浅入深出之Java集合框架(上)

  • 时间:2017-07-08
  • 分类:数据库/系统
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[导读]Java中的集合框架(上)由于Java中的集合框架的内容比较多,在这里分为三个部分介绍Java的集合框架,内容是从浅到深,如果已经有java基础的小伙伴可以直接跳到<浅入深出之Java集合框架(下)>。

由于Java中的集合框架的内容比较多,在这里分为三个部分介绍Java的集合框架,内容是从浅到深,如果已经有java基础的小伙伴可以直接跳到<浅入深出之Java集合框架(下)>。

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浅入深出之Java集合框架(上)

浅入深出之Java集合框架(中)   努力赶制中。。关注后更新会提醒哦!

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一、集合概述 1)集合的概念

现实生活中的集合:很多事物凑在一起。

数学中的集合:具有共同属性的事物的总体。

Java中的集合类:是一种工具类,就像是容器,储存任意数量的具有共同属性的对象。

2)集合的作用

如果一个类的内部有多相同类型的属性,并且它们的作用和意义是一样的。比如说,一个学生可以选多个课程,对于一个学生类来说,XX课程就是他的一个属性,而xx课程通常不只有一个。对于像这种情况,如果把每一个课程都定一个属性就太繁琐了,这里我们就要用到集合的概念。

    

综上所述,集合的作用有以下几点:

在类的内部,对数据进行组织。 简单而快速的搜索大数量的条目。 有的集合接口,提供了一系列排列有序的元素,并且可以在序列中间快速的插入或者删除有关元素。 有的集合接口,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。 3)集合和数组的对比

可以看出集合和数组的功能类似,都是把一系列的数据放入到一个容器中,但是在类的内部我们为什么要用集合而不是数组呢?

数组的长度固定,集合长度可变。集合的优势就在于,集合的长度是随着里面的内容而扩充的,而数组的长度是已经定义好的。 数组只能通过下标访问元素,类型固定(数组下标只能是整形的),而有的集合可以通过任意类型查找所映射的具体对象(key关键字可以是任意类型)。


二、Java集合框架体系结构

我们来简单看一下java集合框架:(还有很多接口和类没有列出,这里只列出常用的接口和类)

如图所示,JAVA集合框架体系结构:Collection与Map是两个根接口。

Collection接口:内部存储的是一个个独立的对象。包含:

1、List接口:序列,存储元素排列有序且可重复。实现类:ArrayList,数组序列;实现类:LinkedList,链表。

2、Queue接口:队列,存储元素排列有序且可重复。实现类:LinkedList,链表。

3、Set接口:集,存储元素无序且不可重复。实现类:HashSet,哈希集。

Map接口:内部以<Key,Value>(任意类型)的一个映射去存储数据,这一个映射就是Entry类(Map的内部类)的实例。包括:实现类:HashMap,哈希表。

Collection接口是List、Set、Queue接口的父接口,Collection接口定义了可用于操作List、Set和Queue的方法--增删改查。(具体的Collection接口的方法可以通过查API,这里就不列举了。)

其中,ArrayList、HashSet和HashMap是使用最多的三个实现类,这里我们将逐个介绍这三个实现类。

在这篇文章中将先介绍ArrayList的用法。


三、ArrayList实现类

List接口及其实现类--ArrayList

List可以精确的控制每个元素的插入位置,或删除某个位置元素;

List有add()插入方法和get()获取方法;

ArrayList--数组序列,是List的一个重要实现类

ArrayList底层是由数组实现的,这也是其名字的由来。

那么如何使用这些集合呢?我们来通过一个小例子,写一个小程序来更直观的学习集合的使用方法。(之后的文章的例子也是基于此的)

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程序功能——模拟学生选课功能

选择课程(往集合添加课程) 删除所选的某门课程(删除集合中的元素) 查看所选课程 修改所选课程

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以下是该程序的代码片段,因为是用于测试来介绍集合的使用,所以请不要在意细节,代码会一步步改进的。

 1)创建学生类和课程类

2)创建备选课程类

注意:

List是接口,所以在构造方法中不能直接实例化,而通过ArrayList()实例化!!!

