物件容器——集合

阿新 • • 發佈：2020-07-20

物件容器——集合

集合的概述

Java 中提供了豐富的集合介面和類，它們來自於 java.util 包。如同 15-1 所示是 Java 主要的集合介面和類，從圖中可見 Java 集合型別分為：Collection 和 Map，Collection 子介面有：Set、Queue 和 List 等介面。每一種集合介面描述了一種資料結構。本章重點介紹 List、Set 和 Map 介面，因此圖 15-1 中只列出了這三個介面的具體實現類，事實上 Queue 也有具體實現類，由於很少使用，這裡不再贅述，讀者感興趣可以自己查詢 API 文件。

提示學習Java中的集合，首先從兩大介面入手，重點掌握List、Set和Map三個介面，熟悉這些介面中提供的方法。然後再熟悉這些介面的實現類，並瞭解不同實現類之間的區別。

List集合

List 集合中的元素是有序的，可以重複出現。圖 15-2 是一個班級集合陣列，這個集合中有一些學生，這些學生是有序的，順序是他們被放到集合中的順序，可以通過序號訪問他們。這就像老師給進入班級的人分配學號，第一個報到的是“張三”，老師給他分配的是 0，第二個報到的是“李四”，老師給他分配的是 1，以此類推，最後一個序號應該是 “學生人數-1”。

提示 List集合關心的元素是否有序，而不關心是否重複，請大家記住這個原則。例如，圖152所示的班級集合中就有兩個“張三”。

List 介面的實現類有：ArrayList 和 LinkedList。ArrayList 是基於動態陣列資料結構的實現，LinkedList 是基於連結串列資料結構的實現。ArrayList 訪問元素速優於 LinkedList，LinkedList 佔用的記憶體空間比較大，但 LinkedList 在批量插入或刪除資料時優於 ArrayList。不同的結構對應於不同的演算法，有的考慮節省佔用空間，有的考慮提高執行效率，對於程式設計師而言，它們就像是“熊掌”和“魚肉”，不可兼得！提高執行速度往往是以犧牲空間為代價的，而節省佔用空間往往是以犧牲執行速度為代價的。

常用方法

List 介面繼承自 Collection 介面，List 介面中的很多方法都繼承自 Collection 介面的。 List 介面中常用方法如下。

操作元素
- get(int index)：返回 List 集合中指定位置的元素。
- set(int index, Object element)：用指定元素替換 List 集合中指定位置的元素。
- add(Object element)：在 List 集合的尾部新增指定的元素。該方法是從 Collection 集合繼承過了的。
- add(int index, Object element)：在 List 集合的指定位置插入指定元素。
- remove(int index)：移除 List 集合中指定位置的元素。
- remove(Object element)：如果 List 集合中存在指定元素，則從 List 集合中移除第一次出現的指定元素。該方法是從 Collection 集合繼承過了的。
- clear()：從 List 集合中移除所有元素。該方法是從 Collection 集合繼承過了的。
判斷元素
- isEmpty()：判斷 List 集合中是否有元素，沒有返回 true，有返回 false。該方法是從 Collection 集合繼承過了的。
- contains(Object element)：判斷 List 集合中是否包含指定元素，包含返回 true，不包含返回 false。該方法是從 Collection 集合繼承過了的。
查詢元素
- indexOf(Object o)：從前往後查詢 List 集合元素，返回第一次出現指定元素的索引，如果此列表不包含該元素，則返回-1。
- lastIndexOf(Object o)：從後往前查詢 List 集合元素，返回第一次出現指定元素的索引，如果此列表不包含該元素，則返回-1。
其他
- iterator()：返回迭代器（Iterator）物件，迭代器物件用於遍歷集合。該方法是從 Collection 集合繼承下來的。
- size()：返回 List 集合中的元素數，返回值是 int 型別。該方法是從 Collection 集合繼承下來的。
- subList(int fromIndex, int toIndex)：返回 List 集合中指定的 fromIndex（包括）和 toIndex（不包括）之間的元素集合，返回值 List 集合。

注意：在Java中任何集合中存放的都是物件，即引用資料型別，為什麼我們在集合框架當中能夠存入基本資料型別，因為在存入資料和取出資料的時候，基本資料型別存在一個自動的裝箱和解裝箱的過程

遍歷集合

集合最常用的操作之一是遍歷，遍歷就是將集合中的每一個元素取出來，進行操作或計算。List 集合遍歷有三種方法：

使用 for 迴圈遍歷：List 集合可以使用 for 迴圈進行遍歷，for 迴圈中有迴圈變數，通過迴圈變數可以訪問 List 集合中的元素。
使用 for-each 迴圈遍歷：for-each 迴圈是針對遍歷各種型別集合而推出的，筆者推薦使用這種遍歷方法。
使用迭代器遍歷：Java提供了多種迭代器，List集合可以使用Iterator和 ListIterator 迭代器。

（ 1Interator it = list.iterator() 2.when(it.hasnext()){ Object item = it.next();} )

Set集合

Set 集合是由一串無序的，不能重複的相同型別元素構成的集合。圖 15-3 是一個班級的 Set 集合。這個 Set 集合中有一些學生，這些學生是無序的，不能通過類似於 List 集合的序號訪問，而且不能有重複的同學。

