo(Person o) {
        int num = this.name.compareTo(o.name);
        return num == 0 ? this.age - o.age : num;
        }

TreeSet存储自定义对象并遍历练习2(按照姓名的长度排序)

@Override
    public int compareTo(Person o) {
        int length = this.name.length() - o.name.length();
        int num = length == 0 ? this.name.compareTo(o.name) : length;
        return num == 0 ? this.age - o.age : num;
        
    }

10. TreeSet保证元素唯一和比较器排序的原理及代码实现

案例演示

TreeSet保证元素唯一和比较器排序的原理及代码实现

package com.heima.set;

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;

public class Demo6_TreeSet {

    /**
     TreeSet保证元素唯一和比较器排序的原理及代码实现
     */
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<String> ts = new TreeSet<>(new CompareByLen()); // Comparator<String> cp = new CompareByLen();
        ts.add("aaaaaaaaaaaaaaaa");
        ts.add("wc");
        ts.add("who");
        ts.add("MCGA");
        ts.add("Make China Great Again");
        ts.add("Trump");
        ts.add("piapiapia");
        
        for (String string : ts) {
            System.out.println(string);
        }
        
    }

}

class CompareByLen implements Comparator<String> {

    @Override
    public int compare(String s1, String s2) {
        // 按照字符串的长度进行比较
        int length = s1.length() - s2.length();
        return length == 0 ? s1.compareTo(s2) : length;
    }
    
}

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TreeSet原理
- 特点
  - TreeSet是用来排序的，可以指定一个顺序，对象存入之后会按照指定的顺序排列
- 使用方式
  - 自然顺序(Comparable)
    - TreeSet类的add()方法中会把存入的对象提升为Comparable类型
    - 调用对象的compareTo()方法和集合中的对象比较
    - 根据compareTo()方法返回的结果进行存储
  - 比较器顺序(Comparator)
    - 创建TreeSet的时候可以制定一个Comparator
    - 如果传入了Comparator的子类对象，那么TreeSet就会按照比较器中的顺序排序
    - add()方法内部会自动调用Comparator接口中compare()方法排序
    - 调用的对象是compare方法的第一个参数，集合中的对象是compare方法的第二个参数
  - 两种方式的区别
    - TreeSet构造函数什么都不传，默认按照类中Comparable的顺序(没有就报错ClassCastException)
    - TreeSet如果传入Comparator，就优先按照Comparator

11. 练习

在一个集合中存储了无序并且重复的字符串，定义一个方法，让其有序(字典顺序)，而且还不能去除重复

package com.heima.test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;
import java.util.TreeSet;

public class Test5 {

    /**
    在一个集合中存储了无序并且重复的字符串，定义一个方法，让其有序(字典顺序)，而且还不能去除重复
     */
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); 
        list.add("ccc"); 
        list.add("ccc"); 
        list.add("aaa"); 
        list.add("aaa"); 
        list.add("bbb"); 
        list.add("ddd");
        list.add("ddd");

        sort(list);
        System.out.println(list);
    }
    
    /*
     * 定义方法，排序并保留重复
     * 分析：
     * 1. 创建TreeSet集合对象，因为String本身就具备比较功能，但是重复不会保留，所以我们用 比较器
     * 2. 将list集合中所有的元素添加到TreeSet集合中，对其排序，保留重复
     * 3. 清空list集合
     * 4. 将TreeSet集合中排好序的元素添加到list中
    */
    
    public static void sort(List<String> list) {
        //1. 创建TreeSet集合对象，因为String本身就具备比较功能，但是重复不会保留，所以我们用 比较器
        TreeSet<String> ts = new TreeSet<>(new Comparator<String>() {

            @Override
            public int compare(String s1, String s2) {  // 这边使用了Comparator的匿名内部类的方法，重写了compare方法
                int num = s1.compareTo(s2);  // 比较字符串顺序为主要条件
                return num == 0 ? 1 : num;  // 保留重复数据
            } });
        
        // 2. 将list集合中所有的元素添加到TreeSet集合中，对其排序，保留重复
        ts.addAll(list);
        
        // 3. 清空list集合
        list.clear();
        
        // 4. 将TreeSet集合中排好序的元素添加到list中
        list.addAll(ts);
    }
}

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从键盘接收一个字符串, 程序对其中所有字符进行排序,例如键盘输入: helloitcast程序打印:acehillostt

package com.heima.test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.Scanner;
import java.util.TreeSet;

public class Test6 {

    /**
     从键盘接收一个字符串, 程序对其中所有字符进行排序,例如键盘输入: helloitcast程序打印:acehillostt
     */
    public static void main(String[] args) {
        /*
         * 1. 键盘录入字符串，Scanner
         * 2. 将字符串转换为字符数组
         * 3. 定义TreeSet集合，传入比较器对字符排序并保留重复
         * 4. 遍历字符数组，将每一个字符存储在TreeSet集合中
         * 5. 遍历TreeSet集合，打印每一个字符
         */
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一行字符串：");
        
