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文章目錄

• Java集合、泛型和列舉
• • Java集合詳解
  • Java Collection介面詳解
  • Java List集合：ArrayList和LinkedList類的用法及區別
  • • ArrayList 類
    • LinkedList類
    • ArrayList 類和 LinkedList 類的區別
  • Java Set集合：HashSet和TreeSet類
  • • HashSet 類
    • TreeSet 類
  • Java Map集合詳解
  • Java遍歷Map集合的四種方式
  • • 在 for 迴圈中使用 entries 實現 Map 的遍歷（最常見和最常用的）
    • 使用 for-each 迴圈遍歷 key 或者 values，一般適用於只需要 Map 中的 key 或者 value 時使用。效能上比 entrySet 較好
    • 使用迭代器（Iterator）遍歷
    • 通過鍵找值遍歷，這種方式的效率比較低，因為本身從鍵取值是耗時的操作
• 參考連結

Java集合、泛型和列舉

Java集合詳解

Java 提供了集合類。集合類主要負責儲存、盛裝其他資料，因此集合類也被稱為容器類。Java 所有的集合類都位於 java.util 包下，提供了一個表示和操作物件集合的統一構架，包含大量集合介面，以及這些介面的實現類和操作它們的演算法

集合類和陣列不一樣，陣列元素既可以是基本型別的值，也可以是物件（實際上儲存的是物件的引用變數），而集合裡只能儲存物件（實際上只是儲存物件的引用變數，但通常習慣上認為集合裡儲存的是物件）

Java 集合型別分為 Collection 和 Map，它們是 Java 集合的根介面，這兩個介面又包含了一些子介面或實現類。圖 1 和圖 2 分別為 Collection 和 Map 的子介面及其實現類

下表為Java集合介面的作用

對於 Set、List、Queue 和 Map 這 4 種集合，Java 最常用的實現類分別是 HashSet、TreeSet、ArrayList、ArrayDueue、LinkedList 和 HashMap、TreeMap 等

Java Collection介面詳解

Collection 介面中常用的方法如下

注意：以上方法完全來自於 Java API 文件，讀者可自行參考 API 文件來查閱這些方法的詳細資訊。讀者無需硬性記憶這些方法，可以和實際生活結合記憶。集合類就像容器，現實生活中容器的功能，就是新增物件、刪除物件、清空容器和判斷容器是否為空等，集合類為這些功能都提供了對應的方法

以下程式碼演示如何使用介面向集合中新增元素

public static void main(String[] args) {
	// TODO Auto-generated method stub
	ArrayList list1 = new ArrayList();
	ArrayList list2 = new ArrayList();
	list1.add("one");
	list1.add("two");
	list2.addAll(list1);
	System.out.println("list2 集合中的元素如下：");
	Iterator it = list2.iterator();
	while(it.hasNext()) {
		System.out.print(it.next() + "、");
	}
}

Java List集合：ArrayList和LinkedList類的用法及區別

List 實現了 Collection 介面，它主要有兩個常用的實現類：ArrayList 類和 LinkedList 類

ArrayList 類

ArrayList 類實現了可變陣列的大小，儲存在內的資料稱為元素。它還提供了快速基於索引訪問元素的方式，對尾部成員的增加和刪除支援較好。使用 ArrayList 建立的集合，允許對集合中的元素進行快速的隨機訪問，不過，向 ArrayList 中插入與刪除元素的速度相對較慢

下表是ArrayList類的常用方法

素，則返回 -1
int lastIndexOf(Object o) | 返回此集合中最後一次出現指定元素的索引，如果此集合不包含該
元素，則返回 -1
E set(int index, Eelement) | 將此集合中指定索引位置的元素修改為 element 引數指定的物件。
此方法返回此集合中指定索引位置的原元素
List subList(int fromlndex, int tolndex) | 返回一個新的集合，新集合中包含 fromlndex 和 tolndex 索引之間
的所有元素。包含 fromlndex 處的元素，不包含 tolndex 索引處的
元素

一個使用示例程式碼如下

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

public class Test12 {
	public class Student {
		int age;
		String name;
		public Student(int age, String name) {
			this.age = age;
			this.name = name;
		}
		public String toString() {
			return this.age + " " + this.name;
		}
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		ArrayList arrayList = new ArrayList();
		for(int index = 0; index < 5; index++) {
			arrayList.add(new Test12().new Student(23+index, "zengraoli"));
		}
		Iterator it = arrayList.iterator();
		while(it.hasNext()) {
			System.out.println(it.next().toString());
		}
	}
}

