Java中的集合框架（上）

由于Java中的集合框架的內(nèi)容比較多，在這里分為三個(gè)部分介紹Java的集合框架，內(nèi)容是從淺到深，如果已經(jīng)有java基礎(chǔ)的小伙伴可以直接跳到淺入深出之Java集合框架（下）。

目錄

淺入深出之Java集合框架（上）

淺入深出之Java集合框架（中）??

淺入深出之Java集合框架（下）

Java集合框架編程練習(xí)小程序——撲克牌小游戲

一、集合概述

1）集合的概念

現(xiàn)實(shí)生活中的集合：很多事物湊在一起。

數(shù)學(xué)中的集合：具有共同屬性的事物的總體。

Java中的集合類：是一種工具類，就像是容器，儲(chǔ)存任意數(shù)量的具有共同屬性的對(duì)象。

2）集合的作用

如果一個(gè)類的內(nèi)部有多相同類型的屬性，并且它們的作用和意義是一樣的。比如說(shuō)，一個(gè)學(xué)生可以選多個(gè)課程，對(duì)于一個(gè)學(xué)生類來(lái)說(shuō)，XX課程就是他的一個(gè)屬性，而xx課程通常不只有一個(gè)。對(duì)于像這種情況，如果把每一個(gè)課程都定一個(gè)屬性就太繁瑣了，這里我們就要用到集合的概念。

????

綜上所述，集合的作用有以下幾點(diǎn)：

在類的內(nèi)部，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組織。

簡(jiǎn)單而快速的搜索大數(shù)量的條目。

有的集合接口，提供了一系列排列有序的元素，并且可以在序列中間快速的插入或者刪除有關(guān)元素。

有的集合接口，提供了映射關(guān)系，可以通過(guò)關(guān)鍵字（key）去快速查找到對(duì)應(yīng)的唯一對(duì)象，而這個(gè)關(guān)鍵字可以是任意類型。

3)集合和數(shù)組的對(duì)比

可以看出集合和數(shù)組的功能類似，都是把一系列的數(shù)據(jù)放入到一個(gè)容器中，但是在類的內(nèi)部我們?yōu)槭裁匆眉隙皇菙?shù)組呢？

數(shù)組的長(zhǎng)度固定，集合長(zhǎng)度可變。集合的優(yōu)勢(shì)就在于，集合的長(zhǎng)度是隨著里面的內(nèi)容而擴(kuò)充的，而數(shù)組的長(zhǎng)度是已經(jīng)定義好的。

數(shù)組只能通過(guò)下標(biāo)訪問(wèn)元素，類型固定（數(shù)組下標(biāo)只能是整形的），而有的集合可以通過(guò)任意類型查找所映射的具體對(duì)象（key關(guān)鍵字可以是任意類型）。

二、Java集合框架體系結(jié)構(gòu)

我們來(lái)簡(jiǎn)單看一下java集合框架：(還有很多接口和類沒(méi)有列出，這里只列出常用的接口和類)

如圖所示，JAVA集合框架體系結(jié)構(gòu)：Collection與Map是兩個(gè)根接口。

Collection接口：內(nèi)部存儲(chǔ)的是一個(gè)個(gè)獨(dú)立的對(duì)象。包含：

1、List接口：序列，存儲(chǔ)元素排列有序且可重復(fù)。實(shí)現(xiàn)類:ArrayList，數(shù)組序列；實(shí)現(xiàn)類：LinkedList，鏈表。

2、Queue接口：隊(duì)列，存儲(chǔ)元素排列有序且可重復(fù)。實(shí)現(xiàn)類：LinkedList，鏈表。

3、Set接口：集，存儲(chǔ)元素無(wú)序且不可重復(fù)。實(shí)現(xiàn)類：HashSet，哈希集。

Map接口：內(nèi)部以<Key,Value>（任意類型）的一個(gè)映射去存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，這一個(gè)映射就是Entry類（Map的內(nèi)部類）的實(shí)例。包括：實(shí)現(xiàn)類：HashMap，哈希表。

