java 之 集合篇

0x01、集合概念

先来了解一些什么是集合，
下面来贴一段集合的描述。

集合：java中的一种容器，可以用来存储多个数据。

在这里要理清楚的一个概念，数组的长度是固定的，一旦定义了就无法改名，而集合是可以改变的。

集合存储的都是对象，对象的类型可以不一样，但是数组只能存储基本数据类型。

集合架构

集合按照存储的结构可以分为两类，分别是单列集合（java.util.Collection）和双列集合（java.util.Map），这里就先来讲讲collection集合。

collection是单列集合类的根接口，用于存储符合某种规则的元素，他有两个主要的子接口，分别是java.util.List和java.util.Set。

来说说这两个子接口的区别，List的特点是存储的元素有序，元素可以重复。而set的特点是元素无序、存储的元素不可重复。List的接口主要实现类有ArrayList 和LinkedList,Set接口的主要实现类有HashSet和TreeSet

0x02、Collection

Collection是所有单列集合的父接口，也就是说collection是所有单列集合的最顶层的。因此在Collection中定义了单列集合(List和Set)通用的一些方法，这些方法可用于操作所有的单列集合。

* `public boolean add(E e)`：  把给定的对象添加到当前集合中 。
* `public void clear()` :清空集合中所有的元素。
* `public boolean remove(E e)`: 把给定的对象在当前集合中删除。
* `public boolean contains(E e)`: 判断当前集合中是否包含给定的对象。
* `public boolean isEmpty()`: 判断当前集合是否为空。
* `public int size()`: 返回集合中元素的个数。
* `public Object[] toArray()`: 把集合中的元素，存储到数组中。

这里使用一下这几个方法

public class Input {

    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("123");
        list.add("321");
        list.remove("123");
        boolean a = list.isEmpty();
        System.out.println(a);
        System.out.println(list);

        
    }
}

1、迭代器

在我们想要遍历的时候，通常都会用到for循环。但是这里遍历集合，java给我们提供了Iterator接口，也就是迭代器，该接口也是集合的一种。

首先来了解迭代的概念：

Collection集合元素的通用获取方式。在取元素之前先要判断集合中有没有元素，如果有，就把这个元素取出来，继续在判断，如果还有就再取出出来。一直把集合中的所有元素全部取出。这种取出方式专业术语称为迭代。

常用方法：

public E next():返回迭代的下一个元素。
public boolean hasNext():如果仍有元素可以迭代，则返回 true。

代码实例：

public static void main(String[] args) {
        Collection<String> list = new ArrayList<>();

        list.add("123");
        list.add("321");
        list.add("baidu");
        list.add("google");
        Iterator<String> is = list.iterator();

        while (is.hasNext()){
            String i = is.next();
            System.out.println(i);
        }
    }

这里使用while循环的条件是判断集里面是否有值，然后再读取值赋值给i。代码的整体还是比较简单的。

2、增强for循环

增强for循环是我们在遍历集合里面，用的最多的，语法简单。他的他的内部原理其实也是个Iterator迭代器。

格式：

for(元素的数据类型  变量 : Collection集合or数组){ 
  	...
}

通常只进行遍历元素，增强for里面不能做增删的操作。

public static void main(String[] args) {
        Collection<String> list = new ArrayList<>();

        list.add("123");
        list.add("321");
        list.add("baidu");
        list.add("google");

        for (String s : list) {
            System.out.println(s);
            
        }

    }

在使用IDEA编写的时候普遍会有提示。

3、泛型

泛型是一种未知的数据类型，如果我们不知道什么数据类型的时候就可以使用泛型。

代码格式：

修饰符 class 类名<代表泛型的变量>

含有泛型的类：

public class Demo11<R> {
    private R r;


    public R getR() {
        return r;
    }

    public void setR(R r) {
        this.r = r;
    }
}

main方法代码：

public class DemoMain {
    public static void main(String[] args) {
        Demo11<String> str = new Demo11<>();
        str.setR("123");
        System.out.println(str.getR());
    }

}

含有泛型的方法：

类：

    public <R> void method(R r){
        System.out.println(r);

    }
}


main方法代码：

    public static void main(String[] args) {

        Demo11 abc = new Demo11();
        abc.method("abc");

    }

调用方法时，确定泛型的类型

含有泛型的接口：

代码实例：

定义格式：

修饰符 interface接口名<代表泛型的变量>

public interface MyInterface<R> {
    public abstract void add(R r);
    public abstract R getR();

}

实现接口类：

public class MyInterfaceimpl implements MyInterface<String> {
    @Override
    public void add(String s) {
        System.out.println(s);
    }

    @Override
    public String getR() {
        return null;
    }
}

这里是在实现接口里面，确定泛型类型。

如果说始终无法确定类型，也可以在创建对象的时候来确定该类型。

实现类：

public class MyInterfaceimpl<R> implements MyInterface<R>  {

    @Override
    public void add(R r) {
        System.out.println(r);
    }

    @Override
    public R getR() {
        return null;
    }
}

main方法代码：

  public static void main(String[] args) {
        MyInterfaceimpl<String> str = new MyInterfaceimpl<>();
        str.add("123");


    }

在创建对象的时候，确定了类型为string类型。

4、List 接口

List接口是Collection的子接口，
List接口里面允许出现重复元素得，在程序中可以通过索引来访问。
List接口存储的数据是有序的。

public class DemoMain {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("狗子");
        list.add("二狗");
        list.add("狗蛋");

        list.add(1,"狗蛋子");
        list.remove(1);
        System.out.println(list);
    }
}

5、set接口

set接口也是继承了Collection接口，也是单列集合。
set接口中元素无序，并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。

set接口的实现类有：

AbstractList、 AbstractSequentialList、 ArrayList, AttributeList、 CopyOnWriteArrayList、 LinkedList, RoleList、 RoleUnresolvedList、Stack、 Vector。

