集合类
Java类集
我们知道数组最大的缺陷就是:长度固定。从jdk1.2开始为了解决数组长度固定的问题,就提供了动态对象数组实现框架——Java类集框架。Java集合类框架其实就是Java针对于数据结构的一种实现。
Java类集的本质就是动态对象数组。
在Java类集中提供有两个最为核心的接口:Collection和Map接口。
1、Collection接口
(1)定义:
public interface Collection<E> extends Iterable<E>
Collection是单个集合保存的最大接口。
Collection与写过的链表类似,每一次进行数据操作的时候只能对单个对象进行处理。且从jdk1.5开始追加泛型应用,这样可以避免ClassCastException异常的出现,里面的所有保存数据类型应该相同。
(2)常用方法
向集合中添加元素:boolean add(E e) 向集合中添加一组元素:boolean addAll(Collection<? extends E> c) 清空集合数据: void clear() 查找数据是否存在:boolean contains(Object o) 删除数据:boolean remove(Object o) 取得集合长度:int size() 将结合变为对象数组:Object[] toArray() 取得Iterator接口对象,用于集合输出:Iterator<E> iterator() |
实则Collection接口只是一个存储数据的标准,并不能用来区分存储类型。如:需要区分可存储数据的重复与否。所以我们一般用来使用的是Collection的两个子接口:List和Set。
2、List接口
public interface List<E> extends Collection<E>
新增方法:
根据索引取得保存数据: E get(int index) 修改数据: E set(int index, E element) |
List接口与Collection接口相比,比其增加了一个get()、set()方法,可以通过指定的索引值取得修改、内容。要想取得接口的实例化对象则其必须有子类,在List接口下有三个常用子类:ArrayList、Vector、LinkedList.
(1)ArrayList
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
ArrayList是针对于List的数组实现。
package mycollection; import java.util.*; public class Test { public static void main(String[] args) { //这时候集合中只能存String类型的数据 List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("hello"); list.add("world"); //添加重复元素 list.add("hello"); list.add("陕科大"); System.out.println(list); //返回集合中元素的个数 System.out.println("新增元素后集合长度:"+list.size()); //判断集合是否为空 System.out.println("集合是否为空:"+list.isEmpty()); //判断集合是否包含指定元素(元素存在) System.out.println("集合中是否包含元素“hello”:"+list.contains("hello")); //判断集合是否包含指定元素(元素不存在) System.out.println("集合中是否包含元素“haha”:"+list.contains("haha")); //取得集合指定位置的元素 System.out.println("下标为2的元素:"+list.get(2)); //修改指定位置的元素 System.out.println("修改下标为3的元素:"); list.set(3, "lemon"); System.out.println("修改元素后将集合中元素转化为数组并打印"+list.toArray()); for (String string : list) { System.out.print(" "+string); } System.out.println(); //清空集合中元素 System.out.println("清空集合:"); list.clear(); System.out.println("清空后集合是否为空:"+list.isEmpty()); } }
由上述运行结果我们可以发现List可以存储重复元素。
get()方法是List子接口提供的,根据指定下标返回元素。若我们要对Collection接口实现此操作,则引用该将其转换为对象数组再进行操作。
//利用Collection实现get()方法 public class Test { public static void main(String[] args) { //这时候集合中只能存String类型的数据 Collection<String> list = new ArrayList<>(); list.add("hello"); list.add("world"); //添加重复元素 list.add("hello"); list.add("陕科大"); //操作以Object为主,可能需要向下转型,就会出现ClassCastException异常 Object[] object = list.toArray(); System.out.println(Arrays.toString(object)); System.out.println("下标为2的元素:"+object[2]); } }
(1)Vector
Vector是jdk1.0提出的,而ArrayList是jdk1.2提出的,Vector相对使用较少。
Vector的使用与ArrayList的使用类似
public class Test { public static void main(String[] args) { //这时候集合中只能存String类型的数据 List<String> list = new Vector<>(); list.add("hello"); list.add("world"); //添加重复元素 list.add("hello"); System.out.println(list); //返回集合中元素的个数 System.out.println("新增元素后集合长度:"+list.size()); //判断集合是否为空 System.out.println("集合是否为空:"+list.isEmpty()); //判断集合是否包含指定元素(元素存在) System.out.println("集合中是否包含元素“hello”:"+list.contains("hello")); //判断集合是否包含指定元素(元素不存在) System.out.println("集合中是否包含元素“haha”:"+list.contains("haha")); //取得集合指定位置的元素 System.out.println("下标为2的元素:"+list.get(2)); //修改指定位置的元素 System.out.println("修改下标为3的元素:"); list.set(1, "lemon"); System.out.println("修改元素后将集合中元素转化为数组并打印"+list.toArray()); for (String string : list) { System.out.print(" "+string); } System.out.println(); //清空集合中元素 System.out.println("清空集合:"); list.clear(); System.out.println("清空后集合是否为空:"+list.isEmpty()); } }
ArrayList和Vector的区别:
A. 时间上:Vector是jdk1.0提供的;而ArrayList是jdk1.5提供的。
B. 处理形式:Vector是同步处理,性能较低;而ArrayList是异步处理,性能相对高。