LinkedList類

LinkedList 類採用連結串列結構儲存物件，這種結構的優點是便於向集合中插入或者刪除元素。需要頻繁向集合中插入和刪除元素時，使用 LinkedList 類比 ArrayList 類效果高，但是 LinkedList 類隨機訪問元素的速度則相對較慢。這裡的隨機訪問是指檢索集合中特定索引位置的元素

以下為LinkList類中的方法

使用示例程式碼如下

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> products = new LinkedList<String>(); // 建立集合物件
        String p1 = new String("六角螺母");
        String p2 = new String("10A 電纜線");
        String p3 = new String("5M 捲尺");
        String p4 = new String("4CM 原木方板");
        products.add(p1); // 將 p1 物件新增到 LinkedList 集合中
        products.add(p2); // 將 p2 物件新增到 LinkedList 集合中
        products.add(p3); // 將 p3 物件新增到 LinkedList 集合中
        products.add(p4); // 將 p4 物件新增到 LinkedList 集合中
        String p5 = new String("標準資料夾小櫃");
        products.addLast(p5); // 向集合的末尾新增p5物件
        System.out.print("*************** 商品資訊 ***************");
        System.out.println("\n目前商品有：");
        for (int i = 0; i < products.size(); i++) {
            System.out.print(products.get(i) + "\t");
        }
        System.out.println("\n第一個商品的名稱為：" + products.getFirst());
        System.out.println("最後一個商品的名稱為：" + products.getLast());
        products.removeLast(); // 刪除最後一個元素
        System.out.println("刪除最後的元素，目前商品有：");
        for (int i = 0; i < products.size(); i++) {
            System.out.print(products.get(i) + "\t");
        }
    }
}

ArrayList 類和 LinkedList 類的區別

ArrayList 是基於動態陣列資料結構的實現，訪問元素速度優於 LinkedList。LinkedList 是基於連結串列資料結構的實現，佔用的記憶體空間比較大，但在批量插入或刪除資料時優於 ArrayList

對於快速訪問物件的需求，使用 ArrayList 實現執行效率上會比較好。需要頻繁向集合中插入和刪除元素時，使用 LinkedList 類比 ArrayList 類效果高

Java Set集合：HashSet和TreeSet類

Set 集合中不能包含重複的物件，並且最多隻允許包含一個 null 元素；Set 實現了 Collection 介面，它主要有兩個常用的實現類：HashSet 類和 TreeSet類

HashSet 類

HashSet 是 Set 介面的典型實現，大多數時候使用 Set 集合時就是使用這個實現類。HashSet 是按照 Hash 演算法來儲存集合中的元素。因此具有很好的存取和查詢效能

HashSet 具有以下特點：

• 不能保證元素的排列順序，順序可能與新增順序不同，順序也有可能發生變化。
• HashSet 不是同步的，如果多個執行緒同時訪問或修改一個 HashSet，則必須通過程式碼來保證其同步。
• 集合元素值可以是 null。

當向 HashSet 集合中存入一個元素時，HashSet 會呼叫該物件的 hashCode() 方法來得到該物件的 hashCode 值，然後根據該 hashCode 值決定該物件在 HashSet 中的儲存位置。如果有兩個元素通過 equals() 方法比較返回的結果為 true，但它們的 hashCode 不相等，HashSet 將會把它們儲存在不同的位置，依然可以新增成功

下面的程式碼演示了建立兩種不同形式的 HashSet 物件

HashSet hs = new HashSet();    // 呼叫無參的建構函式建立HashSet物件
HashSet<String> hss = new HashSet<String>();    // 建立泛型的 HashSet 集合物件

示例程式碼使用 HashSet 建立一個 Set 集合，並向該集合中新增 4 套教程

public static void main(String[] args) {
    HashSet<String> courseSet = new HashSet<String>(); // 建立一個空的 Set 集合
    String course1 = new String("Java入門教程");
    String course2 = new String("Python基礎教程");
    String course3 = new String("C語言學習教程");
    String course4 = new String("Golang入門教程");
    courseSet.add(course1); // 將 course1 儲存到 Set 集合中
    courseSet.add(course2); // 將 course2 儲存到 Set 集合中
    courseSet.add(course3); // 將 course3 儲存到 Set 集合中
    courseSet.add(course4); // 將 course4 儲存到 Set 集合中
    System.out.println("C語言中文網教程有：");
    Iterator<String> it = courseSet.iterator();
    while (it.hasNext()) {
        System.out.println("《" + (String) it.next() + "》"); // 輸出 Set 集合中的元素
    }
    System.out.println("有" + courseSet.size() + "套精彩教程！");
}