Hashset

Hashset所存储的元素是不可重复的，并且元素都是无序的(即存取顺序不一致)。
这就来用hashset这个实现类来演示

    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> list = new HashSet<>();

        list.add("123");
        list.add("785");
        list.add(new String("23"));
        for (String s : list) {   System.out.println(s);
        }
    }

LinkHashSet

hashset是为了保证元素唯一性，如果想要有序这时候就需要用到LinkedHashSet。

public static void main(String[] args) {

        Set<String> set = new LinkedHashSet<>();

        set.add("123");
        set.add("12");
        set.add("12999");
        set.add("1453");
        set.add("543");
        for (String s : set) {
            System.out.println(s);
        }
    }

可变参数

这里来穿插一点关于可变参数的小知识点。

如果我们定义一个方法需要接受多个参数，并且多个参数类型一致。

定义格式：

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型... 形参名)

 public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3,4};

        method(1,1,1,1);//使用可变参数方法
        method1(arr);//不使用可变参数方法
    }

    private static void method1(int[] args) {
        for (int arg : args) {
            System.out.println(arg);

        }

    }

    private static void method(int... args) {
        System.out.println(args);
    }

这里可以看到2种定义方式，一个是使用了可变参数的方式，这里就可以直接省去先定义一个数组再对其传入的麻烦。

注意：如果在方法书写时，这个方法拥有多参数，参数中包含可变参数，可变参数一定要写在参数列表的末尾位置。

0x03、collections 类

这个和前面讲到的collection的是2个东西，conetcion是一个单列集合的接口，而conections是集合的工具类。

该类是个静态类，可以直接使用类名来调用。

常用方法：

- public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements)  `:往集合中添加一些元素。
- `public static void shuffle(List<?> list) 打乱顺序`:打乱集合顺序。
- `public static <T> void sort(List<T> list)`:将集合中元素按照默认规则排序。
- `public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> )`:将集合中元素按照指定规则排序。

代码示例：

    public static void main(String[] args) {

        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();

        Collections.addAll(list, 123, 1243, 1354, 123);
        System.out.println(list);
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list);
    }

以往的集合都是通过add一个一个的去添加数据，但是collections可以一次添加多个数据。

1、Map集合

在collection的一些协和，元素都是单独存在的，想集合存储一个个元素的方式存在。
而map中的集合，元素是成对存在的。每个元素都由键和值组成，通过键可以找到对应的值。

已知实现类：

AbstractMap, Attributes, AuthProvider, ConcurrentHashMap, ConcurrentSkipListMap, EnumMap, HashMap, Hashtable, IdentityHashMap, LinkedHashMap, PrinterStateReasons, Properties, Provider, RenderingHints, SimpleBindings, TabularDataSupport, TreeMap, UIDefaults, WeakHashMap 

下面就来看最常用的几个实现类

Hashmap

HashMap：存储数据采用的哈希表结构，元素的存取顺序不能保证一致。由于要保证键的唯一、不重复，需
要重写键的hashCode()方法、equals()方法。

map接口中的方法：

public V put(K key, V value) : 把指定的键与指定的值添加到Map集合中。
public V remove(Object key) : 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除，返回被删除元素的
值。
public V get(Object key) 根据指定的键，在Map集合中获取对应的值。
public Set<K> keySet() : 获取Map集合中所有的键，存储到Set集合中。
public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() : 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)

Map接口中的集合都有两个泛型变量,在使用时，要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量的数
据类型可以相同，也可以不同。

代码：

public static void main(String[] args) {

        HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("小明","18");
        map.put("小j","48");
        map.put("小x","88");
        map.put("小g","98");
        System.out.println(map.get("小明"));

    }

使用put方法时，若指定的键(key)在集合中没有，则没有这个键对应的值，返回null，并把指定的键值添加到集合中。指定的键(key)在集合中存在，则返回值为集合中键对应的值（该值为替换前的值），并把指定键所对应的值，替换成指定的新值。

map集合遍历

map里面提供了一个获取所以键值的方法keyset。供我们遍历使用。

public static void main(String[] args) {
    HashMap<String,Integer> map = new HashMap<>();
    map.put("狗子",18);
    map.put("二狗",17);
    map.put("狗蛋",16);


    Set<String> keys = map.keySet();
        for (String key : keys) {
            Integer value = map.get(key);
            System.out.println(value);
        }
    }

遍历键值对

Entry将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象，这样我们在遍历Map集合时，就可以从每一个键值对（Entry）对象中获取对应的键与对应的值。

既然是键值的对象，那么肯定会提供获取的方法。

public K getKey()：获取Entry对象中的键。

public V getValue()`：获取Entry对象中的值。

代码：

public static void main(String[] args) {
        // 创建Map集合对象
        HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
        // 添加元素到集合
        map.put("狗子", "18");
        map.put("狗蛋", "17");
        map.put("二狗", "16");

        // 获取 所有的 entry对象  entrySet
        Set<Map.Entry<String, String>> entries = map.entrySet();
        for (Map.Entry<String, String> entry : entries) {
            System.out.println(entry); //遍历

            System.out.println("key"+entry.getKey());
            System.out.println("value"+entry.getValue());
        }
    }

LinkedHashMap

Hashmap的存放是无序的，如果需要有序存储数据的话，就需要用到LinkedHashMap。

public static void main(String[] args) {

        LinkedHashMap<String,String> list = new LinkedHashMap<>();
        list.put("狗子","18");
        list.put("二狗","17");
        list.put("狗蛋","16");
        Set<Map.Entry<String, String>> entries = list.entrySet();
        for (Map.Entry<String, String> entry : entries) {
            System.out.println(entry);
        }
    }