专栏首页李蔚蓬的专栏Java知识梳理 | 详析三大集合类(附实用例程 + 实践练习题)

Java知识梳理 | 详析三大集合类(附实用例程 + 实践练习题)

1. 集合类概述

1.1. java.util包中提供了一些集合类,这些集合类又被称为容器。

1.2. 关于容器,集合类与数组的不同之处:

  • 数组的长度是固定的,集合的长度是可变的;
  • 数组用来存放基本类型的数据,集合用来存放对象的引用

1.3. 常用的集合有List集合、Set集合和Map集合;   List与Set继承了Collection接口各接口还提供了不同的实现类。 常用集合类的继承关系如下:


2. Collection接口

  • Collection接口是层次结构中的根接口;
  • 构成Collection的单位称为元素
  • Collection接口通常不能直接使用,但该接口提供了添加元素、删除元素、管理数据的方法。
  • 由于List接口与Set接口都继承了Collection接口,因此这些方法对List集合与Set集合是通用的。 常用方法如下表:

下面是一个综合实例,把表中的方法都用一遍:

(Ps:

  • iterator迭代器有点儿像一个指针一样的东西,指向list对象中的某一个元素;
  • it.hasNext()中迭代器的hasNext()第一次用的时候,指向第一个元素,next()同理)
package com.lzw;

import java.util.*;

public class Muster { // 创建类Muster
    public static void main(String args[]) {
        Collection<String> list = new ArrayList<>(); // 实例化集合类对象
        list.add("a"); // 向集合添加数据
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("d");
        list.add("e");
        System.out.println("Now add a&b&c&d&e to the list , its size is:"+list.size());
        System.out.println("Print out all element of the list:");
        Iterator<String> it = list.iterator(); // 创建迭代器
        while (it.hasNext()) { // 判断是否有下一个元素
            String str = (String) it.next(); // 获取集合中元素
            System.out.println(str);
        }
        System.out.println("------------------------------------------------");
        list.remove("a");
        list.remove("b");
        list.remove("c");
        System.out.println("Now remove a&b&c of the list , its size is:"+list.size());
        System.out.println("Print out all element of the list:");
        Iterator<String> it1 = list.iterator(); 
        while(it1.hasNext()){
            String str = (String)it1.next();
            System.out.println(str);
        }
        System.out.println("Now is the list Empty?   "+list.isEmpty());
        System.out.println("------------------------------------------------");
        list.remove("d");
        list.remove("e");
        System.out.println("Now remove d&e of the list , its size is:"+list.size());
        System.out.println("Now is the list Empty?   "+list.isEmpty());
    }
}

输出结果:

Now add a&b&c&d&e to the list , its size is:5
Print out all element of the list:
a
b
c
d
e
------------------------------------------------
Now remove a&b&c of the list , its size is:2
Print out all element of the list:
d
e
Now is the list Empty?   false
------------------------------------------------
Now remove d&e of the list , its size is:0
Now is the list Empty?   true

3. List集合

  • List集合包括List接口以及接口的所有实现类
  • List集合中的元素允许重复,各元素的顺序就是对象插入的顺序
  • 类似Java数组,用户可通过使用索引(元素在集合中的位置)来访问集合中的元素。
3.1 List接口

List接口继承了Collection接口,因此包含Collection中的所有方法。

此外,List接口还定义了以下两个非常重要的方法: get(int index):获得指定索引位置的元素; set(int index,Object obj):将集合中指定索引位置的对象修改为指定的对象。

3.2 List接口的实现类

List接口的常用实现类有ArrayListLinkedList.

ArrayList类 a. 实现了可变的数组,允许保存所有元素,包括null,并可以根据索引位置对集合进行快速的随机访问; b. 缺点是向指定的索引位置插入对象或删除对象的速度较慢。

LinkedList类 a.采用链表结构保存对象。 b.优点是便于向集合中插入和删除对象,需要向集合中插入、删除对象时,使用LinkedList类实现的List集合的效率较高: c. 但对于随机访问集合中的对象,使用LinkedList类实现List集合的效率较低。

使用List集合时通常声明为List类型,可通过不同的实现类实例化集合。 分别通过ArrayListLinkedList类实例化List集合,代码如下:

List<E> list = new ArrayList<>();
List<E> list2 = new LinkedList<>();

