黑马程序员--Java集合框架（三）

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Set

特点：无序(存储顺序和取出顺序不一致)，元素唯一
实现类：HashSet，LinkedHashSet，TreeSet

HashSet

不保证 set 的迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变。
注意：虽然Set集合的元素无序，但是，作为集合来说，它肯定有它自己的存储顺序，而你的顺序如果恰好和它的存储顺序一致，这代表不了有序，你可以多存储一些数据，就能看到效果。

HashSet存储字符串并遍历

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class SetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        Set<String> set = new HashSet<String>();

        // 创建并添加元素
        set.add("hello");
        set.add("java");
        set.add("world");
        set.add("java");
        set.add("world");

        // 增强for
        for (String s : set) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

我们已经知道HashSet集合存储字符串相同的只存储了一个，那么原因是什么呢？
我们通过查看源码，可以得到答案
底层数据结构是哈希表，哈希表依赖于哈希值存储。
添加功能依赖于两个方法：
int HashCode()
boolena equals(Object obj)
图解：

代码：

import java.util.HashSet;

/* * 通过查看add方法的源码，我们知道这个方法底层依赖 两个方法：hashCode()和equals()。 * 步骤： * 首先比较哈希值 * 如果相同，继续走，比较地址值或者走equals() * 如果不同,就直接添加到集合中 * 按照方法的步骤来说： * 先看hashCode()值是否相同 * 相同:继续走equals()方法 * 返回true： 说明元素重复，就不添加 * 返回false：说明元素不重复，就添加到集合 * 不同：就直接把元素添加到集合 * 如果类没有重写这两个方法，默认使用的Object()。一般来说不同相同。 * 而String类重写了hashCode()和equals()方法，所以，它就可以把内容相同的字符串去掉。只留下一个。 */
public class HashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        HashSet<String> hs = new HashSet<String>();

        // 创建并添加元素
        hs.add("hello");
        hs.add("world");
        hs.add("java");
        hs.add("world");

        // 遍历集合
        for (String s : hs) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

存储自定义对象并遍历
前提：如果两个对象的成员变量值都相同，则为同一个元素
自定义类

public class Dog {
    private String name;
    private int age;
    private String color;
    private char sex;

    public Dog() {
        super();
    }

    public Dog(String name, int age, String color, char sex) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.color = color;
        this.sex = sex;
    }

    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;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }

    public char getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(char sex) {
        this.sex = sex;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result + age;
        result = prime * result + ((color == null) ? 0 : color.hashCode());
        result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
        result = prime * result + sex;
        return result;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (obj == null)
            return false;
        if (getClass() != obj.getClass())
            return false;
        Dog other = (Dog) obj;
        if (age != other.age)
            return false;
        if (color == null) {
            if (other.color != null)
                return false;
        } else if (!color.equals(other.color))
            return false;
        if (name == null) {
            if (other.name != null)
                return false;
        } else if (!name.equals(other.name))
            return false;
        if (sex != other.sex)
            return false;
        return true;
    }

}

测试类

import java.util.HashSet;

public class DogDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        HashSet<Dog> hs = new HashSet<Dog>();

        // 创建狗对象
        Dog d1 = new Dog("秦桧", 25, "红色", '男');
        Dog d2 = new Dog("高俅", 22, "黑色", '女');
        Dog d3 = new Dog("秦桧", 25, "红色", '男');
        Dog d4 = new Dog("秦桧", 20, "红色", '女');
        Dog d5 = new Dog("魏忠贤", 28, "白色", '男');
        Dog d6 = new Dog("李莲英", 23, "黄色", '女');
        Dog d7 = new Dog("李莲英", 23, "黄色", '女');
        Dog d8 = new Dog("李莲英", 23, "黄色", '男');

        // 添加元素
        hs.add(d1);
        hs.add(d2);
        hs.add(d3);
        hs.add(d4);
        hs.add(d5);
        hs.add(d6);
        hs.add(d7);
        hs.add(d8);

