Java的集合框架
Java集合框架綜述
1：集合框架(Collection Framework)
首先要知道 集合代表的是一組對象,和數組差不多 但是數組的長度是固定不變的,而集合是可以變換長度的,比如說:集合就是一根金箍棒,可長可短, 數組就像是一根普通的木棍,長度是固定的，不能變長或者變短。在Java的集合框架中定義了一套規範用來操作集合和具體實現細節，在這裏呢也可以把集合想象成一個數據庫 ，它有“增刪改查”四種操作 ，在本章呢會介紹集合框架的基本類和接口和一些的基本操作方法。
2：集合框架的兩大接口（Collection和Map）
1.Collection接口
Collection表示一組對象 ，這些對象也稱為collection元素，一個collection允許有重復的值，而另一些則不允許，一些collection是有序的，而有一些是無序的，在Java中沒有直接實現collection的 但是它提供了兩個子接口 這兩個子接口繼承了collection接口，那是哪兩個接口呢？
ヾ(??▽?)ノ 這裏介紹兩個collection接口的子接口 List 和 Set
1.1ArraysLIst類
ArrayList是List的一個實現類。每一個ArrayList實例都有一個容量，該容量是指用來存儲列表的數組大小，它總是等於或者小於列表的大小，隨著向ArrayList不斷添加元素，其容量也不斷的增大。這裏ArrayList它跟數組有很多相同點，到底有什麽相同點和不同點呢？如下圖
那知道ArrayList的概念 怎麽創建一個ArrayList集合呢？ 定義語法如下：
1 //創建ArrayList集合 2 List list = new ArraysList(0);
在創建ArrayList集合的時候需要導入包：
//導入包
import java.util.ArrayList; import java.util.List;
知道了創建ArrayList集合 那怎麽向集合裏添加元素呢 開始說過java集合框架中定義了一套規範來實現“增傷改查”那怎麽實現具體操作呢？下面介紹ArrayList集合的常用方法：
ArraysLIst 集合的常用方法
Arrays.asList(); 將數組裝換為集合
add(Object value); 添加元素
add(int index,Object value)向指定位置插入元素
get(int index);通過下標獲取元素
set(intindex,Object value);修改指定位置的元素
remove(
//遍歷ArrayList
foreach(Object item : list){
//通過get（）方法獲取元素
}
需要註意的是： 1.存儲的元素類型都是Object類型
2.ArrayList集合中是可以添加重復的值，這個跟數組是一樣的
3. 它的初始容量為10的空列表
1.2HashSet類
HashSet是一個哈希集是set的一個重要實現類 它不保證順序恒久不變，也就是說是無序的，它允許使用NUll元素 但是只能有一個。而且他還不能有重復的值。set中 添加某個對象 無論添加多少次 最終只會保留一個該對象(的引用) 並且 保留的是第一次添加的那一個。既然是無序的所以它沒有索引，不能通過索引獲取元素。同樣跟ArrayList一樣它儲存的類型也是Object類型。
那怎麽創建一個Hashset呢？ 代碼如下：
//創建HashSet（哈希集）
HashSet hashset= new HashSet();
在創建HashSet實例時需要導入包：
import java.util.HashSet;
以下是HashSet類的一些常用方法 如下圖：
add(Object value) 如果此 set中尚未包含指定元素，則添加指定元素 它的返回值是Boolean類型
clear() 移除所有元素
remove（Object o）如果指定元素存在於此 set 中，則將其移除 它的返回值是Boolean類型
size（）獲取set中的元素的數量 返回值是int
isEmpty（）判斷該set中是否包含任何元素 返回值是boolean類型
iterator() 返回對此 set 中元素進行叠代的叠代器。
大家看到Hashset並沒有直接獲取元素的方法，因為他是無序的 沒有索引，這裏我們用iterator（）方法叠代獲取數據，那怎麽用呢？代碼如下：
import java.util.Iterator;//導包
itIterator i = hash.iterator(); while(i.hasNext()){ String str = (String)i.next();//需要強轉 }
這裏需要註意的是 HashSet裏儲存是Object類型 需要什麽數據類型 就強轉成什麽數據類型
上面的是通過Iterator（）方法進行叠代 看起來比較麻煩 所以還有一種漸變的方法 通過foreach叠代器進行獲取數據 代碼如下：
foreach(Object item in hash){
//獲取數據
}
上面是Collection接口中的兩個子接口 List和Set 下面介紹另一個接口 Map
2.Map接口
Map提供了一種映射關系 其中的元素是以鍵值對(Key-value)的形式存儲的 能夠實現根據key快速查找Value
Map中的鍵值對以Entry類型的對象實例形式存在
健(key值)不可重復 value值可以
一個值可以跟很多的key進行映射關系 但一個健(key值)最多只能映射到一個值(value)
2.1 HashMap類
HashMap是map的一個重要實現,也是最常用的 基於哈希表實現 它的Entry對象是無序排序的，Key值和value值都可以為null 但是一個HashMap只能有一個kay值為null的映射(key值不可重復)
介紹了HashMap類的概念 那怎麽創建呢？ 代碼如下：
//導入包
import java.util.HashMap;
//創建Hashmap
HashMap hash = new HashMap();
那HashMap類中有什麽常用方法呢？如下：
get(Object key); 指定健獲取所映射的值
Clear();從此映射中移除所有的映射關系
remove(Object key);從此映射中移除指定鍵的映射關系(如果存在)
size(); 獲取此映射中的鍵-值映射的關系
