集合框架
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集合框架
22 Collection、List
22.1 Collection
22.1.1 数组和集合的区别
相同点
- 都是容器,可以存储多个数据
不同点
数组的长度是不可变的,集合的长度是可变的
数组可以存基本数据类型和引用数据类型
集合只能存引用数据类型,如果要存基本数据类型,需要存对应的包装类
22.1.2 集合类体系结构
22.1.3 Collection 集合概述和使用
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
创建Collection集合的对象
- 多态的方式
- 具体的实现类ArrayList
Collection集合常用方法
方法名 说明 boolean add(E e) 添加元素 boolean remove(Object o) 从集合中移除指定的元素 boolean removeIf(Object o) 根据条件进行移除 void clear() 清空集合中的元素 boolean contains(Object o) 判断集合中是否存在指定的元素 boolean isEmpty() 判断集合是否为空 int size() 集合的长度，也就是集合中元素的个数
22.1.4 Collection集合的遍历
迭代器,集合的专用遍历方式
- Iterator<E> iterator(): 返回此集合中元素的迭代器,通过集合对象的iterator()方法得到
Iterator中的常用方法
- boolean hasNext(): 判断当前位置是否有元素可以被取出
- E next(): 获取当前位置的元素,将迭代器对象移向下一个索引位置
Collection集合的遍历:
public class IteratorDemo1 {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
Collection<String> c = new ArrayList<>();
//添加元素
c.add("hello");
c.add("world");
c.add("java");
c.add("javaee");
//Iterator<E> iterator()：返回此集合中元素的迭代器，通过集合的iterator()方法得到
Iterator<String> it = c.iterator();
//用while循环改进元素的判断和获取
while (it.hasNext()) {
String s = it.next();
System.out.println(s);
}
}
}增强for循环
介绍
- 它是JDK5之后出现的,其内部原理是一个Iterator迭代器
- 实现Iterable接口的类才可以使用迭代器和增强for
- 简化数组和Collection集合的遍历
格式
for(集合/数组中元素的数据类型 变量名 : 集合/数组名) {
// 已经将当前遍历到的元素封装到变量中了,直接使用变量即可
}代码
public class MyCollectonDemo1 {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");
list.add("d");
list.add("e");
list.add("f");
//1,数据类型一定是集合或者数组中元素的类型
//2,str仅仅是一个变量名而已,在循环的过程中,依次表示集合或者数组中的每一个元素
//3,list就是要遍历的集合或者数组
for(String str : list){
System.out.println(str);
}
}
}22.2 List
22.2.1 List集合的概述和特点
- List集合的概述
- 有序集合,这里的有序指的是存取顺序
- 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集合的特点
- 存取有序
- 可以重复
- 有索引
22.2.2 List集合的特有方法
| 方法名 | 描述 |
|---|---|
| void add(int index,E element) | 在此集合中的指定位置插入指定的元素 |
| E remove(int index) | 删除指定索引处的元素，返回被删除的元素 |
| E set(int index,E element) | 修改指定索引处的元素，返回被修改的元素 |
| E get(int index) | 返回指定索引处的元素 |
22.2.3 List集合的实现类
List集合子类的特点
ArrayList集合
底层是数组结构实现，查询快、增删慢
LinkedList集合
底层是链表结构实现，查询慢、增删快
LinkedList集合的特有功能
| 方法名 | 说明 |
|---|---|
| public void addFirst(E e) | 在该列表开头插入指定的元素 |
| public void addLast(E e) | 将指定的元素追加到此列表的末尾 |
| public E getFirst() | 返回此列表中的第一个元素 |
| public E getLast() | 返回此列表中的最后一个元素 |
| public E removeFirst() | 从此列表中删除并返回第一个元素 |
| public E removeLast() | 从此列表中删除并返回最后一个元素 |
23 泛型、Set
23.1 泛型
泛型的介绍
泛型是JDK5中引入的特性，它提供了编译时类型安全检测机制
泛型的好处
- 把运行时期的问题提前到了编译期间
- 避免了强制类型转换
泛型的定义格式
- <类型>: 指定一种类型的格式.尖括号里面可以任意书写,一般只写一个字母.例如: <E> <T>
- <类型1,类型2…>: 指定多种类型的格式,多种类型之间用逗号隔开.例如: <E,T> <K,V>
23.2 Set集合
- 不可以存储重复元素
- 没有索引,不能使用普通for循环遍历
23.2.1 Set集合的使用
public class MySet1 {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
Set<String> set = new TreeSet<>();
//添加元素
set.add("ccc");
set.add("aaa");
set.add("aaa");
set.add("bbb");
// for (int i = 0; i < set.size(); i++) {
// //Set集合是没有索引的，所以不能使用通过索引获取元素的方法
// }
//遍历集合
Iterator<String> it = set.iterator();
while (it.hasNext()){
String s = it.next();
System.out.println(s);
}
System.out.println("-----------------------------------");
for (String s : set) {
System.out.println(s);
}
}
}23.2.2 TreeSet集合
- 不可以存储重复元素
- 没有索引
- 可以将元素按照规则进行排序
- 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
TreeSet集合基本使用
public class TreeSetDemo01 {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();
