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第11章集合与迭代器

news 2025/7/8 10:58:23

11.1 Collection集合

11.1.1 集合的概念

集合是java中提供的一种容器，可以用来存储多个数据。

集合和数组既然都是容器，它们有啥区别呢？

数组的长度是固定的，集合的长度是可变的。

数组中可以存储基本数据类型值，也可以存储对象，而集合中只能存储对象。

集合主要分为两大系列：Collection和Map，Collection 表示一组对象，Map表示一组映射关系或键值对。

11.1.2 Collection接口

Collection 层次结构中的根接口。 Collection 表示一组对象，这些对象也称为 collection 的元素。一些 collection 允许有重复的元素，而另一些则不允许。一些 collection 是有序的，而另一些则是无序的。JDK 不提供此接口的任何直接实现：它提供更具体的子接口（如 Set无序集合和 List有序集合、Queue队列）实现。此接口通常用来传递 collection，并在需要最大普遍性的地方操作这些 collection。

Collection<E>是所有单列集合的父接口，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。方法如下：

1、添加元素

（1）add(E obj)：添加元素对象到当前集合中

（2）addAll(Collection<? extends E> other)：添加other集合中的所有元素对象到当前集合中，即this = this ∪ other

  @Testpublic void test01(){
//        添加元素
// （1）add(E obj)：添加元素对象到当前集合中Collection<Integer> number = new ArrayList<>();number.add(10);System.out.println(number);
//        （2）addAll(Collection<? extends E> other)：
//        添加other集合中的所有元素对象到当前集合中，
//        即this = this ∪ otherCollection<Integer> number1 =new ArrayList<>();number1.add(10);number1.add(20);number1.add(30);number1.addAll(number);System.out.println(number1);}

2、删除元素

（1） boolean remove(Object obj) ：从当前集合中删除第一个找到的与obj对象equals返回true的元素。

@Testpublic void test02(){
//        （1） boolean remove(Object obj) ：
//        从当前集合中删除第一个找到的与obj对象equals返回true的元素。List<String> list = new ArrayList<>();list.add("yang");list.add("asdlfj");list.add("qweoqiwue");list.remove("yang");System.out.println(list);}

（2）boolean removeAll(Collection<?> coll)：从当前集合中删除所有与coll集合中相同的元素。即this = this - this ∩ coll

 @Testpublic void test03(){/* （2）boolean removeAll(Collection<?> coll)：从当前集合中删除所有与coll集合中相同的元素。即this = this - this ∩ coll*/Collection<String> str =new ArrayList<>();str.add("zhangsan");str.add("zhangsan");str.add("王五");str.add("李四");str.add("zhangsan");str.add("赵六");str.add("猪猪侠");System.out.println(str);Collection<String> str1 = new ArrayList<>();str1.add("zhangsan");System.out.println(str1);str.removeAll(str1);System.out.println(str);}

（3）boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) ：删除满足给定条件的此集合的所有元素。

 @Testpublic void test04() {/** （3）boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) ：* 删除满足给定条件的此集合的所有元素。* */Collection<String> list = new ArrayList<>();list.add("张三");list.add("张a");list.add("张三");list.add("张三");list.add("张三");Collection<String> list1 = new ArrayList<>();list1.add("张三");list1.add("张a");list1.add("张三");list1.add("张三");list1.add("张三");list.addAll(list1);//把list1添加到list里面list.removeIf(new Predicate<String>() {@Overridepublic boolean test(String s) {return s.contains("张a");}});list.removeIf(new Predicate<String>() {@Overridepublic boolean test(String s) {return false;}});System.out.println(list);}

（4）boolean retainAll(Collection<?> coll)：从当前集合中删除两个集合中不同的元素，使得当前集合仅保留与c集合中的元素相同的元素，即当前集合中仅保留两个集合的交集，即this = this ∩ coll；

@Testpublic void test05(){/** （4）boolean retainAll(Collection<?> coll)：* 从当前集合中删除两个集合中不同的元素，* 使得当前集合仅保留与c集合中的元素相同的元素，* 即当前集合中仅保留两个集合的交集，即this  = this ∩ coll；* */Collection<String> str = new ArrayList<>();str.add("张三");str.add("王五");str.add("李四");str.add("asd四");str.add("a四");str.add("asd四");System.out.println(str);Collection<String> str1 = new ArrayList<>();str1.add("张三1");str1.add("王五2");str1.add("李四");str1.add("asd四");str1.add("a四");str1.add("asd四");System.out.println(str1);str.retainAll(str1);System.out.println("取交集后："+str);str1.retainAll(str);System.out.println("取交集后："+str1);}

