六. 集合框架

1. Collection接口

• 集合是java中提供的一种容器,可以用来存储多个数据

• 集合的体系结构

  • 主要分为两大体系 : Collection和Map
    • Collection表示一组对象
    • Map表示一组映射关系或键值对
  • Collection 根接口,子接口,List Set
  • Collection 接口常用的方法

package com.demo;import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;public class Demo01 {public static void main(String[] args) {//创建一个CollectionCollection collection = new ArrayList<>();//添加collection.add("zzz");collection.add("aaa");collection.add("bbb");System.out.println(collection);//集合是否包含boolean flag = collection.contains("aaa");System.out.println(flag);//删除boolean removeFlag = collection.remove("zzz");System.out.println(removeFlag);System.out.println(collection);//集合中有几个元素int size = collection.size();System.out.println(size);//集合变成数组Object[] objects = collection.toArray();for (int i = 0; i < objects.length; i++) {System.out.println(objects[i]);}//清空集合 clearcollection.clear();System.out.println(collection);//判断是否为空System.out.println(collection.isEmpty());}
}

2. Iterator迭代器

• 遍历获取集合中的所有元素
• 不是所有的集合都能使用Iterator迭代器,使用前提,集合需要是Iterator接口的子接口或者是实现类,Map是不可以使用Iterator迭代器
• 注意:不要在使用Iterator迭代器进行迭代时,调用Collection中的remove方法

package com.demo;import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;//Iterator迭代器
public class Demo02 {public static void main(String[] args) {Collection collection = new ArrayList<>();collection.add("小明");collection.add("小红");collection.add("小黑");collection.add("小白");//迭代器//1.创建迭代器对象Iterator iterator = collection.iterator();//2.判断下一个位置是否有元素while (iterator.hasNext()){//3.指向下一个元素,获取出来String value = iterator.next();System.out.println(value);}}
}

3. 增强for循环

迭代器代码的一个简化版,底层是迭代器

for(元素的数据类型 变量名:要遍历的集合或数组){操作代码}

//增强for
for (String value:collection){System.out.println(value);
}

4. List接口

• List接口

  • List接口是Collection接口的子接口
  • List集合中存储的数据是有序的,List集合可以有重复元素
  • List接口有很多实现类,底层结构有数组和链表

• List集合中常用的操作方法

  package com.kgc.Demo01;import java.util.ArrayList;
  import java.util.List;public class Demo01 {public static void main(String[] args) {List listUser = new ArrayList<>();User u1 = new User("Lucy",1);User u2 = new User("Lily",2);listUser.add(u1);listUser.add(u2);//遍历集合for (User user:listUser){System.out.println(user.getName());}System.out.println("-------");//创建List集合List list = new ArrayList<>();list.add("王语嫣");list.add("aaa");//普通for循环遍历for (int i = 0; i < list.size(); i++) {String s = list.get(i);System.out.println(s);}System.out.println("-------");//删除方法 removelist.remove(1);for (int i = 0; i < list.size(); i++) {String s = list.get(i);System.out.println(s);}System.out.println("-------");list.remove("王语嫣");for (int i = 0; i < list.size(); i++) {String s = list.get(i);System.out.println(s);}}
  }
  

• List接口有很多实现类,常用ArrayList , linkList , vector

  • ArrayList
    • 数据存储的结构是数组结构,元素增删慢,查找块
    • 创建的List有三部分:Object数组,size大小,modCount版本
    • 创建List集合后,Object数组初始化大小是0,添加数据大小加1

  package com.kgc.Demo01;import java.util.ArrayList;
  import java.util.List;public class Demo02 {public static void main(String[] args) {List list = new ArrayList<>();//添加10个数据for (int i = 1; i <=10; i++) {list.add("大数据"+i);}list.add("linux");System.out.println(list);}
  }

  • vector
    • 创建对象时,有四步
      • object数组,elemenrCount元素数量,默认0,modCount版本

  package com.kgc.Demo01;import java.util.ArrayList;
  import java.util.List;
  import java.util.Vector;public class Demo03 {public static void main(String[] args) {List list = new Vector<>();//添加10条数据for (int i = 1; i <=10; i++) {list.add("java"+i);}list.add("mysql");System.out.println(list);}
  }
  

  • LinkedList
    • 数组存储的结构是链表(双向)
      • 创建时包含四部分,size元素的数量,first,last,modCount
      • 添加元素时,第一次添加元素的时候,作为首节点和尾结点
      • 再次添加时,在首节点下一个添加一个节点,可以指向上一个节点

  package com.kgc.Demo01;import java.util.LinkedList;
  import java.util.List;public class Demo04 {public static void main(String[] args) {List list = new LinkedList<>();//添加3个list.add("java");list.add("linxu");list.add("mysql");System.out.println(list);}
  }
  

5. ArrayList和Vector的区别

这两个类都实现了 List 接口（List 接口继承了 Collection 接口）, 他们都是有序集合

1. 线程安全：
   Vector 使用了 Synchronized 来实现线程同步，是线程安全的，而 ArrayList 是非线程安全的。
   vector的add方法