Collection接口是List、Set、Queue接口的父接口，Collection接口定義了可用于操作List、Set和Queue的方法--增刪改查。（具體的Collection接口的方法可以通過(guò)查API，這里就不列舉了。）

其中，ArrayList、HashSet和HashMap是使用最多的三個(gè)實(shí)現(xiàn)類，這里我們將逐個(gè)介紹這三個(gè)實(shí)現(xiàn)類。

在這篇文章中將先介紹ArrayList的用法。

三、ArrayList實(shí)現(xiàn)類

List接口及其實(shí)現(xiàn)類--ArrayList

List可以精確的控制每個(gè)元素的插入位置，或刪除某個(gè)位置元素；

List有add()插入方法和get()獲取方法；

ArrayList--數(shù)組序列，是List的一個(gè)重要實(shí)現(xiàn)類

ArrayList底層是由數(shù)組實(shí)現(xiàn)的，這也是其名字的由來(lái)。

那么如何使用這些集合呢？我們來(lái)通過(guò)一個(gè)小例子，寫一個(gè)小程序來(lái)更直觀的學(xué)習(xí)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——模擬學(xué)生選課功能

選擇課程（往集合添加課程）

刪除所選的某門課程（刪除集合中的元素）

查看所選課程

修改所選課程

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以下是該程序的代碼片段，因?yàn)槭怯糜跍y(cè)試來(lái)介紹集合的使用，所以請(qǐng)不要在意細(xì)節(jié)，代碼會(huì)一步步改進(jìn)的。

?1)創(chuàng)建學(xué)生類和課程類

1 /** 2 * 學(xué)生類 3 * @author hysum 4 * 5 */ 6 public class Student implements { 7 private String name;//學(xué)生姓名 8 private String id;//學(xué)生id 9 private Set courses;//所選課程的set集合 10 11 public Student(){} 12 public Student(String id,String name){ 13 this.id=id; 14 this.name=name; 15 this.courses=new HashSet();//初始化集合 16 } 17 public String getName() { 18 return name; 19 } 20 public void setName(String name) { 21 this.name = name; 22 } 23 public String getId() { 24 return id; 25 } 26 public void setId(String id) { 27 this.id = id; 28 } 29 public Set getCourses() { 30 return courses; 31 } 32 public void setCourses(Set courses) { 33 this.courses = courses; 34 } 1 /** 2 * 課程類 3 * @author hysum 4 * 5 */ 6 public class Course { 7 private String id;//課程id 8 private String name;//課程名稱 9 10 public Course(){ 11 12 } 13 public Course(String name){ 14 this.name=name; 15 } 16 public String getId() { 17 return id; 18 } 19 public void setId(String id) { 20 this.id = id; 21 } 22 public String getName() { 23 return name; 24 } 25 public void setName(String name) { 26 this.name = name; 27 } 28 public Course(String id,String name){ 29 this.id=id; 30 this.name=name; 31 } 32 }

2）創(chuàng)建備選課程類

1 /** 2 * 備選課程類 3 * 4 * @author hysum 5 * 6 */ 7 public class ListCourse { 8 private List CoresesToSelect;// 備選課程 9 private Student stu; 10 private static Scanner in; 11 { 12 in = new Scanner(System.in); 13 } 14 public ListCourse() { 15 this.CoresesToSelect = new ArrayList();// 初始化List集合 16 } 17 public List getCoresesToSelect() { 18 return CoresesToSelect; 19 } 20 21 public void setCoresesToSelect(List coresesToSelect) { 22 CoresesToSelect = coresesToSelect; 23 } 26 }

注意：

List是接口，所以在構(gòu)造方法中不能直接實(shí)例化，而通過(guò)ArrayList()實(shí)例化！！！

例：public List coursesToSelect = new ArrayList();