在上面的代码中,E可以是合法的Java数据类型。 例如,如果集合中的元素为字符串类型,那么E可以修改为String

下面是一个综合实例:

import java.util.*;

public class Gather { // 创建类Gather
    public static void main(String[] args) { // 主方法
        List<String> list = new ArrayList<>(); // 创建集合对象
        list.add("a"); // 向集合添加元素
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("d");
        list.add("e");
        int i = (int) (Math.random() * (list.size())); // 获得0~4之间的随机数
        System.out.println("随机获取数组中的元素:" + list.get(i));
        list.remove(2); // 将指定索引位置的元素从集合中移除
        System.out.println("将索引是'2'的元素从数组移除后,数组中的元素是:");
        for (int j = 0; j < list.size(); j++) { // 循环遍历集合
            System.out.println(list.get(j));
        }
    }
}

输出结果:

随机获取数组中的元素:c
将索引是'2'的元素从数组移除后,数组中的元素是:
a
b
d
e

4. Set集合

  • Set集合中的对象不按特定的方式排序,只是简单地把对象加入集合中
  • Set集合中不能包含重复对象
  • Set集合由Set接口Set接口的实现类组成。
  • Set接口继承了Collection接口,因此包含Collection接口的所有方法

Set接口常用的实现类有HashSet类TreeSet类

HashSet类 a. 实现Set接口,由哈希表(实际上是一个HashMap实例)支持。 b. 它不保证Set的迭代顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变。 c .此类允许使用null元素

TreeSet类 a. 不仅实现了Set接口,还实现了java.util.SortedSet接口, b. 因此,TreeSet类实现的Set集合在遍历集合时按照自然顺序递增排序*********%%%%%%%%%%*********** c. 也可以按照指定比较器递增排序; d. 即可以通过比较器对用TreeSet类实现的Set集合中的对象进行排序。 TreeSet类新增的方法如下表:

几个需要注意的地方:

  • compareTo()方法中书写的内容正是TreeSet类实现的Set集合在遍历集合时自然顺序递增排序的依据;
  • 使用compareTo()方法的前提是要让使用的类实现Comparable接口
  • Set顺序遍历时,依据compareTo()方法中书写的规则进行自然顺序递增排序,而非add()的顺序;
  • headSet()/subSet()/tailSet()三个方法再截取时,所谓的“之前、之后、之间”也是相对于自然顺序递增排序之的Set结合,而非add()的顺序;
  • 注意上表中包含不包含的运用;

(可参考下面实例加深了解)

下面是一个综合实例:

import java.util.*;
public class UpdateStu implements Comparable<Object> {
    String name;
    long id;
    
    //构造方法
    public UpdateStu(String name, long id) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }
    
    //定义排序规则
    public int compareTo(Object o) {
        UpdateStu upstu = (UpdateStu) o;
        int result = id > upstu.id ? 1 : (id == upstu.id ? 0 : -1);
        return result;
    }
    
    //getter & setter
    public long getId() {
        return id;
    }
    public void setId(long id) {
        this.id = id;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        UpdateStu stu1 = new UpdateStu("李同学", 01011);//呐!01011是八进制!!!!!!!!!!!!!!!!!
        UpdateStu stu2 = new UpdateStu("陈同学", 01021);
        UpdateStu stu3 = new UpdateStu("王同学", 01051);
        UpdateStu stu4 = new UpdateStu("马同学", 01012);
        
        TreeSet<UpdateStu> tree = new TreeSet<>();
        tree.add(stu1);
        tree.add(stu2);
        tree.add(stu3);
        tree.add(stu4);
        
        Iterator<UpdateStu> it = tree.iterator();
        System.out.println("Set集合中的所有元素:");
        while (it.hasNext()) {
            UpdateStu stu = (UpdateStu) it.next();
            System.out.println(stu.getId() + " " + stu.getName());
        }
        System.out.println("李马陈王是自然排序,其对应的对象名顺序是:");
        System.out.println("stu1");
        System.out.println("stu4");
        System.out.println("stu2");
        System.out.println("stu3");
        System.out.println(" ");
        System.out.println("tree.first().getName():" + tree.first().getName());
        System.out.println("tree.last().getName():" + tree.last().getName());

        
        System.out.println("------------------------------------------------");
        it = tree.headSet(stu3).iterator();
        System.out.println("截取stu3前面部分的集合:");
        while (it.hasNext()) {
            UpdateStu stu = (UpdateStu) it.next();
            System.out.println(stu.getId() + " " + stu.getName());
        }
        