C. 数据安全:Vector是线程安全的;而ArrayList是非线程安全的。
D. 输出形式:Vector支持Iterator、ListIterator、 foreach、Enumeration输出;而ArrayList支持Iterator、ListIterator、foreach输出。
(2)LinkedList
若还是利用子类向父类转型来使用的话,LinkedList的使用和前面两者也没什么区别。
ArrayList和LinkedList的区别:
观察ArrayList的源码,可以发现ArrayList里面存放的是一个数组,如果实例化此对象时传入了数组的大小,则里面保存的数组就会开辟一个定长的数组,但是后续中再进行数据保存,若该长度不够使用则会对数组进行动态扩充。所以我们在使用ArrayList时最好对其设置初始化大小。
LinkedList就是一个纯粹的链表实现,除性能高外与我们编写的链表没有什么区别。
ArrayList封装的是数组,而LinkedList封装的是链表。进行查找时ArrayList的时间复杂度为1,而LinkedList的时间复杂度为n。
3、Set接口
与List接口相比Set:Set中的内容是不允许重复的,且没有对Collection接口再进行方法的扩充。所以Set中没有get()方法。
Set接口中提供与两个常用子类:HashSet(无需存储)和TreeSet(有序存储)。
public class Test{ public static void main(String[] args) { //Set<Integer> set = new HashSet<>(); Set<Integer> set = new TreeSet<>(); set.add(20); set.add(6); set.add(15); set.add(-3); set.add(20); //添加重复元素 System.out.println(set); } }
HashSet运行后结果 TreeSet运行后结果
由此我们可以看出HashSet是对集合进行无需存储,而TreeSet则对集合进行有序存储(采用升序模式进行排列)。
(1)TreeSet中排序的分析
因此我们对TreeSet的排序来进行分析:
由于TreeSet可以进行排序操作,所以我们可以来实现数据的排序处理。此时进行的排序实际是针对对象数组进行的排序处理,而如果要对对象数组进行排序,则对象所在的类要实现Comparable接口并且要覆写compareTo()方法(要利用Comparable接口进行大小关系比较时必须要对所有的属性进行比较操作)。
//自定义类 class Person implements Comparable<Person>{ private String name; private Integer age; @Override public String toString() { return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]"; } Person(String name, Integer age) { super(); this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public Integer getAge() { return age; } public void setAge(Integer age) { this.age = age; } @Override public int compareTo(Person o) { if(this.age > o.age) { return 1; }else if(this.age < o.age) { return -1; }else { return this.name.compareTo(o.name); } } } public class Test{ public static void main(String[] args) { Set<Person> set = new TreeSet<>(); set.add(new Person("lemon",20)); set.add(new Person("demon", 20)); set.add(new Person("lemon",20)); System.out.println(set); } }
这样一个一个属性进行比较的操作过于麻烦,所以一般情况下我们都使用HashSet。
(2)重复元素的判断在使用TreeSet子类进行数据保存时。重复元素的判断依靠Comparable接口来实现。但是这并不是全部Set接口判断元素重复的方式,因为如果使用的是HashSet子类,因为其和Comparable没有任何关系,所以它判断重复要依靠Object类的两个方法:
hash码: public native int hashCode();
对象比较:public boolean equals(Object obj);
在Java中进行对象比较的操作有两个步骤:第一步要通过一个对象的唯一编码找到一个对象的信息,当编码匹配之后再进行下一步操作利用equals()方法进行内容比较。
/* * 标识对象的唯一性 * */ //自定义类 class Person implements Comparable<Person>{ private String name; private Integer age; @Override public String toString() { return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]"; } Person(String name, Integer age) { super(); this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public Integer getAge() { return age; } public void setAge(Integer age) { this.age = age; } public int compareTo(Person o) { if(this.age > o.age) { return 1; }else if(this.age < o.age) { return -1; }else { return this.name.compareTo(o.name); } } @Override public int hashCode() { return Objects.hash(name,age); } @Override public boolean equals(Object obj) { if(this == obj) { return true; } if(obj == null|| getClass()!=obj.getClass()) { return false; } Person person = (Person) obj; return Objects.equals(name,person.name) && Objects.equals(age,person.age); } } public class Test{ public static void main(String[] args) { Set<Person> set = new HashSet<>(); set.add(new Person("lemon",20)); set.add(new Person("lemon",20)); set.add(new Person("demon", 18)); System.out.println(set); } }
不覆写hashCode()和equals()方法或只覆写一个运行结果:
两个方法覆写后运行结果:
所以想要标识出对象的唯一性,则必须覆写hashCode()和equals()两个方法。
如果两个对象的hashCode()相同,equals()不同;或两个对象的equals()相同,而hashCode()不同时,这两个对象都是不能消除。而只有当两个对象的hashCode()和equals()都相同时,这两个对象才能判定为同一对象,即相同。
所以在保存自定义类信息时,建议使用List接口。而保存系统类信息时,建议使用Set接口。