        // 遍历
        for (Dog d : hs) {
            System.out.println(d.getName() + "---" + d.getAge() + "---"+ d.getColor() + "---" + d.getSex());
        }
    }
}

LinkedHashSet

底层数据结构由哈希表和链表组成

• 哈希表保证了元素的唯一性
• 链表保证了元素的有序(存储和取出是一致)

存储字符串并遍历

import java.util.LinkedHashSet;
 class LinkedHashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        LinkedHashSet<String> hs = new LinkedHashSet<String>();

        // 创建并添加元素
        hs.add("hello");
        hs.add("world");
        hs.add("java");
        hs.add("world");
        hs.add("java");

        // 遍历
        for (String s : hs) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

TreeSet

特点：排序和唯一
排序有两种方式

• 1.自然排序
• 2.比较器排序

图解：

自然排序代码演示

import java.util.TreeSet;

public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        // 自然顺序进行排序
        TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();

        // 创建元素并添加
        // 20,18,23,22,17,24,19,18,24
        ts.add(20);
        ts.add(18);
        ts.add(23);
        ts.add(22);
        ts.add(17);
        ts.add(24);
        ts.add(19);
        ts.add(18);
        ts.add(24);

        // 遍历
        for (Integer i : ts) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

存储自定义对象并保证排序和唯一
排序是指年龄从小到大自然排序（学生类中实现自然排序接口）
唯一是指成员变量值都相同即为同一个元素
学生类
实现Comparable接口，并重写compareTo()方法

public class Student implements Comparable<Student> {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
        super();
    }

    public Student(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 int compareTo(Student s) {

        // 按照年龄排序,主要条件
        int num = this.age - s.age;
        // 次要条件
        // 年龄相同的时候，还得去看姓名是否也相同
        // 如果年龄和姓名都相同，才是同一个元素
        int num2 = num == 0 ? this.name.compareTo(s.name) : num;
        return num2;
    }
}

测试类

import java.util.TreeSet;

public class TreeSetDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();

        // 创建元素
        Student s1 = new Student("linqingxia", 27);
        Student s2 = new Student("zhangguorong", 29);
        Student s3 = new Student("wanglihong", 23);
        Student s4 = new Student("linqingxia", 27);
        Student s5 = new Student("liushishi", 22);
        Student s6 = new Student("wuqilong", 40);
        Student s7 = new Student("fengqingy", 22);

        // 添加元素
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
        ts.add(s6);
        ts.add(s7);

        // 遍历
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
        }
    }
}

Map

Map集合就是一个元素是一个键值对的集合。用现实中的例子来说，我们一般都是根据学号来区分学生的，那么假设我现在已经知道了学生的学号，根据学号来得到学生的姓名，如果采用前面讲解过的集合，我们只能把学号和学生姓名作为一个对象的成员，然后存储整个对象，将来遍历的时候，判断，获取对应的名称。但是呢，如果我都能把学生姓名拿出来了，我何必再通过学号去找，那么Java就给我们提供了一个新的集合：Map。学号作为键，姓名作为值，每个键值对代表一个学生，那么我知道了学号，自然可以拿到学生的姓名。
Map集合的特点

• 将键映射到值的对象，一个映射不能包含重复的值，每个值最多只能映射到一个值。

Map集合和Collection集合的区别

• Map集合存储元素是成对出现的，Map集合的键是唯一的，值是可重复的。
• Collection集合存储元素是单独出现的，Collection的儿子Set是唯一的，List是可重复的。

注意：Map集合的数据结构值针对键有效，跟值无关。

Map集合的常见功能

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/* * Map集合的功能概述： * 1:添加功能 * V put(K key,V value):添加元素。这个其实还有另一个功能?先不告诉你，等会讲 * 如果键是第一次存储，就直接存储元素，返回null * 如果键不是第一次存在，就用值把以前的值替换掉，返回以前的值 * 2:删除功能 * void clear():移除所有的键值对元素 * V remove(Object key)：根据键删除键值对元素，并把值返回 * 3:判断功能 * boolean containsKey(Object key)：判断集合是否包含指定的键 * boolean containsValue(Object value):判断集合是否包含指定的值 * boolean isEmpty()：判断集合是否为空 * 4:获取功能 * Set<Map.Entry<K,V>> entrySet():??? * V get(Object key):根据键获取值 * Set<K> keySet():获取集合中所有键的集合 * Collection<V> values():获取集合中所有值的集合 * 5：长度功能 * int size()：返回集合中的键值对的对数 */
public class MapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