提示 List集合中的元素是有序的、可重複的，而Set集合中的元素是無序的、不能重複的。 List集合強調的是有序，Set集合強調的是不重複。當不考慮順序，且沒有重複元素時， Set集合和List集合可以互相替換的。

常用方法

Set 介面也繼承自 Collection 介面，Set 介面中大部分都是繼承自 Collection 介面，這些方法如下

操作元素
- add(Object element)：在 Set 集合的尾部新增指定的元素。該方法是從 Collection 集合繼承過了的。
- remove(Object element)：如果 Set 集合中存在指定元素，該方法是從 Collection 集合繼承過了的。
- clear()：從 Set 集合中移除所有元素。該方法是從 Collection 集合繼承過了的。
判斷元素
- isEmpty()：判斷 Set 集合中是否有元素，沒有返回 true，有返回 false。該方法是從 Collection 集合繼承過了的。
- contains(Object element)：判斷 Set 集合中是否包含指定元素，包含返回 true，不包含返回 false。該方法是從 Collection 集合繼承過了的。
其他
- iterator()：返回迭代器（Iterator）物件，迭代器物件用於遍歷集合。該方法是從 Collection 集合繼承下來的。
- size()：返回 Set 集合中的元素數，返回值是 int 型別。該方法是從 Collection 集合繼承下來的。

遍歷元素

Set 集合中的元素由於沒有序號，所以不能使用 for 迴圈進行遍歷，但可以使用 foreach 迴圈和迭代器進行遍歷。事實上這兩種遍歷方法也是繼承自 Collection 集合，也就是說所有的 Collection 集合型別都有這兩種遍歷方式。

foreach
Iterator

Map集合

Map（對映）集合表示一種非常複雜的集合，允許按照某個鍵來訪問元素。Map 集合是由兩個集合構成的，一個是鍵（key）集合，一個是值（value）集合。鍵集合是 Set 類型，因此不能有重複的元素。而值集合是 Collection 型別，可以有重複的元素。Map 集合中的鍵和值是成對出現的。圖 15-4 所示是 Map 型別的“國家代號”集合。鍵是國家代號集合，不能重複。值是國家集合，可以重複。

Map 介面直接實現類主要是 HashMap，HashMap 是基散列表資料結構的實現

常用方法

Map 集合中包含兩個集合（鍵和值），所以操作起來比較麻煩，Map 介面提供很多方法用來管理和操作集合。主要的方法如下。

操作元素
- get(Object key)：返回指定鍵所對於的值；如果 Map 集合中不包含該鍵值對，則返回 null。
- put(Object key, Object value)：指定鍵值對新增到集合中。
- remove(Object key)：移除鍵值對。
- clear()：移除 Map 集合中所有鍵值對。
判斷元素
- isEmpty()：判斷 Map 集合中是否有鍵值對，沒有返回 true，有返回 false。
- containsKey(Object key)：判斷鍵集合中是否包含指定元素，包含返回 true，不包含返回 false。
- containsValue(Object value)：判斷值集合中是否包含指定元素，包含返回 true，不包含返回 false
檢視集合
- keySet()：返回 Map 中的所有鍵集合，返回值是 Set 型別。
- values()：返回 Map 中的所有值集合，返回值是 Collection 型別。
- size()：返回 Map 集合中鍵值對數。

遍歷集合

Map 集合遍歷與 List 和 Set 集合不同，Map 有兩個集合，因此遍歷過程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。這些遍歷過程都可以使用 for-each 迴圈和迭代器進行遍歷。

public class TestMap {
    public static void main(String[] args) { 
         
          Map map = new HashMap(); 
         
          map.put(102, "張三");   
          map.put(105, "李四");   
          map.put(109, "王五");   
          map.put(110, "董六");   
          map.put(111, "李四"); 
         
          // 1.使用for-each迴圈遍歷   
          System.out.println("--1.使用for-each迴圈遍歷--");   
          // 獲得鍵集合   
          Set keys = map.keySet();         
          for (Object key : keys) {    
              int ikey = (Integer) key; 
              // 自動拆箱       
              String value = (String) map.get(ikey); 
              // 自動裝箱      
              System.out.printf("key=%d - value=%s \n", ikey, value);   
          } 
    
         
          // 2.使用迭代器遍歷  
        System.out.println("--2.使用迭代器遍歷--");   
        // 獲得值集合   
        Collection values = map.values();       
        // 遍歷值集合   
        Iterator it = values.iterator();   
        while (it.hasNext()) {
            Object item = it.next();    
            String s = (String) item;    
            System.out.println("值集合元素: " + s);   
        } 
         
    }
}



//--1.使用for-each迴圈遍歷--
//key=102 - value=張三 
//key=105 - value=李四 
//key=109 - value=王五 
//key=110 - value=董六 
//key=111 - value=李四 
//--2.使用迭代器遍歷--
//值集合元素: 張三
//值集合元素: 李四
//值集合元素: 王五
//值集合元素: 董六
//值集合元素: 李四

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