//添加元素
ts.add(10);
ts.add(40);
ts.add(30);
ts.add(50);
ts.add(20);
// ts.add(30);
//遍历集合
for(Integer i : ts) {
System.out.println(i);
}
}
}自然排序Comparable的使用
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
- 使用空参构造创建TreeSet集合
- 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
- 自定义的Student类实现Comparable接口
- 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
- 重写接口中的compareTo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
- 使用空参构造创建TreeSet集合
代码实现： 学生类
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 String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public int compareTo(Student o) {
//按照对象的年龄进行排序
//主要判断条件: 按照年龄从小到大排序
int result = this.age - o.age;
//次要判断条件: 年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序
result = result == 0 ? this.name.compareTo(o.getName()) : result;
return result;
}
}测试类
public class MyTreeSet2 {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>();
//创建学生对象
Student s1 = new Student("zhangsan",28);
Student s2 = new Student("lisi",27);
Student s3 = new Student("wangwu",29);
Student s4 = new Student("zhaoliu",28);
Student s5 = new Student("qianqi",30);
//把学生添加到集合
ts.add(s1);
ts.add(s2);
ts.add(s3);
ts.add(s4);
ts.add(s5);
//遍历集合
for (Student student : ts) {
System.out.println(student);
}
}
}比较器排序Comparator的使用
案例需求
- 存储老师对象并遍历，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
代码实现：
老师类
public class Teacher {
private String name;
private int age;
public Teacher() {
}
public Teacher(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 String toString() {
return "Teacher{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}测试类
public class MyTreeSet4 {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
TreeSet<Teacher> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Teacher>() {
@Override
public int compare(Teacher o1, Teacher o2) {
//o1表示现在要存入的那个元素
//o2表示已经存入到集合中的元素
//主要条件
int result = o1.getAge() - o2.getAge();
//次要条件
result = result == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : result;
return result;
}
});
//创建老师对象
Teacher t1 = new Teacher("zhangsan",23);
Teacher t2 = new Teacher("lisi",22);
Teacher t3 = new Teacher("wangwu",24);
Teacher t4 = new Teacher("zhaoliu",24);
//把老师添加到集合
ts.add(t1);
ts.add(t2);
ts.add(t3);
ts.add(t4);
//遍历集合
for (Teacher teacher : ts) {
System.out.println(teacher);
}
}
}两种比较方式总结
- 两种比较方式小结
- 自然排序: 自定义类实现Comparable接口, 重写compareTo方法,根据返回值进行排序
- 比较器排序: 创建TreeSet对象的时候传递Comparator的实现类对象,重写compare方法,根据返回值进行排序
- 在使用的时候,默认使用自然排序,当自然排序不满足现在的需求时,必须使用比较器排序
- 两种方式中关于返回值的规则
- 如果返回值为负数，表示当前存入的元素是较小值，存左边
- 如果返回值为0，表示当前存入的元素跟集合中元素重复了，不存
- 如果返回值为正数，表示当前存入的元素是较大值，存右边
23.2.3 HashSet集合
- 底层数据结构是哈希表
- 存取无序
- 不可以存储重复元素
- 没有索引,不能使用普通for循环遍历
HashSet集合的基本应用
public class HashSetDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
HashSet<String> set = new HashSet<String>();
//添加元素
set.add("hello");
set.add("world");
set.add("java");
//不包含重复元素的集合
set.add("world");
//遍历
for(String s : set) {
System.out.println(s);
}
}
}哈希值
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
哈希表结构
JDK1.8以前
数组 + 链表
14_JKD8以前哈希表 JDK1.8以后
节点个数少于等于8个
数组 + 链表
节点个数多于8个
数组 + 红黑树
15_JKD8以后哈希表
HashSet集合存储学生对象并遍历
案例需求
- 创建一个存储学生对象的集合，存储多个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合
- 要求：学生对象的成员变量值相同，我们就认为是同一个对象
代码实现