        System.out.println("------------------------------------------------");
        it = tree.subSet(stu2, stu3).iterator();
        System.out.println("截取stu2&stu3中间部分的集合");
        while (it.hasNext()) {
            UpdateStu stu = (UpdateStu) it.next();
            System.out.println(stu.getId() + " " + stu.getName());
        }
        
        System.out.println("------------------------------------------------");
        it = tree.tailSet(stu1).iterator();
        System.out.println("截取stu1后面部分的集合");
        while (it.hasNext()) {
            UpdateStu stu = (UpdateStu) it.next();
            System.out.println(stu.getId() + " " + stu.getName());
        }
    }
}

输出结果:

Set集合中的所有元素:
521 李同学
522 马同学
529 陈同学
553 王同学
李马陈王是自然排序,其对应的对象名顺序是:
stu1
stu4
stu2
stu3
 
tree.first().getName():李同学
tree.last().getName():王同学
------------------------------------------------
截取stu3前面部分的集合:
521 李同学
522 马同学
529 陈同学
------------------------------------------------
截取stu2&stu3中间部分的集合
529 陈同学
------------------------------------------------
截取stu1后面部分的集合
521 李同学
522 马同学
529 陈同学
553 王同学

最后强调:

  • 存入TreeSet类实现的set集合必须实现Comparable接口,该接口中的compareTo(Object o)方法 比较此对象(this/实现本接口的类的实例化对象)指定对象(传进来的作为参数的对象)的顺序;
  • 如果该对象小于、等于或大于指定对象,则分别返回负整数、0或正整数。

5. Map集合

  • Map集合没有继承Collection接口,其提供的是key到value的映射
  • Map中不能包含相同的key,每个key只能映射一个value
  • key还决定了存储对象在映射中的存储位置,但不是由key对象本身决定的,而是通过一种“散列技术”进行处理,产生一个散列码的整数值
  • 散列码通常用作一个偏移量,该偏移量对应分配给映射的内存区域的起始位置,从而确定存储对象在映射中的存储位置
  • Map集合包括Map接口以及Map接口的所有实现类。
5.1 Map接口
  • Map接口提供了将key映射到值的对象。
  • 一个映射不能包含重复的key,每个key最多只能映射到一个值。
  • Map接口中同样提供了集合的常用方法,除此之外还包括如下表所示的常用方法:

下面是一个综合实例:

import java.util.*;

public class UpdateStu {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,String> map = new HashMap<>(); // 创建Map实例
        map.put("01", "李同学"); // 向集合中添加对象
        map.put("02", "魏同学");
        map.put("03", "王同学");
        map.put("04", "陈同学");
        map.put("05", "张同学");
        map.put("06", "赵同学");
        
        Set<String> set = map.keySet(); // 构建Map集合中所有key对象的集合
        Iterator<String> it = set.iterator(); // 创建集合迭代器
        System.out.println("key集合中的元素(map.keySet() + iterator()):");
        while (it.hasNext()) { // 遍历集合
            System.out.println(it.next());
        }
        System.out.println("------------------------------------------------");
        
        Collection<String> coll = map.values(); // 构建Map集合中所有values值集合
        it = coll.iterator();
        System.out.println("values集合中的元素(map.values() + iterator()):");
        while (it.hasNext()) { // 遍历集合
            System.out.println(it.next());
        }
        System.out.println("------------------------------------------------");
        
        System.out.println("map.get(\"01\")" + map.get("01"));
        System.out.println("map.get(\"02\")" + map.get("02"));
        System.out.println("map.get(\"03\")" + map.get("03"));
        System.out.println("------------------------------------------------");
        
        System.out.println("map.containsKey(\"01\")" + map.containsKey("01"));
        System.out.println("map.containsKey(\"10\")" + map.containsKey("10"));
        System.out.println("map.containsValue(\"李同学\")" + map.containsValue("李同学"));
        System.out.println("map.containsValue(\"许同学\")" + map.containsValue("许同学"));
    }
}

输出结果:

key集合中的元素(map.keySet() + iterator()):
01
02
03
04
05
06
------------------------------------------------
values集合中的元素(map.values() + iterator()):
李同学
魏同学
王同学
陈同学
张同学
赵同学
------------------------------------------------
map.get("01")李同学
map.get("02")魏同学
map.get("03")王同学
------------------------------------------------
map.containsKey("01")true
map.containsKey("10")false
map.containsValue("李同学")true
map.containsValue("许同学")false

