JavaSE学习day17(Set集合)

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###17.01_集合框架(HashSet存储字符串遍历)

• A:Set集合及其特点

• 通过API查看

• A:案例演示

• 需求：HashSet存储字符串并遍历

import java.util.HashSet;
import com.heiam.bean.Person;
public class Demo1_HashSet {

/**
 * @param args
 * Set集合,无索引,不可以重复,无序(存取不一致)
 */
public static void main(String[] args) {
	HashSet<String> hs = new HashSet<>();	//创建HashSet对象
	boolean b1 = hs.add("a");
	boolean b2 = hs.add("a");	//当向set集合中存储重复元素的时候返回为false
	hs.add("b");
	hs.add("c");
	hs.add("d");
	System.out.println(hs);		//HashSet的继承体系中有重写toString方法
	System.out.println(b1);
	System.out.println(b2);
	
	for (String string : hs) {	//只要能用迭代器迭代的,就可以使用增强for循环遍历
		System.out.println(string);
	}
}
}

###17.02_集合框架(HashSet存储自定义对象并保证元素唯一性)

• A:案例演示

• 需求：存储自定义对象并保证元素唯一性
• 重写hashCode()和equals()方法的

import java.util.Objects;

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 void setName(String name){
        this.name = name;
    }

    public String getName(){
        return name;
    }

    public void setAge(int age){
        this.age = age;
    }

    public int getAge(){
        return age;
    }

    public String toString(){
        return "name="+name+",age="+age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age &&
                Objects.equals(name, person.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

import java.util.HashSet;

public class Main {
   public static void main(String[] args) {
      HashSet<Person> hs = new HashSet<>();
      hs.add(new Person("张三", 23));
      //因为new的对象地址值不一样所以不能保证唯一
      //所以需要重写equals方法,但重写后还是没有用因为equals方法没有执行
      //所以要重写hashCode()
      hs.add(new Person("张三", 23));
      hs.add(new Person("李四", 24));
      hs.add(new Person("李四", 24));
      hs.add(new Person("李四", 24));
      hs.add(new Person("李四", 24));

      System.out.println(hs);
   }
}

###17.03_集合框架(HashSet存储自定义对象并保证元素唯一性图解及代码优化)

• A:画图演示

• 画图说明比较过程

• B: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

###17.04_集合框架(HashCode保证元素唯一性的原理)

• 1.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，先调用对方的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
  • 如果由哈希值相同的对象，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

• 1.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

###17.05_集合框架(LinkedHashSet的概述和使用)

• A:LinkedHashSet的特点
• B:案例演示

• LinkedHashSet的特点
  • 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

import java.util.LinkedHashSet;

public class Main {
   public static void main(String[] args) {
      LinkedHashSet<String> lhs = new LinkedHashSet<>();
      lhs.add("a");
      lhs.add("a");
      lhs.add("b");
      System.out.println(lhs);//[a, b]
   }
}

###17.06_集合框架(产生10个1-20之间的随机数，要求随机数不能重复)

• A:案例演示

• 需求：编写一个程序，获取10个1-20之间的随机数，要求随机数之间不能重复，并把最终的随机数输出到控制台

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

public class Main {
   public static void main(String[] args) {
      //创建random随机数对象
      Random r = new Random();
      //需要存储十个随机数对象且不能重合，用HashSet
      HashSet<Integer> hs = new HashSet<>();
      //如果HashSet的Size小于10，就可以不断存储，否则停止存储
      while(hs.size()<10){
         //通过Random类中的nextInt(n)方法获取1-20之间的随机数，并存储在HashSet中
         hs.add(r.nextInt(20)+1);
      }
      //遍历HashSet
      for (Integer integer : hs) {
         System.out.print(integer+" ");
         //19 4 5 6 7 8 9 10 11 14
      }
   }
}

###17.07_集合框架(去掉重复字符，打印不同的字符)

• A:案例演示

• 需求：使用Scanner从键盘读取一行输入，去掉其中重复字符，打印不同的字符

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

/**
 * 1.创建Scanner对象
 * 2.创建HashSet对象将字符存储，去掉重复
 * 3.将字符串转换为字符数组，获取每一个字符存储在HashSet集合中，自动去重复
 * 4.遍历HashSet，打印每一个字符
 */
public class Main {
   public static void main(String[] args) {
      //创建Scanner对象
      Scanner sc = new Scanner(System.in);
      //创建HashSet对象将字符存储，去掉重复
      HashSet<Character> hs = new HashSet<>();
      //字符串转换为字符数组，获取每一个字符存储在HashSet集合中，自动去重复
      String line = sc.nextLine();
      char[] arr = line.toCharArray();
      //遍历字符数组
      for (char c : arr) {
         hs.add(c);
      }
      //HashSet，打印每一个字符
      for(Character ch : hs){
         System.out.println(ch);
      }
   }
}