TreeSet 類

TreeSet 類同時實現了 Set 介面和 SortedSet 介面。SortedSet 介面是 Set 介面的子介面，可以實現對集合進行自然排序，因此使用 TreeSet 類實現的 Set 介面預設情況下是自然排序的，這裡的自然排序指的是升序排序

TreeSet 只能對實現了 Comparable 介面的類物件進行排序，因為 Comparable 介面中有一個 compareTo(Object o) 方法用於比較兩個物件的大小。例如 a.compareTo(b)，如果 a 和 b 相等，則該方法返回 0；如果 a 大於 b，則該方法返回大於 0 的值；如果 a 小於 b，則該方法返回小於 0 的值

實現Comparable介面類物件的比較方式

包裝類（BigDecimal、Biglnteger、 Byte、Double、
Float、Integer、Long 及 Short) | 按數字大小比較
Character | 按字元的 Unicode 值的數字大小比較
String | 按字串中字元的 Unicode 值的數字大小比

TreeSet 類除了實現 Collection 介面的所有方法之外，還提供了下表的方法

物件之間的所有物件。包含 fromElement 物件，不包含 toElement 物件
SortedSet headSet<E toElement〉 | 返回一個新的集合，新集合包含原集合中 toElement 物件之前的所有物件。
不包含 toElement 物件
SortedSet tailSet(E fromElement) | 返回一個新的集合，新集合包含原集合中 fromElement 物件之後的所有對
象。包含 fromElement 物件

Java Map集合詳解

Map 介面主要有兩個實現類：HashMap 類和 TreeMap 類。其中，HashMap 類按雜湊演算法來存取鍵物件，而 TreeMap 類可以對鍵物件進行排序

Map 介面中提供的常用方法如下表所示

使用程式碼如下

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;

public class Test12 {
	public class Student {
		int age;
		String name;
		public Student(int age, String name) {
			this.age = age;
			this.name = name;
		}
		public String toString() {
			return this.age + " " + this.name;
		}
	}
	
	public void test2() {
		HashMap hashMap = new HashMap();
		for(int index = 0; index < 5; index++) {
			hashMap.put(index, new Test12().new Student(23+index, "zengraoli"+index));
		}
		Iterator it = hashMap.keySet().iterator();
		while(it.hasNext()) {
			System.out.println(hashMap.get(it.next()).toString());
		}
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		new Test12().test2();
	}
}

Java遍歷Map集合的四種方式

Map 集合的遍歷與 List 和 Set 集合不同。Map 有兩組值，因此遍歷時可以只遍歷值的集合，也可以只遍歷鍵的集合，也可以同時遍歷。Map 以及實現 Map 的介面類（如 HashMap、TreeMap、LinkedHashMap、Hashtable 等）都可以用以下幾種方式遍歷

在 for 迴圈中使用 entries 實現 Map 的遍歷（最常見和最常用的）

public static void main(String[] args) {
    Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
    map.put("Java入門教程", "http://c.biancheng.net/java/");
    map.put("C語言入門教程", "http://c.biancheng.net/c/");
    for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
        String mapKey = entry.getKey();
        String mapValue = entry.getValue();
        System.out.println(mapKey + "：" + mapValue);
    }
}

使用 for-each 迴圈遍歷 key 或者 values，一般適用於只需要 Map 中的 key 或者 value 時使用。效能上比 entrySet 較好

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
map.put("Java入門教程", "http://c.biancheng.net/java/");
map.put("C語言入門教程", "http://c.biancheng.net/c/");
// 列印鍵集合
for (String key : map.keySet()) {
    System.out.println(key);
}
// 列印值集合
for (String value : map.values()) {
    System.out.println(value);
}

使用迭代器（Iterator）遍歷

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
map.put("Java入門教程", "http://c.biancheng.net/java/");
map.put("C語言入門教程", "http://c.biancheng.net/c/");
Iterator<Entry<String, String>> entries = map.entrySet().iterator();
while (entries.hasNext()) {
    Entry<String, String> entry = entries.next();
    String key = entry.getKey();
    String value = entry.getValue();
    System.out.println(key + ":" + value);
}

通過鍵找值遍歷，這種方式的效率比較低，因為本身從鍵取值是耗時的操作

for(String key : map.keySet()){
    String value = map.get(key);
    System.out.println(key+":"+value);
}

參考連結

• Java集合詳解
• Java Collection介面詳解
• Java List集合：ArrayList和LinkedList類的用法及區別
• Java Set集合：HashSet和TreeSet類
• Java Map集合詳解
• Java遍歷Map集合的四種方式