        // 添加元素
        // V put(K key,V value):添加元素。这个其实还有另一个功能?先不告诉你，等会讲
        // System.out.println("put:" + map.put("文章", "马伊俐"));
        // System.out.println("put:" + map.put("文章", "姚笛"));

        map.put("邓超", "孙俪");
        map.put("黄晓明", "杨颖");
        map.put("周杰伦", "蔡依林");
        map.put("刘恺威", "杨幂");

        // void clear():移除所有的键值对元素
        // map.clear();

        // V remove(Object key)：根据键删除键值对元素，并把值返回
        // System.out.println("remove:" + map.remove("黄晓明"));
        // System.out.println("remove:" + map.remove("黄晓波"));

        // boolean containsKey(Object key)：判断集合是否包含指定的键
        // System.out.println("containsKey:" + map.containsKey("黄晓明"));
        // System.out.println("containsKey:" + map.containsKey("黄晓波"));

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

        //int size()：返回集合中的键值对的对数
        System.out.println("size:"+map.size());

        // 输出集合名称
        System.out.println("map:" + map);
    }
}

import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class MapDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

        // 创建元素并添加元素
        map.put("邓超", "孙俪");
        map.put("黄晓明", "杨颖");
        map.put("周杰伦", "蔡依林");
        map.put("刘恺威", "杨幂");

        // V get(Object key):根据键获取值
        System.out.println("get:" + map.get("周杰伦"));
        System.out.println("get:" + map.get("周杰")); // 返回null
        System.out.println("----------------------");

        // Set<K> keySet():获取集合中所有键的集合
        Set<String> set = map.keySet();
        for (String key : set) {
            System.out.println(key);
        }
        System.out.println("----------------------");

        // Collection<V> values():获取集合中所有值的集合
        Collection<String> con = map.values();
        for (String value : con) {
            System.out.println(value);
        }
    }
}

两种遍历方式

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

public class MapDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

        // 创建元素并添加到集合
        map.put("杨过", "小龙女");
        map.put("郭靖", "黄蓉");
        map.put("杨康", "穆念慈");
        map.put("陈玄风", "梅超风");

        // 遍历
        // 获取所有的键
        Set<String> set = map.keySet();
        // 遍历键的集合，获取得到每一个键
        for (String key : set) {
            // 根据键去找值
            String value = map.get(key);
            System.out.println(key + "---" + value);
        }
    }
}

HashMap

基于哈希表的Map接口实现，哈希表的作用是用来保证键的唯一性的。
HashMap<String, String>

import java.util.HashMap;
import java.util.Set;

public class HashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        HashMap<String, String> hm = new HashMap<String, String>();

        // 创建元素并添加元素
        // String key1 = "it001";
        // String value1 = "马云";
        // hm.put(key1, value1);

        hm.put("it001", "马云");
        hm.put("it003", "马化腾");
        hm.put("it004", "乔布斯");
        hm.put("it005", "张朝阳");
        hm.put("it002", "裘伯君"); 
        hm.put("it001", "比尔盖茨");

        // 遍历
        Set<String> set = hm.keySet();
        for (String key : set) {
            String value = hm.get(key);
            System.out.println(key + "---" + value);
        }
    }
}

HashMap<Integer, String>

import java.util.HashMap;
import java.util.Set;

public class HashMapDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        HashMap<Integer, String> hm = new HashMap<Integer, String>();

        hm.put(27, "周杰伦");
        hm.put(30, "周润发");
        hm.put(28, "周星驰");
        hm.put(29, "周大福");

        // 遍历
        Set<Integer> set = hm.keySet();
        for (Integer key : set) {
            String value = hm.get(key);
            System.out.println(key + "---" + value);
        }
    }
}