###17.08_集合框架(将集合中的重复元素去掉)

• A:案例演示

• 需求：将集合中的重复元素去掉

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

/**
 * 1.创建List集合存储若干个重复元素
 * 2.单独定义方法去除重复
 * 3.打印一下List集合
 */
public class Main {
   public static void main(String[] args) {
      //创建List集合存储若干个重复元素
      ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
      list.add("a");
      list.add("a");
      list.add("a");
      list.add("b");
      list.add("b");
      list.add("c");
      //单独定义方法去除重复
      getList(list);
      //打印一下List集合
      System.out.println(list);//[a, b, c]
   }

   /**
    * 去除List中的重复 元素
    * 1.创建LinkedHashSet集合
    * 2.将list的所有元素添加到LinkHashSet集合
    * 3.将list中的元素清除
    * 4.把LinkHashSet集合中的元素添加会list
    * @param list
    */
   public static void getList(List list){
      //创建LinkedHashSet集合
      LinkedHashSet<String> lhs = new LinkedHashSet<>();
      //将list的所有元素添加到LinkHashSet集合
      lhs.addAll(list);
      //将list中的元素清除
      list.clear();
      //把LinkHashSet集合中的元素添加会list
      list.addAll(lhs);
   }
}

###17.09_集合框架(TreeSet存储Integer类型的元素并遍历)

• A:案例演示

• TreeSet存储Integer类型的元素并遍历

import java.util.TreeSet;
/**
 * 1.创建List集合存储若干个重复元素
 * 2.单独定义方法去除重复
 * 3.打印一下List集合
 */
public class Main {
   public static void main(String[] args) {
      TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<>();
      ts.add(3);
      ts.add(1);
      ts.add(1);
      ts.add(2);
      ts.add(2);
      System.out.println(ts);//[1, 2, 3]
   }
}

• TreeSet集合是用来对元素进行排序的
• 同样它也可以保证元素的唯一，不重复

###17.10_集合框架(TreeSet存储自定义对象)

• A:案例演示

• 存储Person对象

import java.util.TreeSet;

public class Main {
   public static void main(String[] args) {
      TreeSet<Person> ts = new TreeSet<>();
      ts.add(new Person("张三",23));
      ts.add(new Person("李四",24));
      ts.add(new Person("王五",43));
      ts.add(new Person("赵六",33));
      System.out.println(ts);
      //ClassCastException异常，因为没有提示按照什么比较
      //需要重写compareTo方法
      //当compareTo方法返回0时集合中只有一个元素
      //当compareTo方法返回正数时集合中怎么存就怎么取
      //当compareTo方法返回负数时集合中倒叙存取
   }
}

###17.11_集合框架(TreeSet保证元素唯一和自然排序的原理和图解)

• A:案例演示

• TreeSet保证元素唯一和自然排序的原理和图解
  • 二叉树：小的存储在左边（负数），大的存储在右边（正数），相等不存
  • 1.返回0，集合中只有一个元素
  • 2.返回-1，一直存储在二叉树的左边，集合会将存储的元素倒序
  • 3.返回1，一直存储在二叉树的右边，集合怎么存怎么取，正序

import java.util.Objects;

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 void setName(String name){
        this.name = name;
    }

    public String getName(){
        return name;
    }

    public void setAge(int age){
        this.age = age;
    }

    public int getAge(){
        return age;
    }

    public String toString(){
        return "name="+name+",age="+age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age &&
                Objects.equals(name, person.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }

    @Override
    //按照年龄排序
    public int compareTo(Person o) {
        int num = this.age - o.age;
        return num == 0 ? this.name.compareTo(o.name) : num;
    }
}

import java.util.TreeSet;

public class Main {
   public static void main(String[] args) {
      TreeSet<Person> ts = new TreeSet<>();
      ts.add(new Person("张三",23));
      ts.add(new Person("李四",24));
      ts.add(new Person("王五",43));
      ts.add(new Person("赵六",33));
      System.out.println(ts);
      //[name=张三,age=23, name=李四,age=24, name=赵六,age=33, name=王五,age=43]
   }
}