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; } @Override public boolean equals(Object o) { if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; Student student = (Student) o; if (age != student.age) return false; return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null; } @Override public int hashCode() { int result = name != null ? name.hashCode() : 0; result = 31 * result + age; return result; } }测试类
public class HashSetDemo02 { public static void main(String[] args) { //创建HashSet集合对象 HashSet<Student> hs = new HashSet<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); Student s4 = new Student("王祖贤", 33); //把学生添加到集合 hs.add(s1); hs.add(s2); hs.add(s3); hs.add(s4); //遍历集合(增强for) for (Student s : hs) { System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge()); } } }总结
HashSet集合存储自定义类型元素,要想实现元素的唯一,要求必须重写hashCode方法和equals方法
24 Map、可变参数、集合工具类
24.1 Map
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
- 双列集合,一个键对应一个值
- 键不可以重复,值可以重复
Map集合的基本使用
public class MapDemo01 { 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) 将指定的值与该映射中的指定键相关联 map.put("itheima001","林青霞"); map.put("itheima002","张曼玉"); map.put("itheima003","王祖贤"); map.put("itheima003","柳岩"); //输出集合对象 System.out.println(map); } }
24.1.1 Map集合的基本功能
| 方法名 | 说明 |
|---|---|
| V put(K key,V value) | 添加元素 |
| V remove(Object key) | 根据键删除键值对元素 |
| void clear() | 移除所有的键值对元素 |
| boolean containsKey(Object key) | 判断集合是否包含指定的键 |
| boolean containsValue(Object value) | 判断集合是否包含指定的值 |
| boolean isEmpty() | 判断集合是否为空 |
| int size() | 集合的长度，也就是集合中键值对的个数 |
示例代码
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);
}
}24.1.2 集合的获取功能
| 方法名 | 说明 |
|---|---|
| V get(Object key) | 根据键获取值 |
| Set<K> keySet() | 获取所有键的集合 |
| Collection<V> values() | 获取所有值的集合 |
| Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() | 获取所有键值对对象的集合 |
示例代码
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);
}
}
}Map集合的遍历(方式1)
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
- 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
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
代码实现
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);
}
}
}Map集合的遍历(方式2)
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
- 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
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
- 获取所有键值对对象的集合
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);
}
}
}24.1.3 HashMap集合
- HashMap底层是哈希表结构的
- 依赖hashCode方法和equals方法保证键的唯一
- 如果键要存储的是自定义对象，需要重写hashCode和equals方法
HashMap集合应用案例
案例需求
- 创建一个HashMap集合，键是学生对象(Student)，值是居住地 (String)。存储多个元素，并遍历。
- 要求保证键的唯一性：如果学生对象的成员变量值相同，我们就认为是同一个对象
代码实现
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;
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Student student = (Student) o;
if (age != student.age) return false;
return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;
}
@Override
public int hashCode() {
int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
result = 31 * result + age;
return result;
}
}测试类
public class HashMapDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建HashMap集合对象
HashMap<Student, String> hm = new HashMap<Student, String>();
//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);
Student s4 = new Student("王祖贤", 33);
//把学生添加到集合
hm.put(s1, "西安");
hm.put(s2, "武汉");
hm.put(s3, "郑州");
hm.put(s4, "北京");
//遍历集合
Set<Student> keySet = hm.keySet();
for (Student key : keySet) {
String value = hm.get(key);