put(K key,V value) 在此映射中關聯指定的值與指定鍵 如果該映射以前包含了一個該鍵的映射關系 從而達到修改的功能
entrySet 語法: public Set<Map.Entry<K,V>> enttryset() 返回map中所有的鍵值對
KeySet 語法: public Ste<k>keyset() 返回此映射中所包含的鍵的set視圖
getKey() 獲取鍵
getValue（） 獲取值
如何向HashMap中添加映射關系呢？如下：
//創建HashMap
HashMap hashmap = new HashMap();
//通過HashMap類的Put（）方法添加映射關系
hashmap.put(1, "張三");
這裏需要註意的是：1.向HashMap中添加映射關系時 需要指定一個Key（鍵）指定一個Value（值）從而達到映射關系，
2.同樣這裏的健（key）和值（value）都是object類型，
如何獲取HashMao中的數據呢？HashMap是鍵值對可以通過獲取鍵的方法獲取數據代碼如下：
//通過HashMap類的gat（object key）獲取值
System.out.println(hashmap.get(1));
那如何遍歷HashMap中的元素呢？ 用foreach叠代器實現 代碼如下：
//遍歷HashMap的Key值獲取數據
for (Object item:hashmap.keySet()) {
System.out.println(hashmap.get(item));
}
其他的方法就不一一測試了 (￣▽￣)~*
那現在有一個問題 比如如下代碼：
List list = new ArrayList();
list.add("qqyumidi");
list.add("corn");
list.add(100);
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
String name = (String) list.get(i); //1
System.out.println("name:" + name);
}
定義了一個List類型的集合，先向其中加入了兩個字符串類型的值，隨後加入一個Integer類型的值。這是完全允許的，因為此時list默認的類型為Object類型。在之後的循環中，由於忘記了之前在list中也加入了Integer類型的值或其他編碼原因，很容易出現類似於//1中的錯誤。因為編譯階段正常，而運行時會出現“java.lang.ClassCastException”異常。因此，導致此類錯誤編碼過程中不易發現。
以上代碼中有兩個問題：
A.當我們將一個對象放入集合中，集合不會記住此對象的類型，當再次從集合中取出此對象時，改對象的編譯類型變成了Object類型，但其運行時類型任然為其本身類型。
B.因此，//1處取出集合元素時需要人為的強制類型轉化到具體的目標類型，且很容易出現“java.lang.ClassCastException”異常。
那有什麽辦法可以使集合能夠約束元素類型呢 並達到安逸不報錯呢？在Collection和Map中有出現了一個泛型集合。
3.什麽是泛型？
泛型也可以理解為“參數化類型”，類型的參數化，就是可以把類型像方法的參數那樣傳遞。這一點意義非凡。
那它有什麽作用呢？ ：泛型使編譯器可以在編譯期間對類型進行檢查以提高類型安全，減少運行時由於對象類型不匹配引發的異常。
怎麽定義個泛型集合呢？把上面的代碼修改如下：
List<String> list = new ArraysList<String>();//定義泛型的語法
list.add("aaa");
list.add("bbb");
list.add(1111);//1
foreach(String item : list){
System.out.println(item);
}
根據上面的代碼 得到 定義泛型集合的語法：
List<E> list = new ArraysList<E>（）；
在List<>尖括號裏是要對集合數據類型的約束
<E>中的E表示類型形參，可以接收具體的類型實參
上面的代碼集合類型是String類型 那麽代碼“1”我們添加一個int類型的數據 這樣編譯器是會報錯的，因為在定義泛型的時候 限制的是String類型 所以只能添加String類型的數據，
所以我們總結： 當泛型進行了數據類型約束的時候 不能添加其他的數據類型，否則編譯器會報錯。
那麽HashSet也可以定義泛型，對元素的數據類型進行約束，那怎麽創建HashSet泛型呢？語法如下：
//創建HashSet泛型
HashSet<E> hashSet = new HashSet<E>();
同樣是對HashSet中的元素進行數據類型約束 用法如上，具體方法 請往上看HashSet集合的方法。
需要註意的是：
1.泛型集合中 不能添加泛型規定的類型及其子類型以外的對象 否則會報錯
2.泛型集合中的限定類型 不能使用基本數據類型
3. 可以通過使用包裝類限定允許存入的基本數據類型
以上是Collection家族的集合和泛型，那麽Map家族有泛型嗎？ 答案是肯定的
HashMap如何定義泛型呢 我們用代碼實現一下 代碼如下：
//定義HashMap泛型
HashMap<K, V> Hashmap = new HashMap<K, V>();
在HashMap<K,V>
K代表的是Key（鍵）的數據類型，
V代表的值（value）的數據類型，
也就是說 K鍵的數據類型必須是規定的數據類型不能是其他的數據類型，值（value）也是一樣。
以上是對泛型的介紹，這裏在介紹一下Map中的contains方法：
contains方法 某個序列是否包含某個對象 如果包含則返回true 如果不包含則返回faslse
HashMap中：
ContainsKey(object key); 獲取此映射是否包含對於指定建的映射關系
ContainsValue(object values); 獲取此映射是否在此映射中存在的值
具體怎麽使用呢？請看代碼：
Student類