Set、Map都類似，不可以直接對(duì)他實(shí)例化，要借助相應(yīng)的實(shí)例化類如HashSet(),HashMap();

3）在備選課程里添加課程

(添加元素)List下總共有4個(gè)為L(zhǎng)ist插入元素的方法 ：

1.add(element);

2.add(index,element);

3.addAll(Arrays.asList(對(duì)象數(shù)組名));

4.addAll(index,Arrays.asList(對(duì)象數(shù)組名));

以下用代碼示例：

1 /* 2 * 添加備選課程 3 */ 4 public void AddCourse() { 5 Course cr1=new Course("1","數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)");//創(chuàng)建課程對(duì)象 6 this.CoresesToSelect.add(cr1);//用add(element)添加 7 Course temp=(Course)this.CoresesToSelect.get(0);//用get方法取出，注意類型轉(zhuǎn)換 8 System.out.println("添加了課程："+temp.getId()+" "+temp.getName()); 9 10 Course cr2=new Course("2","C語(yǔ)言");//創(chuàng)建課程對(duì)象 11 this.CoresesToSelect.add(0,cr2);//用add(index,element)添加 12 temp=(Course)this.CoresesToSelect.get(0); 13 System.out.println("添加了課程："+temp.getId()+" "+temp.getName()); 14 } 1 Course[] course = { new Course("1", "數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)"), new Course("2", "C語(yǔ)言"), new Course("3", "匯編語(yǔ)言"), 2 new Course("4", "離散數(shù)學(xué)") }; 3 this.CoresesToSelect.addAll(Arrays.asList(course));//用addAll(Arrays.asList(對(duì)象數(shù)組名))添加

注意：

1.對(duì)象被存入集合都變成object類型了 取出時(shí)需要類型強(qiáng)轉(zhuǎn)。（之后會(huì)用泛型來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題）

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

2.添加進(jìn)list中的位置（index）介于[0，length]之間；0代表插到隊(duì)頭，length代表插到隊(duì)尾。

3.如果添加到List中的長(zhǎng)度大于他目前的長(zhǎng)度，則系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)異常，即數(shù)組下表越界異常,如：

1 Course cr2=new Course("2","C語(yǔ)言");//創(chuàng)建課程對(duì)象 2 this.CoresesToSelect.add(2,cr2);//用add方法添加,超出集合現(xiàn)有長(zhǎng)度 temp=(Course)

4）備選課程取出打印

以下三種方法都是用來(lái)取出List中元素的方法：

?-----for循環(huán)-----

1 public void testGet(){ 2 int size=CoursesToSelect.size(); 3 for(int i=0;i<size;i++){ 4 Course cr=(Course) CoursesToSelect.get(i); 5 System.out.println("取出的課程："+cr.getId()+":"+cr.getName()); 6 } 7 }

-----迭代器-----

Iterator是一個(gè)接口,依賴于集合存在的。

1 Iterator it=CourseToSelect.iterator(); 2 while(it.hasNext()){ 3 Course cr=(Course) it.next(); 4 System.out.println("課程:" + cr.id + ":" + cr.name); 5 }

-----for each(推薦使用)-----

1 for(Object obj:CoursesToSelect){//遍歷集合中的每一個(gè)元素，作為每一個(gè)Object變量 2 Course cr=(Course) obj; 3 System.out.println("課程:" + cr.id + ":" + cr.name); 4 }

5）備選課程修改

使用set（index,Object element）修改元素，index表示索引位置，element表示新對(duì)象。

1 /* 2 * 修改備選課程 3 */ 4 public void Modify(int index, Course c) {// 傳入要修改的參數(shù) 5 this.CoresesToSelect.set(index, c); 6 }

6）刪除備選課程元素

List中有remove(index),remove(對(duì)象值)和removeAll(Arrays.asList(對(duì)象數(shù)組名))方法來(lái)刪除容器中元素的值(用法和add類似)。

