集合学习第一篇

1、集合类 & 容器

为什么出现集合类？
面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式，所以为了方便对多个对象的操作，就要对对象进行存储，集合就是存储对象最常用的一种方式。
数组和集合类同是容器，有何不同？
数组虽然也可以存储对象，但长度是固定的；集合长度是可变的。数组中可以存储任意数据类型，集合只能存储对象。
集合类的特点
集合只用于存储对象，集合长度是可变的，集合可以存储不同类型的对象。

我的总结：集合类比数组强大，类似于包装类与基本数据类型！

集合框架的构成及分类

两大接口
Java集合类主要由两个接口派生出来：
Collection
Set ：不能存放重复对象
List ：可存放重复对象，有序
Queue ：队列
SortedSet ：可对集合数据排序
Map
SortedMap ：可对集合数据排序

2、Collection接口

方法：
boolean add(Object o):该方法用于向集合里面添加一个元素，若集合对象被添加操作改变了，返回true.
boolean addAll(Collection c):把集合c里面的所有元素添加到指定集合里面去，如果集合对象被添加操作改变了返回true.
void clear():清除集合里面的所有元素，将集合长度变为0。
boolean contains(Object o):返回集合里是否包含指定的元素。
boolean containsAll(Collection c):返回集合里是否包含集合c内所有的元素。
boolean isEmpty()：返回集合是否为空（长度是否为0）。
Iterator iterator():返回一个Iterator对象，用于遍历集合里的元素。
boolean remove(Object o)：删除集合中指定元素o。
boolean removeAll(Collection c):从集合中删除集合c里面的元素。若删除一个或以上返回true。
boolean retainAll(Collection c):从集合中删除集合c里不包含的元素。
int size()：得到集合元素的个数。
Object[] toArray():把集合转成一个数组，所有集合元素编程数组元素。

public class Demo10 {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> c = new ArrayList<String>();

        c.add("A");
        c.add("A");
        c.add("A");
        c.add("A");
        //c.add(new Date());上面写了泛型，这个语句就是错误的了，因为泛型规定了加进来的类型！
        System.out.println(c);
}
}

3、Iterator接口

Iterator主要遍历Collection集合中的元素，也有称为迭代器或迭代精灵。
boolean hasNext()：若被迭代的集合元素还没有被遍历，返回true.
Object next():返回集合的下一个元素.
void remove():删除集合上一次next()方法返回的元素。(若集合中有多个相同的元素，都可以删掉)
iterator对于集合才能用，for不同，只要是循环都可用。

迭代是取出集合中元素的一种方式。
因为Collection中有iterator方法，所以每一个子类集合对象都具备迭代器。
迭代器在Collcection接口中是通用的，它替代了Vector类中的Enumeration(枚举)。迭代器的next方法是自动向下取元素，要避免出现NoSuchElementException。
迭代器的next方法返回值类型是Object，所以要记得类型转换。（学到泛型就可以消除强转！）

Iterator iter = l.iterator();
while(iter.hasNext()){
    System.out.println(iter.next());
}

4、集合遍历输出方式

Iterator：迭代输出
一旦操作集合的遍历输出，首选Iterator接口;
ListIterator:Iterator子接口，专门输出List中的元素;
Enumeration:古老的输出方式，迭代Vector元素，被Iterator取代;
foreach:可输出数组和Iterable对象;

我的总结：
集合遍历输出方式：
1. Iterable接口（迭代遍历）注：优先选择Iterator接口，遍历Collection里所有元素，也称为迭代器和迭代精灵；迭代是取出集合中元素的一种推荐方式。
2. Foreach循环注：可以直接用，使用场合：数组和Iterable对象！
3. For循环注：在（）内实例化Iterable对象，进行遍历！
4. 先用toArray方法输出成为数组，再用Foreach循环！
第一个和第三个很类似，第二个和第四个很类似！

很好

package july7;
//遍历输出的四种方式

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class Demo11 {
    public static void main(String[] args) {

        List<String> l = new ArrayList();

        l.add("1");
        l.add("2");
        l.add("3");
        l.add("4");

        System.out.println(l);
        /**
         * 遍历输出：四种方式
         */

        // 1、推荐使用的Iterator对象，迭代输出！
        Iterator it = l.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            System.out.println("迭代输出：" + it.next());
        }

        // 2、对集合进行fore循环！
        for (String str : l) {
            System.out.println("fore集合迭代输出：" + str);
        }