public class Student { //學號 private String id; //姓名 private String name; public String getId() { return id; } public void setId(String id) { this.id = id; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public Student(String id,String name){ this.id=id; this.name=name; } }
test類
import java.util.HashMap;
/**
* ClassName: TestContains
* @Description: TODO測試 Map接口的HashMap類的Contains方法
*/
public class TestContains {
public static void main(String[] args) {
//創建HashMap泛型 鍵的類型約束是String類型 值的類型約束是學生類（Student）
HashMap<String, Student> hashmap = new HashMap<String, Student>();
//創建一個學生 張三
Student zs = new Student("A1000", "張三");
//向泛型中添加元素
hashmap.put("1",zs);
//檢查是否存在鍵Key 1
boolean yesno = hashmap.containsKey("1");
//輸出結果
System.out.println("Does it contain key1:"+yesno);
//檢查是否包含值 Value “張三”這個學生
boolean yesno1 = hashmap.containsValue(zs);
//輸出結果
System.out.println("Does it contain values‘張三’:"+yesno1);
}
}
這裏我的HashMap中key的約束數據類型是String （這裏大家註意下 泛型類型約束不能放基本數據類型 可以放數據類型的類 ）value的類型約束是Student類的實例，也是就是說我定義的是學生類 裏面只能放一個學生 要是放一個老師就不行。
言歸正傳 這裏我使用HashMap中的Contains方法來判斷泛型中是否包含某個鍵 或者包含某個對象，它的返回值類型就是Boolean類型，true或false；
接下來帶大家認識兩個接口和一個工具類：
1.Collections(工具類)
Collections工具類是java集合框架中 用來操作集合對象的工具類，這裏我們只介紹一個方法sort（）；
在使用之前需要導入工具類的包 代碼如下：
//導入包
import java.util.Collections;
sort（）方法呢主要是排序 語法如下：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
public class TetsCollectionsSort {
public static void main(String[] args) {
//創建ArrayList泛型
List<String> list = new ArrayList<String>();
//向集合裏添加數據
list.add("aasd");
list.add("csfgsfd");
list.add("zasd");
list.add("gghg");
//輸出排序前
System.out.println("排序前");
for (String item : list) {
System.out.println(item);
}
//進行排序
Collections.sort(list);
//排序後
System.out.println("排序後");
for (String item : list) {
System.out.println(item);
}
}
}
這裏發現這些字符串的順序發生了變化 那麽是怎麽進行排序的呢？
答：在排序String字符串的時候是比較首字母排序 如果首字母一樣則比較第二個字符 如此往下，如果字符串的開頭是數字，則比較數字的大小，數字在前，字母在後，
上面是java集合框架的Collections工具類的sort（）方法的介紹，下面介紹一個接口
2.Comparable接口
前面介紹了Collections.sort（）方法 而要實現序列的排序就要實現comparable接口下面就介紹Comparable接口
實現該接口表示，這個類的實例可以進行自然排序，
定義了默認的比較規則
其實現類需要compareTo（）方法
compareTo（）方法返回整數表示大 負數表示小 0表示相等
一個生活的小案例 在學校裏做廣播體操時 一般學生的排列都是按照身高去排列，從矮到高排列 因此學生是可以進行比較的，那麽我們想兩個事物要進行比較，是不是要找到可以比較的方式呢？在我們比較連個事物的時候
會有一個默認的比較規則，稱為自然排序，比如在學生排列的時候這個身高就是可以比較的特性，也是默認的比較規則，那麽自然順序就是身高之間的差異。
那麽如何用代碼實現呢？ 代碼如下：
Student類
public class Student{ //學號 private String id; //姓名 private String name; public String getId() { return id; } public void setId(String id) { this.id = id; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public Student(String id,String name){ this.id=id; this.name=name; } }
test類
