[Java知识库]JAVA 基础之容器集合（Collection和Map）

目录

前言

一.Collection集合

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?1.1List集合

1.1.1ArrayList集合

1.1.2LinkedList集合

1.2Set集合

1.2.1HashSet集合

HashSet集合保证元素唯一性源码分析：

1.2.2TreeSet集合

比较器排序Comparator的使用:

?二.Map集合

? 2.1Map集合的概述与特点

2.2Map集合的获取功能

2.3Map集合的遍历方式（方式一）

2.4Map集合的遍历方式（方式二）

2.5HashMap集合

前言

? ? ? ? 本次我将分享的是java中常用的容器集合，大体分为了两类（Collection单列集合和Map双列集合），什么是双列，单列集合呢？看完这篇博客，或许你将有些许收获。Collection集合下主要讲解List集合和Set集合，而双列集合，我主要讲解HashMap集合。

一.Collection集合

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Collection集合概述

• 是单例集合的顶层接口，它表示一组对象，这些对象也称为Collection的元素

• 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和List）实现

常用方法：

?1.1List集合

List集合概述：

• 有序集合(也称为序列)，用户可以精确控制列表中每个元素的插入位置。用户可以通过整数索引访问元素，并搜索列表中的元素

• 与Set集合不同，列表通常允许重复的元素

List集合特点：

• 有索引

• 可以存储重复元素

• 元素存取有序

List集合特有的方法：

?遍历方式：

//学生类
public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

//--------------------------------------------------------
//测试类
public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建List集合对象
        List<Student> list = new ArrayList<Student>();

        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("林青霞", 30);
        Student s2 = new Student("张曼玉", 35);
        Student s3 = new Student("王祖贤", 33);

        //把学生添加到集合
        list.add(s1);
        list.add(s2);
        list.add(s3);

        //迭代器：集合特有的遍历方式
        Iterator<Student> it = list.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Student s = it.next();
            System.out.println(s.getName()+","+s.getAge());
        }
        System.out.println("--------");

        //普通for：带有索引的遍历方式
        for(int i=0; i<list.size(); i++) {
            Student s = list.get(i);
            System.out.println(s.getName()+","+s.getAge());
        }
        System.out.println("--------");

        //增强for：最方便的遍历方式
        for(Student s : list) {
            System.out.println(s.getName()+","+s.getAge());
        }
    }
}

? ? ? ? 接下来讲的是List集合的实现类：

1.1.1ArrayList集合

? ? ?ArrayList集合的底层是数组结构实现，查询快、增删慢，它的一些常用方法可以参考List集合的

常用方法。

1.1.2LinkedList集合

? ? ?LinkedList集合底层是链表结构实现，查询慢、增删快，它有一些特有的常用方法

1.2Set集合

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Set集合的特点

• 元素存取无序

• 没有索引、只能通过迭代器或增强for循环遍历

• 不能存储重复元素

在我讲解HashSet之前我们必须先了解哈希值的概念，方便我们理解接下来的一些集合

• 哈希值简介

  是JDK根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值

• 如何获取哈希值

  Object类中的public int hashCode()：返回对象的哈希码值

• 哈希值的特点

  • 同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的

  • 默认情况下，不同对象的哈希值是不同的。而重写hashCode()方法，可以实现让不同对象的哈希值相同

1.2.1HashSet集合

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HashSet集合的特点

• 底层数据结构是哈希表

• 对集合的迭代顺序不作任何保证，也就是说不保证存储和取出的元素顺序一致

• 没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历

• 由于是Set集合，所以是不包含重复元素的集合

HashSet的基本使用：

public class HashSetDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        HashSet<String> hs = new HashSet<String>();

        //添加元素
        hs.add("hello");
        hs.add("world");
        hs.add("java");

        hs.add("world");

        //遍历
        for(String s : hs) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

HashSet集合保证元素唯一性源码分析：

1.根据对象的哈希值计算存储位置

如果当前位置没有元素则直接存入

如果当前位置有元素存在，则进入第二步

2.当前元素的元素和已经存在的元素比较哈希值

如果哈希值不同，则将当前元素进行存储

如果哈希值相同，则进入第三步

3.通过equals()方法比较两个元素的内容

如果内容不相同，则将当前元素进行存储

如果内容相同，则不存储当前元素

图解：

拓展：LinkedHashSet

LinkedHashSet集合特点

• 哈希表和链表实现的Set接口，具有可预测的迭代次序

• 由链表保证元素有序，也就是说元素的存储和取出顺序是一致的

• 由哈希表保证元素唯一，也就是说没有重复的元素

1.2.2TreeSet集合

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TreeSet集合概述

• 元素有序，可以按照一定的规则进行排序，具体排序方式取决于构造方法

  • TreeSet()：根据其元素的自然排序进行排序

  • TreeSet(Comparator comparator) ：根据指定的比较器进行排序

• 没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历

• 由于是Set集合，所以不包含重复元素的集合

要理解好TreeSet必须先了解自然排序Comparable：

• 案例需求

  • 存储学生对象并遍历，创建TreeSet集合使用无参构造方法

  • 要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序

• 实现步骤

  • 用TreeSet集合存储自定义对象，无参构造方法使用的是自然排序对元素进行排序的

  • 自然排序，就是让元素所属的类实现Comparable接口，重写compareTo(T o)方法

  • 重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写

public class Student implements Comparable<Student> {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public int compareTo(Student s) {
//        return 0;
//        return 1;
//        return -1;
        //按照年龄从小到大排序
       int num = this.age - s.age;
//        int num = s.age - this.age;
        //年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序
       int num2 = num==0?this.name.compareTo(s.name):num;
        return num2;
    }
}
//------------------------------------------------
public class TreeSetDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();