        // 3、for循环迭代，在for方法体内部实例化Iterator对象！
        int i = 0;// for方法体内定义项不能出现多种不同类型
        for (Iterator iter = l.iterator(); i < l.size(); i++) {
            System.out.println("for循环迭代实例化输出：" + iter.next());
        }

        // 4、先将集合转换为数组，再利用数组的遍历输出；
        Object[] o = l.toArray();
        for (Object object : o) {
            System.out.println("转换数组迭代输出：" + object);
        }   }
}

5、Set接口（元素不可以重复）

Set是Collection子接口；
Set和Collection基本上一样，一点除外：
Set无法记住添加的顺序，不允许包含重复的元素。
当试图添加两个相同元素进Set集合，添加操作失败，add()方法返回false。
Set判断两个对象是否相等用equals,而不是使用==。
也就是说两个对象equals比较返回true，Set集合是不会接受这个两个对象的。
常用子类：
HashSet:散列存放
TreeSet:有序存放

hashCode方法对于HashSet的作用

HashSet类是Set接口最常用的实现类,采用hash算法存储数据,具有良好的存储和查找功能。
散列存储:不记录添加顺序;排列顺序时，顺序有可能发生变化;
线程不安全的，多个线程访问一个HashSet要使用同步代码;
HashSet集合元素值允许是null,但是最多只能有一个;//因为Set集合就不可以装重复的对象！
hash(翻译为哈希,或散列)算法的功能:
保证通过一个对象快速找到另一个对象;
其算法价值体现在速度,可以保证查询快速执行;
当从HashSet中访问元素时,HashSet先计算该元素的hashCode(也就是该对象的hashCode方法返回值),然后直接到该HashCode对应的位置取出该元素;
在这里对象的hashCode就好比是数组里的索引,但是不是索引;

HashSet元素添加

当向HashSet集合中存入一个元素时，HashSet会调用该对象的hashCode()方法来得到该对象的hashCode值,判断已经存储在集合中的对象的hashCode值是否与添加的对象的hashCode值一致:若不一致:直接添加进去;若一致,再进行equals方法比较,equals方法如果返回true,表明对象已经添加进去了,就不会再添加新的对象了,否则添加进去;
如果我们重写了equals方法,也要重写hashCode方法,反之亦然;。
HashSet集合判断两个元素相等的标准是两个对象通过equals方法比较相等，并且两个对象的hashCode方法返回值也相等。
如果需要某个类的对象保存到HashSet集合中，覆写该类的equals()和hashCode()方法，应该尽量保证两个对象通过equals比较返回true时,他们的hashCode返回也相等。

我的总结：
很重要的一点：理解！往HashSet集合里面存入数据，要先后调用两个方法：hashCode方法和equals方法！！！
备注：使用eclipse添加这两个方法。

package july7;
//hashset方法和equals方法判断输入的对象是否重复！

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

class PersonDemo{
    private String name;

    public PersonDemo(String name) {
        super();
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "name= " + name ;
    }
    //没有覆写hashcode和equals方法前，显示三次（一样的）。覆写后，只剩下一个了！说明覆写后方法起作用了，重复的输入不进去！
    @Override
    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        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;
        PersonDemo other = (PersonDemo) obj;
        if (name == null) {
            if (other.name != null)
                return false;
        } else if (!name.equals(other.name))
            return false;
        return true;
    }
}

public class Demo12 {
    public static void main(String[] args) {

        Set s = new HashSet();

        s.add(new PersonDemo("章泽天"));
        s.add(new PersonDemo("章泽天"));
        s.add(new PersonDemo("章泽天"));
        System.out.println(s);
    }
}

6、TreeSet

TreeSet是SortedSet接口唯一的实现，与HashSet相比额外的方法有：
Comparator comparator():返回当前Set使用的Comparator,若返回null,表示以自然顺序排序。
Object first() 返回此 set 中当前第一个(最低)元素。
Object last() 返回此 set 中当前最后一个(最高)元素。
SortedSet subSet(Object fromElement, E toElement) 返回此 set 的部子集，其元素从 fromElement（包括）到 toElement（不包括）。
SortedSet headSet(Object toElement)返回此 set 的部分子集，其元素严格小于 toElement。
SortedSet tailSet(Object fromElement) 返回此 set 的部分子集，其元素大于等于 fromElement。