###17.12_集合框架(TreeSet存储自定义对象并遍历练习1)

• A:案例演示

• TreeSet存储自定义对象并遍历练习1（按照姓名排序）

import java.util.Objects;

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 void setName(String name){
        this.name = name;
    }

    public String getName(){
        return name;
    }

    public void setAge(int age){
        this.age = age;
    }

    public int getAge(){
        return age;
    }

    public String toString(){
        return "name="+name+",age="+age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age &&
                Objects.equals(name, person.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }

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

import java.util.TreeSet;

public class Main {
   public static void main(String[] args) {
      TreeSet<Person> ts = new TreeSet<>();
      ts.add(new Person("张三",23));
      ts.add(new Person("李四",24));
      ts.add(new Person("王五",43));
      ts.add(new Person("赵六",33));
      System.out.println(ts);
      //[name=张三,age=23, name=李四,age=24, name=王五,age=43, name=赵六,age=33]
   }
}

###17.13_集合框架(TreeSet存储自定义对象并遍历练习2)

• A:案例演示

• TreeSet存储自定义对象并遍历练习1（按照姓名长度排序）

    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;
    }

###17.14_集合框架(TreeSet保证元素唯一和比较器排序的原理和代码实现)

• A:案例演示

• TreeSet保证元素唯一和比较器排序的原理和代码实现

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

import com.heiam.bean.Person;

public class Demo3_TreeSet {

	/**
	 * @param args
	 * 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方法返回正数的时候集合会怎么存就怎么取
	 * 当compareTo方法返回负数的时候集合会倒序存储
	 */
	public static void main(String[] args) {
		//需求:将字符串按照长度排序
		TreeSet<String> ts = new TreeSet<>(new CompareByLen());		//Comparator c = new CompareByLen();
		ts.add("aaaaaaaa");
		ts.add("z");
		ts.add("wc");
		ts.add("nba");
		ts.add("cba");
		
		System.out.println(ts);
	}
}

class CompareByLen /*extends Object*/ implements Comparator<String> {
	@Override
	public int compare(String s1, String s2) {		//按照字符串的长度比较
		int num = s1.length() - s2.length();		//长度为主要条件
		return num == 0 ? s1.compareTo(s2) : num;	//内容为次要条件
	}
	
}

###17.15_集合框架(TreeSet原理)

• 1.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

• 2.使用方式

• a.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
• b.比较器顺序（Comparator）
  • 创建TreeSet的时候指定一个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接口中的compare()方法排序
    调用对象是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
• c.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，就有限按照Comparator

###17.16_集合框架(练习)

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

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

public class Main {
   /**
    * 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
    *
    * 分析:
    * 1,定义一个List集合,并存储重复的无序的字符串
    * 2,定义方法对其排序保留重复
    * 3,打印List集合
    */
   public static void main(String[] args) {
      //1,定义一个List集合,并存储重复的无序的字符串
      ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
      list.add("aaa");
      list.add("aaa");
      list.add("ccc");
      list.add("ddd");
      list.add("fffffffffff");
      list.add("heima");
      list.add("itcast");
      list.add("bbbb");
      list.add("aaa");
      list.add("aaa");

      //2,定义方法对其排序保留重复
      sort(list);

      //3,打印list
      System.out.println(list);
      //[aaa, aaa, aaa, aaa, bbbb, ccc, ddd, fffffffffff, heima, itcast]
   }

   /*
    * 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) {
            int num = s1.compareTo(s2);					//比较内容为主要条件
            return num == 0 ? 1 : num;					//保留重复
         }
      });
      //2,将list集合中所有的元素添加到TrreSet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);
   }
}

###17.17_集合框架(练习)

• 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：hello 程序打印：ehllo

import java.util.*;

public class Main {
   /**
    * 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
    * 分析:
    * 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
    */
   public static void main(String[] args) {
      //1,键盘录入字符串,Scanner
      Scanner sc = new Scanner(System.in);
      System.out.println("请输入一个字符串");
      String line = sc.nextLine();
      //2,将字符串转换为字符数组
      char[] arr = line.toCharArray();
      //3,定义TreeSet集合,传入比较器对字符排序并保留重复
      TreeSet<Character> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Character>() {

         @Override
         public int compare(Character c1, Character c2) {
            //int num = c1 - c2;				//自动拆箱
            int num = c1.compareTo(c2);
            return num == 0 ? 1 : num;
         }
      });