System.out.println(key.getName() + "," + key.getAge() + "," + value);
}
}
}24.1.4 TreeMap集合
- TreeMap底层是红黑树结构
- 依赖自然排序或者比较器排序,对键进行排序
- 如果键存储的是自定义对象,需要实现Comparable接口或者在创建TreeMap对象时候给出比较器排序规则
TreeMap集合应用案例
案例需求
- 创建一个TreeMap集合,键是学生对象(Student),值是籍贯(String),学生属性姓名和年龄,按照年龄进行排序并遍历
- 要求按照学生的年龄进行排序,如果年龄相同则按照姓名进行排序
代码实现
学生类
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 String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public int compareTo(Student o) {
//按照年龄进行排序
int result = o.getAge() - this.getAge();
//次要条件，按照姓名排序。
result = result == 0 ? o.getName().compareTo(this.getName()) : result;
return result;
}
}测试类
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
// 创建TreeMap集合对象
TreeMap<Student,String> tm = new TreeMap<>();
// 创建学生对象
Student s1 = new Student("xiaohei",23);
Student s2 = new Student("dapang",22);
Student s3 = new Student("xiaomei",22);
// 将学生对象添加到TreeMap集合中
tm.put(s1,"江苏");
tm.put(s2,"北京");
tm.put(s3,"天津");
// 遍历TreeMap集合,打印每个学生的信息
tm.forEach(
(Student key, String value)->{
System.out.println(key + "---" + value);
}
);
}
}24.2 可变参数
格式：
修饰符 返回值类型 方法名(参数类型... 形参名){ }
底层：
其实就是一个数组
代码演示:
public class ChangeArgs {
public static void main(String[] args) {
int sum = getSum(6, 7, 2, 12, 2121);
System.out.println(sum);
}
public static int getSum(int... arr) {
int sum = 0;
for (int a : arr) {
sum += a;
}
return sum;
}
}注意：
1.一个方法只能有一个可变参数
2.如果方法中有多个参数，可变参数要放到最后。
应用场景: Collections:
在Collections中也提供了添加一些元素方法： public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements) :往集合中添加一些元素。
public class CollectionsDemo{
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
//原来写法
//list.add(12);
//list.add(14);
//list.add(15);
//list.add(1000);
//采用工具类 完成 往集合中添加元素
Collections.addAll(list, 5, 222, 1，2);
System.out.println(list);
}
}24.3 Collections类
java.utils.Collections是集合工具类，用来对集合进行操作。常用方法如下：
public static void shuffle(List<?> list):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。
代码演示：
public class CollectionsDemo {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(100);
list.add(300);
list.add(200);
list.add(50);
//排序方法
Collections.sort(list);
System.out.println(list);
}
}
结果：
[50,100, 200, 300]24.3.1 Comparator比较器
创建一个学生类，存储到ArrayList集合中完成指定排序操作。
Student 类
public class Student{
private String name;
private int age;
//构造方法
//get/set
//toString
}测试类：
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
// 创建四个学生对象 存储到集合中
ArrayList<Student> list = new ArrayList<Student>();
list.add(new Student("rose",18));
list.add(new Student("jack",16));
list.add(new Student("abc",20));
Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
return o1.getAge()-o2.getAge();//以学生的年龄升序
}
});
for (Student student : list) {
System.out.println(student);
}
}
}
Student{name='jack', age=16}
Student{name='rose', age=18}
Student{name='abc', age=20}25 不可变集合、综合练习
25.1 不可变集合
是一个长度不可变，内容也无法修改的集合
25.1.1 使用场景
- 如果某个数据不能被修改，把它防御性地拷贝到不可变集合中是个很好的实践。
- 当集合对象被不可信的库调用时，不可变形式是安全的。
25.1.2 不可变集合分类
- 不可变的list集合
- 不可变的set集合
- 不可变的map集合
不可变的list集合
public class ImmutableDemo1 {
public static void main(String[] args) {
/*
创建不可变的List集合
"张三", "李四", "王五", "赵六"
*/
//一旦创建完毕之后，是无法进行修改的，在下面的代码中，只能进行查询操作
List<String> list = List.of("张三", "李四", "王五", "赵六");
System.out.println(list.get(0));
System.out.println(list.get(1));
System.out.println(list.get(2));
System.out.println(list.get(3));