TreeSet的排序之自然排序

TreeSet会调用元素的compareTo(Object o)方法来比较元素之间的大小关系,然后将集合里的元素按升序排列.此时需要排序元素的类必须实现Compareble接口,并覆写其int compareTo(Object o)方法;
该方法用于比较对象,若:obj1,compareTo(obj2),返回0,表示两个对象相等,若返回一个正整数,表示obj1大于obj2,若返回一个负整数,表示obj1小于obj2;
对于TreeSet集合而言,判断两个对象相等的标准是:
compareTo()方法比较返回 0;

package july7;
//TreeSet可以自动进行排序！最简单的情况

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;

public class Demo13 {
    public static void main(String[] args) {

        Set<Integer> s = new TreeSet<Integer>();
        s.add(1);
        s.add(192);
        s.add(123);

        s.add(56);
        s.add(13);
        s.add(96);
        System.out.println(s);//[1, 13, 56, 96, 123, 192]
    }
}

稍复杂点的

package july7;
//TreeSet的自然排序，升序

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;

class Student implements Comparable{//必须实现接口
    private Integer age;

    public Student(Integer age) {
        super();
        this.age = age;
    }

    @Override
    public int compareTo(Object o) {//比较的规则，运用泛型可以消除强转！
        if(o instanceof Student){
            Student s = (Student)o;
            return this.age.compareTo(s.age);
        }
        return 0;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return age+"" ;
    }
}

public class Demo14 {
    public static void main(String[] args) {

        Set<Student> s = new TreeSet();
        s.add(new Student(140));
        s.add(new Student(15));
        s.add(new Student(11));
        s.add(new Student(63));
        s.add(new Student(96));
        System.out.println(s);//[11, 15, 63, 96, 140]
    }
}

TreeSet的排序之定制排序

TreeSet的自然排序是根据元素的大小进行升序排序的,若想自己定制排序,比如降序排序,就可以使用Comparator接口了:
该接口包含int compare(Object o1,Object o2)方法,用于比较两个对象的大小,比较结果和compareTo方法一致;
要实现定制排序,需要在创建TreeSet集合对象时,提供一个一个Comparator对象,该对象里负责集合元素的排序逻辑;
TreeSet(Comparator comparator)

package july7;
//定制排序的话，必须在创建TreeSet集合对象的时候提供一个Comparator方法

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

class Student1{
    private Integer age;

    public Student1(Integer age) {
        super();
        this.age = age;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

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

    @Override
    public String toString() {
        return age + "";
    }
}

class MyComparator implements Comparator{

    @Override
    public int compare(Object o1, Object o2) {
        if(o1 instanceof Student1 & o2 instanceof Student1){
            Student1 s1 = (Student1)o1;
            Student1 s2 = (Student1)o2;
            if(s1.getAge() > s2.getAge()){
                return -1;
            }else if(s1.getAge() < s2.getAge()){
                return 1;
            }
        }
        return 0;
    }
}

public class Demo15 {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Student1> s = new TreeSet(new MyComparator());
        /**
         * 要实现定制排序,需要在创建TreeSet集合对象时,提供一个一个Comparator对象,
         * 该对象里负责集合元素的排序逻辑;
         */
        s.add(new Student1(140));
        s.add(new Student1(15));
        s.add(new Student1(11));
        s.add(new Student1(63));
        s.add(new Student1(96));

        System.out.println(s);
    }
}

7、List接口

Collection子接口；
List是有序的集合，集合中每个元素都有对应的顺序序列。List集合可使用重复元素，可以通过索引来访问指定位置的集合元素（顺序索引从0开始）,List集合默认按元素的添加顺序设置元素的索引,比如第一个元素的索引就是0,好似数组。
List作为Collection子接口当然拥有其所有方法，同时也有自己的方法：

void add(int index,Object e):将元素e添加到List集合中的index处；
boolean addAll(int index,Collection c):将集合c所包含的所有元素都插入在List集合的index处；
Object get(int index):返回集合index索引处的元素；
int indexOf(Object o):返回对象o在List集合中第一次出现位置的索引；
int lastIndexOf(object o):返回对象o在List集合中最后一次出现的位置索引；
Object remove(int index)：删除并返回index索引处的元素；
Object set(int index,Object e):把集合index处的元素替换为e对象，返回以前在指定位置的元素；
List subList(int fromIndex,int toIndex):返回从所有fromIndex(包括)到toIndex(不包括)处所有集合元素的子集合。