Course是信息課程類，有id和name屬性；courseToSelect是list的序列容器對(duì)象。

1 /* 2 * 刪除備選課程，跟添加方法類似 3 */ 4 public void Remove(int index) {// 通過(guò)索引位置刪除 5 this.CoresesToSelect.remove(index); 6 } 7 8 public void Remove(Course c) {// 通過(guò)課程對(duì)象刪除 9 this.CoresesToSelect.remove(c); 10 11 } 12 13 public void Remove(Course[] c) {// 通過(guò)集合對(duì)象刪除 14 this.CoresesToSelect.removeAll(Arrays.asList(c)); 15 16 }

注意：

1.remove(index);刪除位置要大于0并且小于List(序列容器)的長(zhǎng)度。如果要?jiǎng)h除全部可以用for循環(huán)嵌套此方法。

2.remove(object);先要獲得刪除的值，用法是先定義一個(gè)信息變量通過(guò)get()來(lái)存放要?jiǎng)h除的值,然后用remove(刪除的對(duì)象值);

3.removeAll(Arrays.asList());要?jiǎng)h除指定的多個(gè)位置? Arrays.asLIst(對(duì)象數(shù)組名);作用是把數(shù)組轉(zhuǎn)換為集合。用法是先創(chuàng)建信息對(duì)象數(shù)組存放刪除元素的值，然后再用removeAll(Arrays.asList(對(duì)象數(shù)組名))方法,刪除集合數(shù)組的元素。

四、應(yīng)用泛型管理課程

在上面的幾個(gè)例子中，小伙伴是否發(fā)現(xiàn)對(duì)于集合的取出和遍歷都要將Object對(duì)象進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換后才能使用，每次這樣做不僅增加了編程難度還使代碼特別繁瑣，這里我們可以利用泛型來(lái)幫助我們更加方便地使用java集合。

首先，我們要知道沒(méi)有使用泛型的話，集合中的元素,可以是任意類型的對(duì)象(對(duì)象的引用)，如果把某個(gè)對(duì)象放入集合,則會(huì)忽略他的類型把他當(dāng)做Object處理。

那么我們就在剛才的例子里往備選課程類里的CoresesToSelect的List集合添加一些奇怪的東西會(huì)發(fā)什么有趣的事呢？

1 　　　/* 2 * 往List中添加一些奇怪的東西 3 */ 4 public void testType(){ 5 System.out.println("能否往List中添加一些奇怪的東西呢?"); 6 this.CoresesToSelect.add("我不是課程，我是字符串！"); 7 }

當(dāng)調(diào)用取出課程方法取出該元素時(shí)，運(yùn)行時(shí)出錯(cuò)：

這是因?yàn)槿〕鲈撛貢r(shí)String類型不能強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為Course類型，那有什么辦法來(lái)避免集合中被添加不希望添加的類型呢？

泛型則是規(guī)定了某個(gè)集合只可以存放特定類型的對(duì)象，會(huì)在編譯期間進(jìn)行類型檢查，可以直接指定類型獲取的集合元素。

泛型：指規(guī)定了某個(gè)集合只能存放特定類型的對(duì)象。

語(yǔ)法：ArrayList<String> array=new ArrayList<String>(); //規(guī)定array中只能存放String類型的對(duì)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）：（自行對(duì)比）

1 private Set<Course> courses;//所選課程的set集合 2 this.courses=new HashSet<Course>();//初始化集合 3 public Set<Course> getCourses() { 4 return courses; 5 } 6 public void setCourses(Set<Course> courses) { 7 this.courses = courses; 8 } 1 private List<Course> CoresesToSelect;// 備選課程 2 public ListCourse() { 3 this.CoresesToSelect = new ArrayList<Course>();// 初始化List集合 4 } 5 public List<Course> getCoresesToSelect() { 6 return CoresesToSelect; 7 } 8 9 public void setCoresesToSelect(List<Course> coresesToSelect) { 10 CoresesToSelect = coresesToSelect; 11 }

foreach循環(huán)的修改：

1 for (Course obj : CoresesToSelect) { 2 System.out.println("添加了課程：" + obj.getId() + " " + obj.getName()); 4 }