2. 性能：
   ArrayList 在性能方面要优于 Vector。
   因为ArrayList没有使用synchronized加锁, 不加锁, 所以处理速度会快一些

3. 扩容：
   ArrayList 和 Vector 都会根据实际的需要动态的调整容量, 只不过在 Vector 扩容每次会增加 1 倍, 而ArrayList 只会增加 50%。

   vector扩容：如果不是指定的话,会扩大一倍

   ArrayList扩容：增加1/2的容量

4. 同步
   Vector类的所有方法都是同步的
   可以由两个线程安全地访问一个Vector对象,但是一个线程访问Vector的话代码要在同步操作上耗费大量的时间。

Arraylist不是同步的，所以在不需要保证线程安全时时建议使用Arraylist

6. ArrayList和Vector,LinkedList的区别

1. ArrayList：

   ArrayList 是动态数组，动态的意思是可以随时增加数组长度，众所周知，普通数组的长度是定死的，想要增加长度，就必须重新定义一个固定长度的数组，然后在把元素加进去，但是ArrayList可以随意增加或删除元素，这就让我们在操作的时候变得更灵活，动态数组每个元素都有一个下标，也就是标识这个元素的位置，通过这个下标，计算机就可以知道这个元素存放在内存的哪个位置，所以ArrayList 想要遍历查找某个元素的时候很快就能找到！而且，ArrayList也是线程不安全的

2. LinkedList:

   LinkedList的底层就是用双向链表实现的，因为链表本身是无序的，所以LinkedList 插入或者删除都很快，但是要查找或者遍历的时候就会很慢，因为双向链表每次查找某个元素的时候都会在内部遍历一遍，直到找到那个指定下标的元素为止，另外，LinkedList 的内存占用要比ArrayList大，因为LinkedList除了存储数据之外，还存储了2个指针，一个指向前一个元素，一个指向后一个元素。

3. Vector:

   总体来说，Vector除了是线程安全的之外，Vector 和 ArrayList 的底层存储结构基本相似，但又不完全相同。

4. ArrayList和LinkedList区别：

   • 相同点：
     LinkedeList和ArrayList都实现了List接口。
     ArrayList和LinkedList是两个集合类，用于存储一系列的对象引用(references)。

   • 不同点：
     ArrayList底层的实现数组，而LinkedList是双向链表。
     ArrayList进行随机访问所消耗的时间是固定的，因此随机访问时效率比较高。
     LinkedList是不支持快速的随机访问的，但是在插入删除时效率比较高。

5. ArrayList和Vector区别：

   • 相同点：
     ArrayList和Vector都是用数组实现的。
     默认初始化大小都是10

   • 不同点
     Vector多线程是安全的，而ArrayList不是。Vector类中的方法很多有synchronized进行修饰，这样就导致了Vector在效率上无法与ArrayList相比；
     两个都是采用的线性连续空间存储元素，但是当空间不足的时候，两个类的增加方式是不同的。（ArrayList每次存储时会检查空间大小，不够时会扩充为原来的1.5倍，Vector会扩充为原来空间的2倍）
     Vector可以设置增长因子，而ArrayList不可以。
     ArrayList有三个构造方法，Vector有四个构造方法。

6. ArrayList,Vector, LinkedList 的存储性能和特性：

   ArrayList 和 Vector 都是使用数组方式存储数据，此数组元素数大于实际存储的数 据以便增加和插入元素，它们都允许直接按序号索引元素，但是插入元素要涉及数组 元素移动等内存操作，所以索引数据快而插入数据慢，Vector 由于使用了 synchronized 方法（线程安全）

   通常性能上较 ArrayList 差，而 LinkedList 使用双向链表实现存储，按序号索引数 据需要进行前向或后向遍历，但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可，所以插 入速度较快

   ArrayList 在查找时速度快，LinkedList 在插入与删除时更具优势

7. 总结：

   ArrayList, Vector 底层是由数组实现，LinkedList 底层是由双线链表实现，从底层的实现可以得出它们的性能问题
   ArrayList, Vector 插入速度相对较慢，查询速度相对较快，而LinkedList 插入速度较快,而查询速度较慢
   再者由于 Vevtor 使用了线程安全锁，所以ArrayList 的运行效率高于 Vector

7. Set接口

• Set接口是Collection子接口

• Set接口不能重复,是无序的

• Set的遍历可以使用迭代器和增强for,实现类有 HashSet , TreeSet , LinkedHashSet

  • HashSet

  package com.kgc.Demo02;import java.util.HashSet;
  import java.util.Iterator;
  import java.util.Set;public class Demo01 {public static void main(String[] args) {Set set = new HashSet<>();//添加数据set.add("abc");set.add("www");set.add("efg");//增强for循环遍历for (String value:set){System.out.println(value);}System.out.println("---------");//Iterator迭代器遍历//创建对象Iterator iterator = set.iterator();while (iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next());}}
  }
  