        String line = sc.nextLine();
        char[] arr = line.toCharArray();
        
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add(line);
        
        System.out.println(list);
        
        TreeSet<Character> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Character>() {

            @Override
            public int compare(Character c1, Character c2) {
                int num = c1.compareTo(c2);
                return num == 0 ? 1 : num;
            }
        });
        
        for (char c : arr) {
            ts.add(c);
        }
        
        for (Character ch : ts) {
            System.out.print(ch);
        }
        
    }

}

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程序启动后, 可以从键盘输入接收多个整数, 直到输入quit时结束输入. 把所有输入的整数倒序排列打印

package com.heima.test;

import java.util.Comparator;
import java.util.Scanner;
import java.util.TreeSet;

public class Test7 {

    /**
     程序启动后，可以从键盘输入接收多个整数，直到输入quit时结束输入。
     把所有输入的整数倒序排列打印
     */
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入整数：");
        
        TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Integer>() {

            @Override
            public int compare(Integer i1, Integer i2) {
                int num = i2.compareTo(i1);  //自动拆箱
                return num==0 ? 1: num;
            }
        }
                );
        
        while(true) {
            String line = sc.nextLine();
            if("quit".equals(line))  //如果字符串常量和变量比较,常量放前面,这样不会出现空指针异常,变量里面可能存储null
                break;
            try {
                int num = Integer.parseInt(line);  //将数字字符串转换成数字
                ts.add(num);
                
            } catch (Exception e) {
                System.out.println("您录入的数据有误,请输入一个整数");
            }
        }
        
        
        for (Integer integer : ts) {
            System.out.println(integer);
        }
        
    }

}

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键盘录入学生信息按照总分排序后输出在控制台

需求：键盘录入5个学生信息(姓名,语文成绩,数学成绩,英语成绩),按照总分从高到低输出到控制台。

package com.heima.test;

import java.util.Comparator;
import java.util.Scanner;
import java.util.TreeSet;

import com.heima.bean.Student;

public class Test8 {

    /**
     需求：键盘录入5个学生信息(姓名,语文成绩,数学成绩,英语成绩),按照总分从高到低输出到控制台。
     分析：
     1. 定义一个学生类
         成员变量：姓名，语文成绩，数学成绩，英语成绩，总成绩
         成员方法：
             空参构造
             有参构造（参数：姓名，语文成绩，数学成绩，英语成绩）
             toString方法：遍历集合中的Student对象，显示属性值
     2. 键盘录入Scanner
     3. 创建TreeSet集合对象，引入比较器，按总成绩从高到低排序
     4. 录入5个学生，所以集合中的学生个数为判断条件，如果size是小于5就进行存储
     5. 将录入的字符串切割，用逗号切割，会返回一个字符串数组，将字符串数组中从第二个元素转换成int数组
     6. 将转换后的结果封装成Studeng对象，将Studeng添加到TreeSet集合中
     7. 遍历TreeSet集合，打印每一个Student对象

     */
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入5个学生成绩格式是:(姓名,语文成绩,数学成绩,英语成绩)");

        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Student>(
                ) {

            @Override
            public int compare(Student s1, Student s2) {
                int num = s2.getSum() - s1.getSum();//根据学生的总成绩降序排列
                return num==0 ? 1 : num;
            }
        });

        while(ts.size() < 5) {
            String line = sc.nextLine();
            try {
                String[] arr = line.split(",");
                int chinese = Integer.parseInt(arr[1]);
                int math = Integer.parseInt(arr[2]);
                int english = Integer.parseInt(arr[3]);
                ts.add(new Student(arr[0],chinese,math,english));
            } catch (Exception e) {
                System.out.println("录入格式有误,输入5个学生成绩格式是:(姓名,语文成绩,数学成绩,英语成绩)");
            }
        }

        System.out.println("排序后的学生成绩是:");
        for (Student student : ts) {
            System.out.println(student);
        }

    }

}

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12. List和Set在for循环，迭代器，增强for循环的小结

List
- 普通for循环, 使用get()逐个获取
- 调用iterator()方法得到Iterator，使用hasNext()和next()方法
- 增强for循环,，只要可以使用Iterator的类都可以用
- Vector集合可以使用Enumeration的hasMoreElements()和nextElement()方法
Set
- 调用iterator()方法得到Iterator，使用hasNext()和next()方法
- 增强for循环，只要可以使用Iterator的类都可以用
普通for循环、迭代器、增强for循环是否可以在遍历的过程中删除

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