      //4,遍历字符数组,将每一个字符存储在TreeSet集合中
      for(char c : arr) {
         ts.add(c);							//自动装箱
      }

      //5,遍历TreeSet集合,打印每一个字符
      for(Character c : ts) {
         System.out.print(c);
      }
   }
}

###17.18_集合框架(练习)

• 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

import java.util.*;
public class Main {
   /**
    * 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.
    *
    * 1,创建Scanner对象,键盘录入
    * 2,创建TreeSet集合对象,TreeSet集合中传入比较器
    * 3,无限循环不断接收整数,遇到quit退出,因为退出是quit,所以键盘录入的时候应该都以字符串的形式录入
    * 4,判断是quit就退出,不是将其转换为Integer,并添加到集合中
    * 5,遍历TreeSet集合并打印每一个元素
    */
   public static void main(String[] args) {
      //1,创建Scanner对象,键盘录入
      Scanner sc = new Scanner(System.in);
      //2,创建TreeSet集合对象,TreeSet集合中传入比较器
      TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Integer>() {

         @Override
         public int compare(Integer i1, Integer i2) {
            //int num = i2 - i1;					//自动拆箱
            int num = i2.compareTo(i1);
            return num == 0 ? 1 : num;
         }
      });
      //3,无限循环不断接收整数,遇到quit退出,因为退出是quit,所以键盘录入的时候应该都以字符串的形式录入
      while(true) {
         String line = sc.nextLine();				//将键盘录入的字符串存储在line中
         if("quit".equals(line)) {
            break;
         }
         //4,判断是quit就退出,不是将其转换为Integer,并添加到集合中
         Integer i = Integer.parseInt(line);
         ts.add(i);
      }

      // 5,遍历TreeSet集合并打印每一个元素
      for (Integer integer : ts) {
         System.out.println(integer);
      }
   }
}

###17.19_集合框架(键盘录入学生信息按照总分排序后输出在控制台)

• A:键盘录入5个学生信息（姓名，语文成绩，数学成绩，英语成绩），按照总分排序后输出在控制台

package com.heima.test;
import java.util.Comparator;
import java.util.Scanner;
import java.util.TreeSet;
import com.heiam.bean.Student;

public class Test7 {
	/**
	 * * A:案例演示
	 * 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,有参构造,有参构造的参数分别是姓名,语文成绩,数学成绩,英语成绩
	 * 			  toString方法,在遍历集合中的Student对象打印对象引用的时候会显示属性值
	 * 2,键盘录入需要Scanner,创建键盘录入对象
	 * 3,创建TreeSet集合对象,在TreeSet的构造函数中传入比较器,按照总分比较
	 * 4,录入五个学生,所以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,将字符串数组中从二个元素转换成int数,
	 * 6,将转换后的结果封装成Student对象,将Student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) {
		//2,键盘录入需要Scanner,创建键盘录入对象
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		System.out.println("请输入学生成绩格式是:姓名,语文成绩,数学成绩,英语成绩");
		//3,创建TreeSet集合对象,在TreeSet的构造函数中传入比较器,按照总分比较
		TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Student>() {
			@Override
			public int compare(Student s1, Student s2) {
				int num = s2.getSum() - s1.getSum();
				return num == 0 ? 1 : num;
			}
		});
		//4,录入五个学生,所以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
		while(ts.size() < 5) {
			//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,将字符串数组中从二个元素转换成int数,
			String line = sc.nextLine();
			String[] arr = line.split(",");
			int chinese = Integer.parseInt(arr[1]);
			int math = Integer.parseInt(arr[2]);
			int english = Integer.parseInt(arr[3]);
			//6,将转换后的结果封装成Student对象,将Student添加到TreeSet集合中
			ts.add(new Student(arr[0], chinese, math, english));
		}		
		//7,遍历TreeSet集合打印每一个Student对象
		System.out.println("排序后的学生信息:");
		for (Student s : ts) {
			System.out.println(s);
		}
	}
}

package com.heiam.bean;

public class Student {
	private String name;
	private int chinese;
	private int math;
	private int english;
	private int sum;
	
	public Student() {
		super();
		
	}
	public Student(String name, int chinese, int math, int english) {
		super();
		this.name = name;
		this.chinese = chinese;
		this.math = math;
		this.english = english;
		this.sum = this.chinese + this.math + this.english;
	}
	public int getSum() {
		return sum;
	}	
	public String toString() {
		return name + "," + chinese + "," + math + "," + english + "," + sum;
	}	
}