HashMap<String,Student>
学生类

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
        super();
    }

    public Student(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 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;
        Student other = (Student) 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;
    }

}

测试类

import java.util.HashMap;
import java.util.Set;

public class HashMapDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        HashMap<String, Student> hm = new HashMap<String, Student>();

        // 创建学生对象
        Student s1 = new Student("周星驰", 58);
        Student s2 = new Student("刘德华", 55);
        Student s3 = new Student("梁朝伟", 54);
        Student s4 = new Student("刘嘉玲", 50);

        // 添加元素
        hm.put("9527", s1);
        hm.put("9522", s2);
        hm.put("9524", s3);
        hm.put("9529", s4);

        // 遍历
        Set<String> set = hm.keySet();
        for (String key : set) {
            Student value = hm.get(key);
            System.out.println(key + "---" + value.getName() + "---"+ value.getAge());
        }
    }
}

HashMap<Student,String>
测试类

import java.util.HashMap;
import java.util.Set;

public class HashMapDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        HashMap<Student, String> hm = new HashMap<Student, String>();

        // 创建学生对象
        Student s1 = new Student("貂蝉", 27);
        Student s2 = new Student("王昭君", 30);
        Student s3 = new Student("西施", 33);
        Student s4 = new Student("杨玉环", 35);
        Student s5 = new Student("貂蝉", 27);

        // 添加元素
        hm.put(s1, "8888");
        hm.put(s2, "6666");
        hm.put(s3, "5555");
        hm.put(s4, "7777");
        hm.put(s5, "9999");

        // 遍历
        Set<Student> set = hm.keySet();
        for (Student key : set) {
            String value = hm.get(key);
            System.out.println(key.getName() + "---" + key.getAge() + "---"
                    + value);
        }
    }
}

HashMap和Hashtable的区别

• Hashtable：线程安全，效率低。不允许null键和null值。
• HashMap:线程不安全，效率高。允许null键和null值。

LinkedHashMap

Map接口的哈希表和链接列表实现，具有可预知的迭代顺序。

• 由哈希表保证键的唯一性
• 由链表保证键的有序(存储和取出的顺序一致)

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Set;

public class LinkedHashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        LinkedHashMap<String, String> hm = new LinkedHashMap<String, String>();

        // 创建并添加元素
        hm.put("2345", "hello");
        hm.put("1234", "world");
        hm.put("3456", "java");
        hm.put("1234", "javaee");
        hm.put("3456", "android");

        // 遍历
        Set<String> set = hm.keySet();
        for (String key : set) {
            String value = hm.get(key);
            System.out.println(key + "---" + value);
        }
    }
}

TreeMap

基于二叉树结构(红黑树)的Map接口实现
HashMap<String,String>

import java.util.Set;
import java.util.TreeMap;

public class TreeMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        TreeMap<String, String> tm = new TreeMap<String, String>();

        // 创建元素并添加元素
        tm.put("hello", "你好");
        tm.put("world", "世界");
        tm.put("java", "爪哇");
        tm.put("world", "世界2");
        tm.put("javaee", "爪哇EE");

        // 遍历集合
        Set<String> set = tm.keySet();
        for (String key : set) {
            String value = tm.get(key);
            System.out.println(key + "---" + value);
        }
    }
}

TreeMap<Student,String>
这里用的Student类省略不写

import java.util.Comparator;
import java.util.Set;
import java.util.TreeMap;

public class TreeMapDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        TreeMap<Student, String> tm = new TreeMap<Student, String>(
                new Comparator<Student>() {
                    @Override
                    public int compare(Student s1, Student s2) {
                        // 主要条件
                        int num = s1.getAge() - s2.getAge();
                        // 次要条件
                        int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(
                                s2.getName()) : num;
                        return num2;
                    }
                });

        // 创建学生对象
        Student s1 = new Student("潘安", 30);
        Student s2 = new Student("柳下惠", 35);
        Student s3 = new Student("唐伯虎", 33);
        Student s4 = new Student("燕青", 32);
        Student s5 = new Student("唐伯虎", 33);