ListIterator

Iterator的子接口，专门用于操作List集合的输出；
List自己还有一个listIterator()方法，该方法返回ListIterator对象，ListIterator继承了Iterator接口，提供了专门操作List的方法。在Iterator上额外增加的方法：
支持双向输出：
boolean hasPrevious():返回该迭代器关联集合是否还有上一个元素；
Object previous():返回该迭代器的上一个元素；

我的总结：这是相对更加特殊的一个接口，只用于List集合，可以完成逆序输出！

package july7;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;

public class Demo16 {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> l = new ArrayList<Integer>();
        l.add(12);
        l.add(24);
        l.add(36);
        l.add(23);
        l.add(37);

        System.out.println(l);

        ListIterator<Integer> it = l.listIterator();
        while(it.hasNext()){
            System.out.println("正序："+it.next());
        }
        System.out.println("==================================");
        //使用向前迭代前必须将游标（指针）移动到后边！
        while(it.hasPrevious()){
            System.out.println("逆序："+it.previous());
        }
    }
}

输出：
[12, 24, 36, 23, 37]
正序：12
正序：24
正序：36
正序：23
正序 : 27
逆序：37
逆序：23
逆序：36
逆序：24
逆序：12

8、List接口中常用类

Vector：线程安全，但速度慢，已被ArrayList替代。
ArrayList：线程不安全，查询速度快。
LinkedList：链表结构，增删速度快。取出List集合中元素的方式：
get(int index)：通过脚标获取元素。
iterator()：通过迭代方法获取迭代器对象。
ArrayList和Vector类都是基于数组实现的List类,Vector比较古老,被ArrayList取代了;
ArrayList是线程不安全的,而Vector是线程安全的,但是即使这样,也不推荐使用Vector,因为Collections有方法可以得到线程安全的ArrayList对象;
Collections类: static List synchronizedList(List list) 返回指定列表支持的同步（线程安全的）列表。

Queue接口

继承Collection接口
模拟队列：先进先出(FIFO);
void add(Object e):将e插入到队列尾部；
Object element():获取队列头部的元素；
boolean offer(Object e):将e插入到队列的尾部，当使用有容量限制的队列时，此方法比add(Object e)方法更好。
Object peek():获取队列头部的元素。如果此双端队列为空，则返回 null。
Object poll():获取并删除队列头部的元素。如果此双端队列为空，则返回 null。
Object remove():获取并删除队列头部的元素。

Eg：练习：List的使用

设计Department 和 Employee 对象类(按照开发的样式没有写在一个文件里面)
//一个员工只可以有一个部门，所以按照普通的写法
//一个部门可以有许多员工，所以按照集合的写法；

//员工

package re538.Department;

public class Emp {
    private Dept dept;//一个员工只可以有一个部门，所以按照普通的写法
    private String name;
    public Dept getDept() {
        return dept;
    }
    public void setDept(Dept dept) {
        this.dept = dept;
    }
    public Emp(String name) {
        super();
        this.name = name;
    }
    public String toString(){//覆写toString方法
        return this.name+"";
    }
}

//部门

package re538.Department;

import java.util.List;
public class Dept {
    private String name;
    private List emp;//一个部门可以有许多员工，所以按照集合的写法；部门里的属性，员工！
    public Dept(String name) {
        super();
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public List getEmp() {
        return emp;
    }
    public void setEmp(List emp) {
        this.emp = emp;
    }
    private Dept parent;//一个部门只有一个直接主管部门，所以普通写法
    private List children;//但是一个部门可以管理很多部门，充当很多部门的直接主管部门，所以使用集合
    public Dept getParent() {
        return parent;
    }
    public void setParent(Dept parent) {
        this.parent = parent;
    }
    public List getChildren() {
        return children;
    }
    public void setChildren(List children) {
        this.children = children;
    }
    public String toString(){
        return this.name.toString();
    }
}

//测试类，主方法！

package re538.Department;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class TestDemo {