例:public List coursesToSelect = new ArrayList();

Set、Map都类似,不可以直接对他实例化,要借助相应的实例化类如HashSet(),HashMap();

3)在备选课程里添加课程

(添加元素)List下总共有4个为List插入元素的方法 :

1.add(element);

2.add(index,element);

3.addAll(Arrays.asList(对象数组名));

4.addAll(index,Arrays.asList(对象数组名));

以下用代码示例:

注意:

1.对象被存入集合都变成object类型了 取出时需要类型强转。(之后会用泛型来解决这个问题)

例:Course temp = (Course)coursesToSelect.get(0);

2.添加进list中的位置(index)介于[0,length]之间;0代表插到队头,length代表插到队尾。

3.如果添加到List中的长度大于他目前的长度,则系统会出现异常,即数组下表越界异常,如:

4)备选课程取出打印

以下三种方法都是用来取出List中元素的方法:

 -----for循环-----

-----迭代器-----

Iterator是一个接口,依赖于集合存在的。

-----for each(推荐使用)-----

5)备选课程修改

使用set(index,Object element)修改元素,index表示索引位置,element表示新对象。

6)删除备选课程元素

List中有remove(index),remove(对象值)和removeAll(Arrays.asList(对象数组名))方法来删除容器中元素的值(用法和add类似)。

Course是信息课程类,有id和name属性;courseToSelect是list的序列容器对象。

注意:

1.remove(index);删除位置要大于0并且小于List(序列容器)的长度。如果要删除全部可以用for循环嵌套此方法。

2.remove(object);先要获得删除的值,用法是先定义一个信息变量通过get()来存放要删除的值,然后用remove(删除的对象值);

3.removeAll(Arrays.asList());要删除指定的多个位置  Arrays.asLIst(对象数组名);作用是把数组转换为集合。用法是先创建信息对象数组存放删除元素的值,然后再用removeAll(Arrays.asList(对象数组名))方法,删除集合数组的元素。


四、应用泛型管理课程

在上面的几个例子中,小伙伴是否发现对于集合的取出和遍历都要将Object对象进行强制转换后才能使用,每次这样做不仅增加了编程难度还使代码特别繁琐,这里我们可以利用泛型来帮助我们更加方便地使用java集合。

首先,我们要知道没有使用泛型的话,集合中的元素,可以是任意类型的对象(对象的引用),如果把某个对象放入集合,则会忽略他的类型把他当做Object处理。

那么我们就在刚才的例子里往备选课程类里的CoresesToSelect的List集合添加一些奇怪的东西会发什么有趣的事呢?

当调用取出课程方法取出该元素时,运行时出错:

这是因为取出该元素时String类型不能强制转换为Course类型,那有什么办法来避免集合中被添加不希望添加的类型呢?

泛型则是规定了某个集合只可以存放特定类型的对象,会在编译期间进行类型检查,可以直接指定类型获取的集合元素。

泛型:指规定了某个集合只能存放特定类型的对象。

那么,了解了泛型之后,上面的例子里都可以加上泛型了,修改如下(只列出修改的部分):(自行对比)

foreach循环的修改:

运用了泛型的话,用foreach语句时 存储变量应该为泛型的类型。for(Course a:courseToSelect),不必再用Object取出再强转,因为已经规定容器里装的都是Course类型。

使用泛型要注意:

1.泛型集合中,不能添加泛型规定的类型和其子类以外的对象,否则会报错!

2.泛型中可以添加规定的类型的子类型的对象。如:

3.不能直接添加基本类型(int,float等)的对象,如果要添加,需要使用其包装类。如:


五、通过Set集合管理课程

Set集合和List一样是Collection接口的子接口。它的方法跟List类似,但有稍许不同,因为Set集合是无序且不重复的。

1)添加学生选课的课程

add方法跟ArrayList一样

注意:Set 中添加某个对象,无论添加多少次,最终只会保留一个该对象(的引用)。同时,保留的是第一次添加的那一个。Set集合是无序的不可重复的。

2)打印输出学生选的课程

注意:循环遍历Set中的每一个元素只能用foreach或iterator,不能像List一样用get()方法。因为是无序的每次的输出结果都有些差别。

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总结:

1、Set没有像List中set()方法一样就修改,因为List是有序的,可以指定位置,而Set是无序的,可以用循环遍历方式修改。

2、查询遍历时,Set不能用get()方法去获取,因为无序没有指定索引ID,但可以使用foreach和iterator来遍历,但是每次遍历出来可能顺序都不一样,还是因为无序造成的。

3、Set中的size(),add(),addAll(),remove(),removeAll()与List类似。

4、Set还可以添加null(但只能添加一个null,因为不重复);


本篇主要讲述了List和Set的基本操作:增删改查,下一篇我将介绍Map接口的基本操作

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