        // 存储元素
        tm.put(s1, "宋朝");
        tm.put(s2, "元朝");
        tm.put(s3, "明朝");
        tm.put(s4, "清朝");
        tm.put(s5, "汉朝");

        // 遍历
        Set<Student> set = tm.keySet();
        for (Student key : set) {
            String value = tm.get(key);
            System.out.println(key.getName() + "---" + key.getAge() + "---"
                    + value);
        }
    }
}

Collections工具类

Collections:是针对集合进行操作的工具类，都是静态方法。
Collection和Collections的区别

• Collection:是单列集合的顶层接口，有子接口List和Set
• Collections:是针对集合操作的工具类，有对集合进行排序和二分查找的方法
  Collections类的常见方法

import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

/* * public static <T> void sort(List<T> list)：排序 默认情况下是自然顺序。 * public static <T> int binarySearch(List<?> list,T key):二分查找 * public static <T> T max(Collection<?> coll):最大值 * public static void reverse(List<?> list):反转 * public static void shuffle(List<?> list):随机置换 */
public class CollectionsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

        // 添加元素
        list.add(30);
        list.add(20);
        list.add(50);
        list.add(10);
        list.add(40);

        System.out.println("list:" + list);

        // public static <T> void sort(List<T> list)：排序 默认情况下是自然顺序。
        // Collections.sort(list);
        // System.out.println("list:" + list);
        // [10, 20, 30, 40, 50]

        // public static <T> int binarySearch(List<?> list,T key):二分查找
        // System.out
        // .println("binarySearch:" + Collections.binarySearch(list, 30));
        // System.out.println("binarySearch:"
        // + Collections.binarySearch(list, 300));

        // public static <T> T max(Collection<?> coll):最大值
        // System.out.println("max:"+Collections.max(list));

        // public static void reverse(List<?> list):反转
        // Collections.reverse(list);
        // System.out.println("list:" + list);

        //public static void shuffle(List<?> list):随机置换
        Collections.shuffle(list);
        System.out.println("list:" + list);
    }
}

Collections可以针对ArrayList存储基本包装类的元素排序，存储自定义对象排序则有两种方式

• 自然排序

• 比较器排序

Student类

public class Student implements Comparable<Student> {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
        super();
    }

    public Student(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 int compareTo(Student s) {
        int num = this.age - s.age;
        int num2 = num == 0 ? this.name.compareTo(s.name) : num;
        return num2;
    }
}

测试类

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

public class CollectionsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        List<Student> list = new ArrayList<Student>();

        // 创建学生对象
        Student s1 = new Student("李延旭", 20);
        Student s2 = new Student("康小广", 23);
        Student s3 = new Student("赵磊", 19);
        Student s4 = new Student("任兴亚", 24);
        Student s5 = new Student("王奥", 21);

        // 添加元素对象
        list.add(s1);
        list.add(s2);
        list.add(s3);
        list.add(s4);
        list.add(s5);

        // 排序
        // 自然排序
        // Collections.sort(list);
        // 比较器排序
        // 如果同时有自然排序和比较器排序，以比较器排序为主
        Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student s1, Student s2) {
                int num = s2.getAge() - s1.getAge();
                int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName())
                        : num;
                return num2;
            }
        });

        // 遍历集合
        for (Student s : list) {
            System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
        }
    }
}

总结

集合的基本用法就是这些，我们再来整个的总结一下。
首先必须要牢记的就是集合的继承体系。其实我们可以用现实中的案例来记忆。
假如现在有一个省叫Collection省，它的境内有两个市一个自治区，两市分别是List市和Set市，一区就是Map区。两市中的List市人比较少，下属只有三个县城，分别是ArrayList县，Vector县和LinkedList县，那么两市中的Set市的人也比较少，也只有三个小县城，它们分别是HashSet县，LinkedHashMap县和TreeSet县。还有一个Map区，因为是自治区，所以没有下属。
另外就是各个集合的底层数据结构，记住数据结构，比较方便于理解。

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