第三节 Java 集合框架
1 .集合框架的介绍
我们在超市买东西的时候,如果没有购物车是不是会很麻烦呢?Java 中集合类是一种工具类,就是像购物车一样的容器,存储任意数量的具有共同属性的对象。
我们为什么要用集合呢?一个类的内部有许多相同类型的属性,并且他们的作用与意义是一样的,我们最好用一个类似容器的东西去盛放他们,在类的内部就变得井然有序。所以集合便是在类的内部,对数据进行组织的作用。这样我们便可以简单而快速地搜索大量的条目。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地插入或者删除有关元素。还有一些集合接口,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。
集合框架是为表示和操作集合而规定的一种统一的标准的体系结构。任何集合框架都包含三大内容:对外的接口、接口的实现和对集合运算的算法。
下图是简化的集合框架关系图:
2 .接口
2.1 Collection 接口
因为集合框架中的很多类功能是相似的,所以我们用接口来规范类。Collection 接口是 java 集合框架里的一个根接口。它也是 List、Set 和 Queue 接口的父接口。Collection 接口中定义了可用于操作 List、Set 和 Queue 的方法——增删改查。
2.2 Map 接口
Map 接口也是一个非常重要的集合接口,用于存储键/值对。Map 中的元素都是成对出现的,键值对就像数组的索引与数组的内容的关系一样,将一个键映射到一个值的对象。一个映射不能包含重复的键;每个键最多只能映射到一个值。我们可以通过键去找到相应的值。
value 可以存储任意类型的对象,我们可以根据 key 键快速查找 value。Map 中的键/值对以 Entry 类型的对象实例形式存在。
看一看 Map 中的方法吧
3 .具体类
3.1 List 接口与 ArrayList 类
List 是一个接口,不能实例化,需要一个具体类来实现实例化。List 集合中的对象按照一定的顺序排放,里面的内容可以重复。 List 接口实现的类有:ArrayList(实现动态数组),Vector(实现动态数组),LinkedList(实现链表),Stack(实现堆栈)。
List 在 Collection 基础上增加的方法:
方法 | 返回值 | 说明 |
---|---|---|
add(int index, E element) | void | 在列表的指定位置插入指定元素(可选操作) |
addAll(int index, Collection<? extends E> c) | boolean | 将指定 collection 中的所有元素都插入到列表中的指定位置(可选操作) |
get(int index) | E | 返回列表中指定位置的元素 |
indexOf(Object o) | int | 返回此列表中第一次出现的指定元素的索引;如果此列表不包含该元素,则返回 -1 |
lastIndexOf(Object o) | int | 返回此列表中最后出现的指定元素的索引;如果列表不包含此元素,则返回 -1 |
listIterator() | ListIterator | 返回此列表元素的列表迭代器(按适当顺序) |
listIterator(int index) | ListIterator | 返回此列表元素的列表迭代器(按适当顺序),从列表的指定位置开始 |
remove(int index) | E | 移除列表中指定位置的元素(可选操作) |
set(int index, E element) | E | 用指定元素替换列表中指定位置的元素(可选操作) |
subList(int fromIndex, int toIndex) | List | 返回列表中指定的 fromIndex(包括 )和 toIndex(不包括)之间的部分视图 |
今天我们主要来学习 java.util.ArrayList,ArrayList 类实现一个可增长的动态数组,它可以存储不同类型的对象,而数组则只能存放特定数据类型的值。
我们通过实际的例子来学习ArrayList吧!学校的教务系统会对学生进行统一的管理,每一个学生都会有一个学号和学生姓名,我们在维护整个系统的时候,大多数操作是对学生的添加、插入、删除、修改等操作。
先创建一个学生类:
再创建一个学生列表,来管理学生
结果:
在上面的代码中,用到了 Arrays 类, Arrays 包含用来操作数组(比如排序和搜索)的各种方法,asList() 方法用来返回一个受指定数组支持的固定大小的列表。
List 有两种基本的类型,除了 ArrayList 外,还有 LinkedList,LinkedList 类用于创建链表数据结构,两者的对比如下:
-
ArrayList:它擅长于随机访问元素,但是插入和移除元素时较慢。
-
LinkedList:它通过代价较低的在 List 中进行插入和删除操作,提供了优化的顺序访问,它在随机访问方面相对较慢,但是它的特性集较 ArrayList 更大。
3.2 Set 接口和 HashSet 类
Set接口也是 Collection 接口的子接口,它有一个很重要也是很常用的实现类——HashSet,Set 是元素无序并且不包含重复元素的 collection(List 可以重复),被称为集。
HashSet 由哈希表(实际上是一个 HashMap 实例)支持。它不保证 set 的迭代顺序;特别是它不保证该顺序恒久不变。
接下来我们同样通过代码的形式来详细看一看吧!
在上面我们实现了学生的管理,现在学生要做项目,每个项目有一个组长,由组长来组织组员,我们便来实现项目组的管理吧。(接上面的程序实例)
因为项目组的组长由一个老师担任,首先我们来创建一个 PD 类
接下来我们便创建一个SetTest 类,用来管理项目成员
结果:
3.3 HashMap 类
HashMap 是基于哈希表的 Map 接口的一个重要实现类。HashMap 中的 Entry 对象是无序排列的,Key 值和 value 值都可以为 null,但是一个 HashMap 只能有一个 key 值为 null 的映射(key 值不可重复)。
下面我们通过代码来学习 Map 中的方法吧。同学们都有过选课经历吧,我们就用 Map 来管理课程吧。
创建一个 Course 类:
创建一个 MapTest 类:
结果:
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