3、查询与获取元素

（1）boolean isEmpty()：判断当前集合是否为空集合。

  @Testpublic void test06() {
//            （1）boolean isEmpty()：判断当前集合是否为空集合。Collection<String> str =new ArrayList<>();str.add("asdf");System.out.println(str.isEmpty());}

（2）boolean contains(Object obj)：判断当前集合中是否存在一个与obj对象equals返回true的元素。

 @Testpublic void test07(){
//        （2）boolean contains(Object obj)：
//        判断当前集合中是否存在一个与obj对象equals返回true的元素。Collection<String> str= new ArrayList<>();str.add("啊撒旦解放");str.add("啊撒旦");str.add("啊解放");}

（3）boolean containsAll(Collection<?> c)：判断c集合中的元素是否在当前集合中都存在。即c集合是否是当前集合的“子集”。

 @Testpublic void test08(){
//        （3）boolean containsAll(Collection<?> c)：
//        判断c集合中的元素是否在当前集合中都存在。
//        即c集合是否是当前集合的“子集”。Collection<String> str = new ArrayList<>();str.add("asdfasg");str.add("dfasg");str.add("afasg");str.add("asdsg");str.add("aasg");str.add("fasg");Collection<String> str1= new ArrayList<>();str1.add("aesfas");System.out.println(str.containsAll(str1));}

（4）int size()：获取当前集合中实际存储的元素个数

（5）Object[] toArray()：返回包含当前集合中所有元素的数组

 @Testpublic void test09(){/*** （4）int size()：获取当前集合中实际存储的元素个数*/Collection<String> str = new ArrayList<>();str.add("sajf");str.add("sajf");str.add("sajf");str.add("sajf");System.out.println(str.size());
//        （5）Object[] toArray()：
//        返回包含当前集合中所有元素的数组Collection<String> list = new ArrayList<>();list.add("asdljkflaks");list.add("asdljkflaks");list.add("sdaf");list.add("sdaf");list.add("sdaf");list.add("sdaf");System.out.println(list.toArray());/*[Ljava.lang.Object;@6ee52dcd*/Object[] array =list.toArray();
//        iter//快捷键
//      itar//for (Object o : array) {System.out.println(o);}}

11.2 List 有序集合

List集合代表一个元素有序、可重复的集合。集合中每个元素都有对应的顺序索引。

11.2.1 新增方法

作为Collection子接口，自然可以使用父接口的所有方法，当然也有新增的方法

方法名	说明
add(E e)	增加单个数据
addAll(Collection<? extends E> c)	将一个 Collection 集合的数据添加到现在的集合中
remove(Object o)	删除指定的元素
contains(Object o)	判断集合是否包含指定的元素
size()	得到集合的数据总数
isEmpty()	判断集合是否有数据
get(int index)	通过索引获取对应的数据元素
set(int index, E element)	通过索引和新的元素替换原有内容
toArray()	将List转为对象数组

11.2.2 ArrayList

ArrayList 是List 接口的大小可变数组的实现。实现了所有可选列表操作，并允许包括null 在内的所有元素。除了实现List 接口外，此类还提供一些方法来操作内部用来存储列表的数组的大小（此类大致上等同于 vector 类，但 vector 是同步的）。

ArrayList 底层使用数组实现，特点就和数组一致：查询速度快，增删速度慢。

11.2.3 LinkedList

LinkedList 和ArrayList不同，是一个链表结构。可当作堆栈、队列、双端队列。链表是一种在物理上非连续、非顺序的数据结构，由若干节点（node）所组成。链表有单链表和双链表之分。

1、单向链表

单向链表的每一个节点包含两部分，一部分是存放数据的变量data，另一部分是指向下一个节点的指针next。正如地下党的联络方式，一级一级，单线传递。

2、双向链表

双向链表比单向链表稍微复杂一些，它的每一个节点除了拥有data和next指针，还拥有指向前置节点的 prev 指针

3、删除元素

11.3 Set 无序集合

Set 集合就像是一个罐子，将数据丢进来就行，因为是丢进来的，Set集合通常不会记忆元素的添加顺序（无序）。 Set接口的方法和Collection基本相同，但Set不允许包含重复的元素。