System.out.println("---------------------------");
for (String s : list) {
System.out.println(s);
}
System.out.println("---------------------------");
Iterator<String> it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
String s = it.next();
System.out.println(s);
}
System.out.println("---------------------------");
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
String s = list.get(i);
System.out.println(s);
}
System.out.println("---------------------------");
//list.remove("李四");
//list.add("aaa");
list.set(0,"aaa");
}
}不可变的Set集合
public class ImmutableDemo2 {
public static void main(String[] args) {
/*
创建不可变的Set集合
"张三", "李四", "王五", "赵六"
细节：
当我们要获取一个不可变的Set集合时，里面的参数一定要保证唯一性
*/
//一旦创建完毕之后，是无法进行修改的，在下面的代码中，只能进行查询操作
Set<String> set = Set.of("张三", "张三", "李四", "王五", "赵六");
for (String s : set) {
System.out.println(s);
}
System.out.println("-----------------------");
Iterator<String> it = set.iterator();
while(it.hasNext()){
String s = it.next();
System.out.println(s);
}
System.out.println("-----------------------");
//set.remove("王五");
}
}不可变的Map集合
键值对个数小于等于10
public class ImmutableDemo3 {
public static void main(String[] args) {
/*
创建Map的不可变集合
细节1：
键是不能重复的
细节2：
Map里面的of方法，参数是有上限的，最多只能传递20个参数，10个键值对
细节3：
如果我们要传递多个键值对对象，数量大于10个，在Map接口中还有一个方法
*/
//一旦创建完毕之后，是无法进行修改的，在下面的代码中，只能进行查询操作
Map<String, String> map = Map.of(
"张三", "南京", "张三", "北京", "王五", "上海",
"赵六", "广州", "孙七", "深圳", "周八", "杭州",
"吴九", "宁波", "郑十", "苏州", "刘一", "无锡",
"陈二", "嘉兴");
Set<String> keys = map.keySet();
for (String key : keys) {
String value = map.get(key);
System.out.println(key + "=" + value);
}
System.out.println("--------------------------");
Set<Map.Entry<String, String>> entries = map.entrySet();
for (Map.Entry<String, String> entry : entries) {
String key = entry.getKey();
String value = entry.getValue();
System.out.println(key + "=" + value);
}
System.out.println("--------------------------");
}
}键值对个数大于10
public class ImmutableDemo4 {
public static void main(String[] args) {
/*
创建Map的不可变集合,键值对的数量超过10个
*/
//1.创建一个普通的Map集合
HashMap<String, String> hm = new HashMap<>();
hm.put("张三", "南京");
hm.put("李四", "北京");
hm.put("王五", "上海");
hm.put("赵六", "北京");
hm.put("孙七", "深圳");
hm.put("周八", "杭州");
hm.put("吴九", "宁波");
hm.put("郑十", "苏州");
hm.put("刘一", "无锡");
hm.put("陈二", "嘉兴");
hm.put("aaa", "111");
//2.利用上面的数据来获取一个不可变的集合
/*
//获取到所有的键值对对象（Entry对象）
Set<Map.Entry<String, String>> entries = hm.entrySet();
//把entries变成一个数组
Map.Entry[] arr1 = new Map.Entry[0];
//toArray方法在底层会比较集合的长度跟数组的长度两者的大小
//如果集合的长度 > 数组的长度 ：数据在数组中放不下，此时会根据实际数据的个数，重新创建数组
//如果集合的长度 <= 数组的长度：数据在数组中放的下，此时不会创建新的数组，而是直接用
Map.Entry[] arr2 = entries.toArray(arr1);
//不可变的map集合
Map map = Map.ofEntries(arr2);
map.put("bbb","222");*/
//Map<Object, Object> map = Map.ofEntries(hm.entrySet().toArray(new Map.Entry[0]));
Map<String, String> map = Map.copyOf(hm);
map.put("bbb","222");
}
}25.2 综合练习
练习1：随机点名器
需求：班级里有N个学生，实现随机点名器
代码实现：
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
/* 班级里有N个学生，学生属性:姓名，年龄，性别。
实现随机点名器。*/
//1.定义集合
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
//2.添加数据
Collections.addAll(list,"范闲","范建","范统","杜子腾","杜琦燕","宋合泛","侯笼藤","朱益群","朱穆朗玛峰","袁明媛");
//3.随机点名
/* Random r = new Random();
int index = r.nextInt(list.size());
String name = list.get(index);
System.out.println(name);*/
//打乱
Collections.shuffle(list);
String name = list.get(0);