注意:Map集合中允许值对象是null,而且没有个数限制,例如,可通过“map.put("05",null)”语句向集合中添加对象。

5.2 Map接口的实现类
  • Map接口常用的实现类有HashMapTreeMap
  • 建议使用HashMap类实现Map集合;
  • HashMap类实现的Map集合添加和删除映射关系效率更高
  • HashMap是基于哈希表Map接口的实现;
  • HashMap通过哈希码对其内部的映射关系进行快速查找
  • TreeMap中的映射关系存在一定的顺序
  • 如果希望Map集合中的对象也存在一定的顺序,应该使用TreeMap类实现Map集合。

HashMap类 a .是基于哈希表的Map接口的实现; b. 此实现提供所有可选的映射操作并允许使用null值和null键,但必须保证键的唯一性。 c .HashMap通过哈希表对其内部的映射关系进行快速查找。 d. 此类不保证映射的顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变。

TreeMap类 a. 不仅实现了Map接口,还实现了java.util.SortedMap接囗,因此,集合中的映射关系具有一定的顺序。 b. 但在添加、删除和定位映射关系时,TreeMap类比HashMap类性能稍差。 c. 由于TreeMap类实现的Map集合中的映射关系是根据键对象按照一定的顺序排列的,因此不允许键对象是null

可以通过HashMap类创建Map集合, 当需要顺序输出时,再创建一个完成相同映射关系的TreeMap类实例。如下的综合实例:

首先是一个Emp类文件:

public class Emp {
    private String e_id;
    private String e_name;
    public Emp( String e_id,String e_name) {
        this.e_id = e_id;
        this.e_name = e_name;
    }
    public String getE_id() {
        return e_id;
    }
    public void setE_id(String e_id) {
        this.e_id = e_id;
    }
    public String getE_name() {
        return e_name;
    }
    public void setE_name(String e_name) {
        this.e_name = e_name;
    }
    
}

测试用主类:

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.TreeMap;

public class MapText { // 创建类MapText
    public static void main(String[] args) { // 主方法
        Map<String, String> map = new HashMap<>(); // 由HashMap实现的Map对象
        Emp emp = new Emp("351", "张三"); // 创建Emp对象
        Emp emp2 = new Emp("512", "李四");
        Emp emp3 = new Emp("853", "王一");
        Emp emp4 = new Emp("125", "赵六");
        Emp emp5 = new Emp("341", "黄七");

        map.put(emp4.getE_id(), emp4.getE_name()); // 将对象添加到集合中
        map.put(emp5.getE_id(), emp5.getE_name());
        map.put(emp.getE_id(), emp.getE_name());
        map.put(emp2.getE_id(), emp2.getE_name());
        map.put(emp3.getE_id(), emp3.getE_name());

//      Set<String> set = map.keySet(); // 获取Map集合中的key对象集合
        Iterator<String> it = map.keySet().iterator();
        System.out.println("HashMap类实现的Map集合,无序:");
        while (it.hasNext()) { // 遍历Map集合
            String str = (String) it.next();
            String name = (String) map.get(str);
            System.out.println(str + " " + name);
        }
        
        System.out.println( );
        
        TreeMap<String, String> treemap = new TreeMap<>(); // 创建TreeMap集合对象
        treemap.putAll(map); // 向集合添加对象
        Iterator<String> iter = treemap.keySet().iterator();
        System.out.println("TreeMap类实现的Map集合,键对象升序:");
        while (iter.hasNext()) { // 遍历TreeMap集合对象
            String str = (String) iter.next(); // 获取集合中的所有key对象
            String name = (String) treemap.get(str); // 获取集合中的所有values值
            System.out.println(str + " " + name);
        }
    }
}

输出结果:

HashMap类实现的Map集合,无序:
341 黄七
125 赵六
512 李四
853 王一
351 张三

TreeMap类实现的Map集合,键对象升序:
125 赵六
341 黄七
351 张三
512 李四
853 王一

6. 实践练习题

  1. 将1~100之间的所有正整数存放在一个List集合中,并将集合中索引位置是10的对象从集合中移除。
import java.util.*;
public class Text {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new LinkedList<>();
        for(int i = 1 ;i<=100;i++){
            list.add(new Integer(i));
            }
        list.remove(list.get(10));
        System.out.println("ok");
    }
}