    public static void main(String[] args) {
        Emp e1 = new Emp("刘亦菲");
        Emp e2 = new Emp("章泽天");
        Emp e3 = new Emp("张月娟");
        Emp e4 = new Emp("王二五");
        Emp e5 = new Emp("刘昭");
        List list = new ArrayList();//把员工丢尽集合去
        list.add(e1);
        list.add(e2);
        list.add(e3);
        list.add(e4);
        list.add(e5);
        for (Object object : list) {//把员工给遍历出来，使用的是直接的foreach（四种方法之一）
            System.out.println("----->"+object);
        }
        System.out.println("-------------------");
        Dept d = new Dept("部门");//定义出一个部门来接收员工
        d.setEmp(list);//把员工这个集合丢到部门去。
        Dept d1 = new Dept("itcast");
        Dept cditcast = new Dept("成都");
        Dept gzitcast = new Dept("广州");
        Dept d4 = new Dept("csds");
        System.out.println(d4);
        List children = new ArrayList();
        children.add(cditcast);
        children.add(gzitcast);
        d1.setChildren(children);//定义直接被主管部门（集合）
        d1.setParent(d4);//定义直接主管部门
        Iterator it = children.iterator();//运用到了迭代遍历，四种之一！
        while(it.hasNext()){
            System.out.println(it.next());
        }
    }
}

9、Map接口

映射关系,也有人称为字典,Map集合里存在两组值，一组是key,一组是value。Map里的key不允许重复。通过key总能找到唯一的value与之对应。
Map里的key集存储方式和对应的Set集合中的元素存储方式一致;
学生都有一个学号，我们能点学号就能找到某个学生，好比这个学号就是key，学生就是value。
Map.Entry是Map接口的内部接口，专门用来保存key-value内容：

Map常用方法

void clear():删除该Map对象中所有的key-value对。也就是清理该集合；
boolean containsKey(Object key):查询Map中是否包含指定的key；
boolean containsValue(Object value):查询Map中是否包含至少一个value;
Set entrySet():返回Map所包含的key-value对所组成的Set集合，每个集合元素都是Map.Entry对象(Entry是Map内部类)；
Object get(Object key):返回指定key所对应的value,若此Map中不包含该key,返回null;
boolean isEmpty():判断Map集合是否为空；
Set keySet():返回该Map中所有key所组成的Set集合；
Object put(Object key,Object value):添加一个key-value对，若Map中已有与key相等的key-value对，则新的key-value对覆盖原来的key-value对；
void putAll(Map m):将m中的key-value赋值到调用该方法的Map对象中；
Object remove(Object key):删除指定key所对应的key-value对，返回本删除key所关联的value,若key不存在，返回null;
int size():返回该Map里面key-value对的个数；
Collection values():返回Map里所有value组成的Collection。

package july7;

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

public class Demo17 {
    public static void main(String[] args) {

        Map m = new HashMap();

        m.put(1, "jack");
        m.put(2, "rose");
        m.put(3, "lucy");

        System.out.println(m);//{1=jack, 2=rose, 3=lucy}

        Set s = m.entrySet();
        System.out.println(s);//[1=jack, 2=rose, 3=lucy]

        s = m.keySet();
        System.out.println(s);//[1, 2, 3]

        for (Object key : s) {
            System.out.println(key);//Key
            System.out.println(m.get(key));//Value
        }

        Collection c = m.values();
        System.out.println(c);
    }
}

Map.Entry

Entry是Map接口里面的一个内部接口.
该接口用于封装key- value,有3个方法:
Object getKey();返回Entry里包含的key值
Object getValue();返回Entry里包含的value值
Object setValue(Object value):设置Entry里包含的value值,并返回新设置的value值;

Map集合的输出

按照最正统的做法，所有的Map集合的内容都要依靠Iterator输出，以上虽然是完成了输出，但是完成的不标准，Map集合本身并不能直接为Iterator实例化，如果此时非要使用Iterator输出Map集合中内容的话，则要采用如下的步骤：

方法一：
1.通过entrySet方法变成Set对象
2.调用Set的Iterator方法，此时每个Iterator对象是Map.Entry对象
3.对Map.Entry分离出 key - value
方法二：
1.通过keySet得到Map集合多有key的Set集合
2.调用Set的Iterator方法，此时每个Iterator对象是key值
3.通过Map的getValue(key)得到value值

package july7;
//把Map中的元素取出来

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

public class Demo18 {
    public static void main(String[] args) {

        Map<Integer, String> m = new HashMap<Integer, String>();

        m.put(1, "jack");
        m.put(2, "rose");
        m.put(3, "lucy");

        //第一种方法
        Set s = m.entrySet();
        Iterator it = s.iterator();
        while(it.hasNext()){
            Map.Entry me = (Entry) it.next();
            System.out.println(me.getKey()+"  "+me.getValue());
        }

        //第二种方法

        s = m.keySet();//得到的是key的集合
        it = s.iterator();//然后将key迭代出来
        while(it.hasNext()){
            int i = (int)it.next();
            System.out.println(i+"   "+m.get(i));
        }
    }
}