System.out.println(name);
}
}练习2：带概率的随机
需求：
班级里有N个学生
要求在随机的时候，70%的概率随机到男生，30%的概率随机到女生
代码实现：
public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
/* 班级里有N个学生
要求：
70%的概率随机到男生
30%的概率随机到女生
"范闲","范建","范统","杜子腾","宋合泛","侯笼藤","朱益群","朱穆朗玛峰",
"杜琦燕","袁明媛","李猜","田蜜蜜",
*/
//1.创建集合
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
//2.添加数据
Collections.addAll(list,1,1,1,1,1,1,1);
Collections.addAll(list,0,0,0);
//3.打乱集合中的数据
Collections.shuffle(list);
//4.从list集合中随机抽取0或者1
Random r = new Random();
int index = r.nextInt(list.size());
int number = list.get(index);
System.out.println(number);
//5.创建两个集合分别存储男生和女生的名字
ArrayList<String> boyList = new ArrayList<>();
ArrayList<String> girlList = new ArrayList<>();
Collections.addAll(boyList,"范闲","范建","范统","杜子腾","宋合泛","侯笼藤","朱益群","朱穆朗玛峰");
Collections.addAll(girlList,"杜琦燕","袁明媛","李猜","田蜜蜜");
//6.判断此时是从boyList里面抽取还是从girlList里面抽取
if(number == 1){
//boyList
int boyIndex = r.nextInt(boyList.size());
String name = boyList.get(boyIndex);
System.out.println(name);
}else{
//girlList
int girlIndex = r.nextInt(girlList.size());
String name = girlList.get(girlIndex);
System.out.println(name);
}
}
}练习3：随机不重复
需求：
班级里有N个学生，被点到的学生不会再被点到。但是如果班级中所有的学生都点完了， 需要重新开启第二轮点名。
代码实现：
public class Test3 {
public static void main(String[] args) {
/* 班级里有5个学生
要求：
被点到的学生不会再被点到。
但是如果班级中所有的学生都点完了，需要重新开启第二轮点名。*/
//1.定义集合
ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
//2.添加数据
Collections.addAll(list1, "范闲", "范建", "范统", "杜子腾", "杜琦燕", "宋合泛", "侯笼藤", "朱益群", "朱穆朗玛峰", "袁明媛");
//创建一个临时的集合，用来存已经被点到学生的名字
ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();
//外循环：表示轮数
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
System.out.println("=========第" + i + "轮点名开始了======================");
//3.获取集合的长度
int count = list1.size();
//4.随机点名
Random r = new Random();
//内循环：每一轮中随机循环抽取的过程
for (int j = 0; j < count; j++) {
int index = r.nextInt(list1.size());
String name = list1.remove(index);
list2.add(name);
System.out.println(name);
}
//此时表示一轮点名结束
//list1 空了 list2 10个学生的名字
list1.addAll(list2);
list2.clear();
}
}
}练习4：集合的嵌套
需求：
定义一个Map集合，键用表示省份名称province，值表示市city，但是市会有多个。
添加完毕后，遍历结果格式如下：
江苏省 = 南京市，扬州市，苏州市，无锡市，常州市
湖北省 = 武汉市，孝感市，十堰市，宜昌市，鄂州市
河北省 = 石家庄市，唐山市，邢台市，保定市，张家口市
代码实现：
public class Test4 {
public static void main(String[] args) {
/* 需求
定义一个Map集合，键用表示省份名称province，值表示市city，但是市会有多个。
添加完毕后，遍历结果格式如下：
江苏省 = 南京市，扬州市，苏州市，无锡市，常州市
湖北省 = 武汉市，孝感市，十堰市，宜昌市，鄂州市
河北省 = 石家庄市，唐山市，邢台市，保定市，张家口市*/
//1.创建Map集合
HashMap<String, ArrayList<String>> hm = new HashMap<>();
//2.创建单列集合存储市
ArrayList<String> city1 = new ArrayList<>();
city1.add("南京市");
city1.add("扬州市");
city1.add("苏州市");
city1.add("无锡市");
city1.add("常州市");
ArrayList<String> city2 = new ArrayList<>();
city2.add("武汉市");
city2.add("孝感市");
city2.add("十堰市");
city2.add("宜昌市");
city2.add("鄂州市");
ArrayList<String> city3 = new ArrayList<>();
city3.add("石家庄市");
city3.add("唐山市");
city3.add("邢台市");
city3.add("保定市");
city3.add("张家口市");
//3.把省份和多个市添加到map集合
hm.put("江苏省",city1);
hm.put("湖北省",city2);
hm.put("河北省",city3);
Set<Map.Entry<String, ArrayList<String>>> entries = hm.entrySet();
for (Map.Entry<String, ArrayList<String>> entry : entries) {
//entry依次表示每一个键值对对象
String key = entry.getKey();
ArrayList<String> value = entry.getValue();
StringJoiner sj = new StringJoiner(", ","","");
for (String city : value) {
sj.add(city);
}
System.out.println(key + " = " + sj);
}
}
}