運(yùn)用了泛型的話，用foreach語(yǔ)句時(shí) 存儲(chǔ)變量應(yīng)該為泛型的類型。for(Course a:courseToSelect),不必再用Object取出再?gòu)?qiáng)轉(zhuǎn)，因?yàn)橐呀?jīng)規(guī)定容器里裝的都是Course類型。

使用泛型要注意：

1.泛型集合中，不能添加泛型規(guī)定的類型和其子類以外的對(duì)象，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)！

2.泛型中可以添加規(guī)定的類型的子類型的對(duì)象。如：

1 public void testChild() { 2 ChildCourse ccr = new ChildCourse(); 3 ccr.id = "3"; 4 ccr.name = "我是子類型的課程對(duì)象實(shí)例~~"; 5 courses.add(ccr); 6 }

3.不能直接添加基本類型（int,float等）的對(duì)象，如果要添加，需要使用其包裝類。如：

1 public void testBasicType() { 2 List<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); 3 list.add(1); 4 System.out.println("基本類型必須使用包裝類作為泛型！" + list.get(0)); 5 }

五、通過(guò)Set集合管理課程

Set集合和List一樣是Collection接口的子接口。它的方法跟List類似，但有稍許不同，因?yàn)镾et集合是無(wú)序且不重復(fù)的。

1）添加學(xué)生選課的課程

add方法跟ArrayList一樣

1 li.stu=new Student("1","小明"); 2 System.out.println("歡迎"+li.stu.getName()+"同學(xué)選擇課程"); 3 for(int i=0;i<3;i++){//循環(huán)三次添加選課 4 System.out.println("請(qǐng)選第"+(i+1)+"門課程："); 5 String Id=in.next(); 6 for(Course c:li.getCoresesToSelect()){ 7 if(c.getId().equals(Id)){ 8 li.stu.getCourses().add(c); 9 } 10 } 11 12 }

注意：Set 中添加某個(gè)對(duì)象，無(wú)論添加多少次，最終只會(huì)保留一個(gè)該對(duì)象（的引用）。同時(shí)，保留的是第一次添加的那一個(gè)。Set集合是無(wú)序的不可重復(fù)的。

2）打印輸出學(xué)生選的課程

1 //輸出學(xué)生選的課程 2 for(Course c:li.stu.getCourses()){ 3 System.out.println(c.getId()+" "+c.getName()); 4 5 }

注意：循環(huán)遍歷Set中的每一個(gè)元素只能用foreach或iterator，不能像List一樣用get()方法。因?yàn)槭菬o(wú)序的每次的輸出結(jié)果都有些差別。

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總結(jié)：

1、Set沒(méi)有像List中set()方法一樣就修改，因?yàn)長(zhǎng)ist是有序的，可以指定位置，而Set是無(wú)序的，可以用循環(huán)遍歷方式修改。

2、查詢遍歷時(shí)，Set不能用get()方法去獲取，因?yàn)闊o(wú)序沒(méi)有指定索引ID，但可以使用foreach和iterator來(lái)遍歷，但是每次遍歷出來(lái)可能順序都不一樣，還是因?yàn)闊o(wú)序造成的。

3、Set中的size(),add(),addAll(),remove(),removeAll()與List類似。

4、Set還可以添加null(但只能添加一個(gè)null，因?yàn)椴恢貜?fù))；

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本篇主要講述了List和Set的基本操作：增刪改查，下一篇我將介紹Map接口的基本操作，有興趣的小伙伴可以加一下方的"關(guān)注"哦！

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/hysum/p/7136480.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的浅入深出之Java集合框架（上）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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