输出结果:

ok
  1. 分别向Set集合以及List集合中添加"A” “a” "c” "C” "a”5个元素,观察重复值"a”能否 重复地在List集合以及Set集合中添加。
import java.util.*;
public class Text {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> set = new HashSet<>();  //HashSet是Set的子接口
        set.add("a");
        set.add("c");
        set.add("A");
        set.add("a"); 
        set.add("C");
        
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("a");
        list.add("c");
        list.add("A");
        list.add("a"); 
        list.add("C");
        
        System.out.println(set);
       System.out.println(list);
    }
}

输出结果:

[a, A, c, C]
[a, c, A, a, C]
  1. 创建Map集合,创建Emp对象,并将Emp对象添加到集合中(Emp对象的id作为Map集合的键),并将id为“015”的对象从集合中移除。

首先是Emp.java:

public class Emp {
    private String e_id;
    private String e_name;
    public Emp( String e_id,String e_name) {
        this.e_id = e_id;
        this.e_name = e_name;
    }
    public String getE_id() {
        return e_id;
    }
    public void setE_id(String e_id) {
        this.e_id = e_id;
    }
    public String getE_name() {
        return e_name;
    }
    public void setE_name(String e_name) {
        this.e_name = e_name;
    }
    
}

然后是主类:

import java.util.*;

public class Text {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new TreeMap<>();
        
        Emp emp = new Emp("001", "张三");
        Emp emp2 = new Emp("005", "李四");
        Emp emp3 = new Emp("004", "王五");
        Emp emp4 = new Emp("010", "赵六");
        Emp emp5 = new Emp("015", "魏七");
        
        map.put(emp.getE_id(), emp.getE_name());
        map.put(emp2.getE_id(), emp2.getE_name());
        map.put(emp3.getE_id(), emp3.getE_name());
        map.put(emp4.getE_id(), emp4.getE_name());
        map.put(emp5.getE_id(), emp5.getE_name());
        
        map.remove("015");
        for (String string : map.keySet()) {
            System.out.println(map.get(string));
        }
    }
}

输出结果:

张三
王五
李四
赵六

参考资料:《Java从入门到精通》

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

  • 计算机视觉 OpenCV Android | 图像操作(待续)

    .卷积基本概念 卷积常用于实现图像模糊,这个也是很多初学OpenCV开发者遇到的第一个疑问,为什么进行卷积操作之后,图像会模糊?在解释与说明卷积之前,首先假设...

    凌川江雪
  • Windows打开Ubuntu虚拟机时,弹出“内部错误”

    查了半天资料。。。最终发现是由权限问题造成:权限的问题,在桌面上右键单击VMWare的图标,选择“以管理员身份运行”。

    凌川江雪
  • Java基础知识的全面巩固_note1(附各种demo code)

    上面的cmd中,javac程序是一个Java编译器,它将文件Welcome.java编译成Welcome.class.java程序启动Java虚拟机。虚拟机执行...

    凌川江雪
  • 零代码实现RDS界面的自定义

    RDWeb原生界面相对比较简洁,每个企业部署的RDWeb都是千篇一律的,有些用户可能希望将网页装饰得个性化点。在谈到自定义Web界面,第一反应可能是使用代码进行...

    盆盆
  • java1.8中stream的使用

    Intermediate(中间操作): map (mapToInt, flatMap 等)、 filter、 distinct、 sorted、 peek、 ...

    gfu
  • Java集合collection之List

    filter流 ...

    金GoS
  • Lambda表达式

    这里我们添加了一些自定义代码到 Schedule 监听器中,需要先定义匿名内部类,然后传递一些功能到 onSchedule 方法中。

    一觉睡到小时候
  • java中集合类中Collection接口中的List接口的常用方法熟悉

    1:集合类,在java语言中的java.util包提供了一些集合类,这些集合类又被称作容器。 2:区别集合类和数组。(1)数组的长度是固定的,集合的长度是可变的...

    别先生
  • httprunner学习19-重复执行用例

    使用httprunner做接口测试过程中,在工作中会遇到这种场景,发现某个接口不稳定,想重复运行100次用例,甚至1000次,看成功率。

    上海-悠悠
  • Go语言的队列和堆栈实现方法

    本文实例讲述了Go语言的队列和堆栈实现方法。分享给大家供大家参考。具体如下: golang,其实我的实现是利用container/list包实现的,其实cont...

    李海彬

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券