        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("xishi", 29);
        Student s2 = new Student("wangzhaojun", 28);
        Student s3 = new Student("diaochan", 30);
        Student s4 = new Student("yangyuhuan", 33);

        Student s5 = new Student("linqingxia",33);
        Student s6 = new Student("linqingxia",33);

        //把学生添加到集合
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
        ts.add(s6);

        //遍历集合
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
    }
}

比较器排序Comparator的使用:

• 案例需求

  • 存储学生对象并遍历，创建TreeSet集合使用带参构造方法

  • 要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序

• 实现步骤

  • 用TreeSet集合存储自定义对象，带参构造方法使用的是比较器排序对元素进行排序的

  • 比较器排序，就是让集合构造方法接收Comparator的实现类对象，重写compare(T o1,T o2)方法

  • 重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}
//===================================================================
public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student s1, Student s2) {
                //this.age - s.age
                //s1,s2
                int num = s1.getAge() - s2.getAge();
                int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num;
                return num2;
            }
        });

        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("xishi", 29);
        Student s2 = new Student("wangzhaojun", 28);
        Student s3 = new Student("diaochan", 30);
        Student s4 = new Student("yangyuhuan", 33);

        Student s5 = new Student("linqingxia",33);
        Student s6 = new Student("linqingxia",33);

        //把学生添加到集合
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
        ts.add(s6);

        //遍历集合
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
    }
}

?二.Map集合

? ? ? ? 2.1Map集合的概述与特点

• Map集合概述

  interface Map<K,V> ?K：键的类型；V：值的类型

• Map集合的特点

  • 键值对映射关系

  • 一个键对应一个值

  • 键不能重复，值可以重复

  • 元素存取无序

Map集合的基本使用：

Map集合的一些常用方法：

public class MapDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();

        //V put(K key,V value)：添加元素
        map.put("张无忌","赵敏");
        map.put("郭靖","黄蓉");
        map.put("杨过","小龙女");

        //V remove(Object key)：根据键删除键值对元素
//        System.out.println(map.remove("郭靖"));
//        System.out.println(map.remove("郭襄"));

        //void clear()：移除所有的键值对元素
//        map.clear();

        //boolean containsKey(Object key)：判断集合是否包含指定的键
//        System.out.println(map.containsKey("郭靖"));
//        System.out.println(map.containsKey("郭襄"));

        //boolean isEmpty()：判断集合是否为空
//        System.out.println(map.isEmpty());

        //int size()：集合的长度，也就是集合中键值对的个数
        System.out.println(map.size());


        //输出集合对象
        System.out.println(map);
    }
}

2.2Map集合的获取功能

? ?方法介绍：

public class MapDemo03 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

        //添加元素
        map.put("张无忌", "赵敏");
        map.put("郭靖", "黄蓉");
        map.put("杨过", "小龙女");

        //V get(Object key):根据键获取值
//        System.out.println(map.get("张无忌"));
//        System.out.println(map.get("张三丰"));

        //Set<K> keySet():获取所有键的集合
//        Set<String> keySet = map.keySet();
//        for(String key : keySet) {
//            System.out.println(key);
//        }

        //Collection<V> values():获取所有值的集合
        Collection<String> values = map.values();
        for(String value : values) {
            System.out.println(value);
        }
    }
}

2.3Map集合的遍历方式（方式一）

• 遍历思路

  • 我们刚才存储的元素都是成对出现的，所以我们把Map看成是一个夫妻对的集合

    • 把所有的丈夫给集中起来

    • 遍历丈夫的集合，获取到每一个丈夫

    • 根据丈夫去找对应的妻子

• 步骤分析

  • 获取所有键的集合。用keySet()方法实现

  • 遍历键的集合，获取到每一个键。用增强for实现

  • 根据键去找值。用get(Object key)方法实现

  • public class MapDemo01 {
        public static void main(String[] args) {
            //创建集合对象
            Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
    
            //添加元素
            map.put("张无忌", "赵敏");
            map.put("郭靖", "黄蓉");
            map.put("杨过", "小龙女");
    
            //获取所有键的集合。用keySet()方法实现
            Set<String> keySet = map.keySet();
            //遍历键的集合，获取到每一个键。用增强for实现
            for (String key : keySet) {
                //根据键去找值。用get(Object key)方法实现
                String value = map.get(key);
                System.out.println(key + "," + value);
            }
        }
    }

    2.4Map集合的遍历方式（方式二）

• 遍历思路

  • 我们刚才存储的元素都是成对出现的，所以我们把Map看成是一个夫妻对的集合

    • 获取所有结婚证的集合

    • 遍历结婚证的集合，得到每一个结婚证

    • 根据结婚证获取丈夫和妻子

• 步骤分析

  • 获取所有键值对对象的集合

    • Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()：获取所有键值对对象的集合

  • 遍历键值对对象的集合，得到每一个键值对对象

    • 用增强for实现，得到每一个Map.Entry

  • 根据键值对对象获取键和值

    • 用getKey()得到键

    • 用getValue()得到值

• 代码实现

public class MapDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

        //添加元素
        map.put("张无忌", "赵敏");
        map.put("郭靖", "黄蓉");
        map.put("杨过", "小龙女");

        //获取所有键值对对象的集合
        Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
        //遍历键值对对象的集合，得到每一个键值对对象
        for (Map.Entry<String, String> me : entrySet) {
            //根据键值对对象获取键和值
            String key = me.getKey();
            String value = me.getValue();
            System.out.println(key + "," + value);
        }
    }
}

2.5HashMap集合

? ? ? ? HashMap是Map的实现类，HashMap可实现快速存储和检索，但缺点是包含的元素是无序的，适用于在Map中插入、删除和定位元素。常用方法参考Map集合。