11.3.1 HashSet

HashSet是Set接口的典型实现，大多时候使用Set集合的时候都是使用这个实现类。因为使用Hash算法来储存元素，因此有很好的存储于查找性能。

1、HashSet 的特点

不能保证元素的排列顺序，顺序可能与添加顺序不同，顺序也有可能发生变化 HashSet 不是同步的，如果多个线程同时访问一个HashSet ，假设有两个或者两个以上线程同时修改了HashSet 集合时，则必须通过代码来保证其同步集合元素值可以是null 。

当向HashSet 集合中存入一个元素时，会调用该对象的hashCode() 方法来得到该对象的hashCode 值，然后根据该hashCode 值决定该对象在HashSet 中的存储位置。

如果有两个元素通过equals() 方法比较返回true，但它们的hashCode()方法返回值不相等， HashSet 将会把它们存储在不同的位置，依然可以添加成功。

也就是说 HashSet 集合判断两个元素相等的标准是两个对象通过equals() 方法比较相等，并且两个对象的hashCode() 方法返回值也相等。

@Testpublic void test01(){Set<String> set = new HashSet<>();set.add("张三");set.add("李四");set.add("李四");set.add("李四");set.add("王五");System.out.println(set);
//    总结HashSet没有顺序，而且不会重复
}

11.3.2 TreeSet

介绍Set集合的时候说过，Set基本是无序的，但凡事总有例外，TreeSet就是Set中的例外，它储存的数据是有序的！

@Testpublic void test02(){TreeSet<String> tree = new TreeSet<>();tree.add("小吴");tree.add("小蓝");tree.add("小绿");System.out.println(tree);
//    String中的排序方法
}
@Testpublic void test03(){TreeSet<String> tree = new TreeSet<>(new Comparator<String>() {@Overridepublic int compare(String o1, String o2) {return o1.length()-o2.length();}});tree.add("asdfasdfa");tree.add("asasdfa");tree.add("asdffa");tree.add("dasdfa");System.out.println(tree);
}
@Testpublic void test04(){TreeSet<Student> tree = new TreeSet<>(new Comparator<Student>() {@Overridepublic int compare(Student o1, Student o2) {int num = o1.getAge()-o2.getAge();return num==0?o1.getId()-o2.getId():num;}});tree.add(new Student(2,"张三",45));tree.add(new Student(1,"张三",24));tree.add(new Student(3,"张三",15));tree.add(new Student(5,"张三",43));tree.add(new Student(4,"张三",43));System.out.println(tree);
}

11.5 Collections工具类

参考操作数组的工具类：Arrays。

Collections 是一个操作 Set、List 和 Map 等集合的工具类。Collections 中提供了一系列静态的方法对集合元素进行排序、查询和修改等操作，还提供了对集合对象设置不可变、对集合对象实现同步控制等方法：

public static <T> boolean addAll(Collection<? super T> c,T... elements)将所有指定元素添加到指定 collection 中。
public static <T> int binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list,T key)在List集合中查找某个元素的下标，但是List的元素必须是T或T的子类对象，而且必须是可比较大小的，即支持自然排序的。而且集合也事先必须是有序的，否则结果不确定。
public static <T> int binarySearch(List<? extends T> list,T key,Comparator<? super T> c)在List集合中查找某个元素的下标，但是List的元素必须是T或T的子类对象，而且集合也事先必须是按照c比较器规则进行排序过的，否则结果不确定。
public static <T extends Object & Comparable<? super T>> T max(Collection<? extends T> coll)在coll集合中找出最大的元素，集合中的对象必须是T或T的子类对象，而且支持自然排序
public static <T> T max(Collection<? extends T> coll,Comparator<? super T> comp)在coll集合中找出最大的元素，集合中的对象必须是T或T的子类对象，按照比较器comp找出最大者
public static void reverse(List<?> list)反转指定列表List中元素的顺序。
public static void shuffle(List<?> list) List 集合元素进行随机排序，类似洗牌
public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list)根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序
public static <T> void sort(List<T> list,Comparator<? super T> c)根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序
public static void swap(List<?> list,int i,int j)将指定 list 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换
public static int frequency(Collection<?> c,Object o)返回指定集合中指定元素的出现次数
public static <T> void copy(List<? super T> dest,List<? extends T> src)将src中的内容复制到dest中
public static <T> boolean replaceAll(List<T> list，T oldVal，T newVal)：使用新值替换 List 对象的所有旧值
Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法，该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合，从而可以解决多线程并发访问集合时的线程安全问题
Collections类中提供了多个unmodifiableXxx()方法，该方法返回指定 Xxx的不可修改的视图。

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