import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.Collections; /* ClassName: TestContains * @Description: TODO測試comparable接口比較對象 */ public class TestContains { public static void main(String[] args) { // 創建HashMap泛型 鍵的類型約束是String類型 值的類型約束是學生類（Student） List<Student> list = new ArrayList<Student>(); // 創建兩個學生 張三 李四 Student zs = new Student("Z1000", "張三"); Student ls = new Student("V1000", "李四"); // 向集合中添加元素 list.add(zs); list.add(ls); // 排列前 for (Student item : list) { System.out.println("學號是：" + item.getId() + "姓名：" + item.getName()); } // 排列 Collections.sort(list);//1 // 排序後 for (Student item : list) { System.out.println("學號是：" + item.getId() + "姓名：" + item.getName()); } } }
這裏呢我們的代碼1處會報錯的 是因為咱們的Student這個類沒有實現comparable接口 所以我們要對Student這個類進行改造 修改後的代碼如下：
public class Student implements Comparable<Student>{ //學號 private String id; //姓名 private String name; public String getId() { return id; } public void setId(String id) { this.id = id; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public Student(String id,String name){ this.id=id; this.name=name; } //重寫comparable的comparato（）方法 @Override public int compareTo(Student o) { return this.id.compareTo(o.id); } }
這裏讓Student這個類實現Comparable接口 因為接口都是抽象的 所以這裏必須重寫compareTo（）方法
這個方法實現 讓學生的Id進行一個比較排列 返回整形 那麽Test類輸出如下：
排序前
學號是：Z1000姓名：張三
學號是：V1000姓名：李四
排序後
學號是：V1000姓名：李四
學號是：Z1000姓名：張三
這裏的排序方法向上面介Collections.sort()方法一樣
3.Comparator接口 ---- 比較工具
用於定義臨時比較規則，而不是默認比較規則
其實現類需要實現Compare（）方法
強行對某個對象 collection 進行整體排序 的比較函數。可以將 Comparator 傳遞給 sort 方法
compare（）方法返回整數表示大 負數表示小 0表示相等
具體實現comparator接口的代碼如下：
StudentComparator類
import java.util.Comparator; public class StudentComparator implements Comparator<Student>{
//要實現Comparator接口必須要重寫Compare（）方法 @Override public int compare(Student o1, Student o2) { //按照學生的姓名進行排列 return o1.getName().compareTo(o2.getName()); } }
Test類修改如下：
import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.Collections; /* ClassName: TestContains * @Description: TODO測試comparable接口比較對象和comparator接口 */ public class TestContains { public static void main(String[] args) { // 創建HashMap泛型 鍵的類型約束是String類型 值的類型約束是學生類（Student） List<Student> list = new ArrayList<Student>(); // 創建兩個學生 張三 李四 Student zs = new Student("Z1000", "張三"); Student ls = new Student("V1000", "李四"); // 向集合中添加元素 list.add(zs); list.add(ls); // 排列前 System.out.println("排序前"); for (Student item : list) { System.out.println("學號是：" + item.getId() + "姓名：" + item.getName()); } // 排列 Collections.sort(list); // 排序後 System.out.println("排序後"); for (Student item : list) { System.out.println("學號是：" + item.getId() + "姓名：" + item.getName()); } //按照姓名排序如下 System.out.println("按照姓名排序是："); Collections.sort(list,new StudentComparator()); for (Student item : list) { System.out.println("學號是：" + item.getId() + "姓名：" + item.getName()); } } }
這裏Collections.sort();時需要傳遞一個集合 和一個實現類的對象，
本章主要介紹Java集合框架的主要成員有：Collection接口 Map接口 Collections工具類 Comparable接口 Comparator接口
本章內容到此結束！！！
Java的集合框架