  • TreeSet

  • LinkedHashSet

8. Map接口

• 一一对应的,这个叫映射

• java中提供了专门的集合类用来存放这种关系对象,即java.util.Map 键值对存储方式

• Map中的集合不能包含重复的键,值可以重复,每个键只能对应一个值

• 常用的方法

  1	方法
  添加方式	put(key , value)
  根据key获取对应value的值	get(Object key)
  移除	remove(Object key)
  返回map命令所有的key	Set< k > keySet()
  返回所有的value	Collection< v > value
  清空	clear()

  package com.kgc.Demo02;import javax.xml.bind.annotation.adapters.CollapsedStringAdapter;
  import java.util.Collection;
  import java.util.HashMap;
  import java.util.Map;
  import java.util.Set;public class Demo02 {public static void main(String[] args) {//创建一个map对象Map map = new HashMap<>();//添加map.put("101","Lucy");map.put("102","Lily");map.put("103","Lilei");System.out.println(map);//根据key的值获取valueString s = map.get("103");System.out.println(s);//移除String remove = map.remove("102");System.out.println(remove);System.out.println(map);//获取所有的valueCollection values = map.values();System.out.println(values);//获取所有的keySet strings = map.keySet();System.out.println(strings);//清空map.clear();System.out.println(map);}
  }
  

• Map集合遍历

  • 第一种 获取map里的所有key,根据key获取value

  package com.kgc.Demo02;
  import java.util.HashMap;
  import java.util.Map;
  import java.util.Set;
  public class Demo03 {public static void main(String[] args) {Map map = new HashMap<>();map.put("101","Lucy");map.put("102","Lily");map.put("103","Lilei");//1. 获取所有的keySet keys = map.keySet();//2. 遍历Set类型的keysfor (String key:keys){String value = map.get(key);System.out.println(key+" : "+value);//System.out.println(map.get(key));
  

  • 第二种 直接获取map里的key:value关系,获取key和value

          //第二种遍历Set> entries = map.entrySet();for (Map.Entry entry:entries){String key = entry.getKey();String value = entry.getValue();System.out.println(key+" : "+value);//System.out.println(entry);}}
  }
  

  package com.kgc.Demo02;
  import java.util.HashMap;
  import java.util.Iterator;
  import java.util.Map;
  import java.util.Set;
  /*
  Map的第二种遍历方式:Entry对象遍历
  Map集合中有一个方法 Set>    entrySet() 返回的映射中包含的映射关系Set视图
  实现步骤:
  1. 使用Map集合中的方法entrySet(),把map集合中的多个entry对象取出来,放到一个set集合中
  2. 遍历set集合,获取每一个entry对象
  3. 使用entry对象中的方法,getkey(),getvalue()*/
  public class Demo04 {public static void main(String[] args) {Map map = new HashMap<>();map.put("1","张三");map.put("2","李四");Set> entries = map.entrySet();Iterator> it = entries.iterator();while(it.hasNext()){Map.Entry entry = it.next();System.out.println(entry.getKey()+" : "+entry.getValue());}System.out.println("----------");for (Map.Entry entry1:entries){System.out.println(entry1.getKey()+" : "+entry1.getValue());}}
  }
  

  //练习
  /*
  计算一个字符串,每个字符出现的次数
  如 abcabcaabbccd     a:4 b:4 c:4 d:1
  */
  package com.kgc.Demo02;import java.util.Arrays;
  import java.util.HashMap;
  import java.util.Map;
  import java.util.Scanner;
  /*
  计算一个字符串,每个字符出现的次数
  如 abcabcaabbccd     a:4 b:4 c:4 d:1*/
  public class Demo05 {public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);System.out.print("请输入一个字符串:");String str = sc.next();Map map = new HashMap<>();//System.out.println(str.toCharArray());for(char c:str.toCharArray()){//1. 判断字符是否在map集合中key里有没有if(map.containsKey(c)){//1. 如果在: 次数+1map.put(c,map.get(c)+1);}else{//2. 如果不在: put("a",1)map.put(c,1);}}//System.out.println(map);for (Character key:map.keySet()){System.out.println(key+"="+map.get(key));}}
  }
  

• Collections

  package com.kgc.Demo02;import java.util.ArrayList;
  import java.util.Collections;
  import java.util.List;public class Demo06 {public static void main(String[] args) {List list = new ArrayList<>();list.add("小米");list.add("苹果");list.add("华为");list.add("OPPO");list.add("vivo");for (String s:list){System.out.println(s);}System.out.println("----------");//collections里sort排序Collections.sort(list);for (String s:list){System.out.println(s);}//查询集合中元素的最大值System.out.println("最大值:"+Collections.max(list));System.out.println("最小值:"+Collections.min(list));System.out.println("----------");//查询集合中指定的元素,查询下标System.out.println(Collections.binarySearch(list,"OPPO"));System.out.println("----------");//反转倒叙输出Collections.reverse(list);for (String s:list){System.out.println(s);}System.out.println("----------");//往集合中添加元素Collections.addAll(list,"111","222","333","444","555");for (String s:list){System.out.println(s);}System.out.println("----------");}
  }