Java基础---集合框架---迭代器、ListIterator、Vector中枚举、LinkedList、ArrayList、HashSet、TreeSet、二叉树、Comparator

时间:2022-06-27 05:27:02



为什么出现集合类?

面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式,所以为了方便对多个对象的操作,就对对象进行存储,集合就是存储对象最常用的一种方式。

数组和集合类同是容器,有何不同?

数组虽然也可以存储对象,但长度是固定的,集合长度是可变的,数组中可以存储基本数据类型,集合只能存储对象

集合类的特点

集合只用于存储对象,集合长度是可变的,集合可以存储不同类型的对象。

collection 中有两个常见的接口,如一个是

List 另一个是Set

List中有ArrayList,LinkedList,Vector

Set中有HashSet,还有一个是TreeSet

为什么会出现这么多的容器呢?

因为每一个容器对数据的存储方式不同,这个存储方式称之为:数据结构。





collection共性。

remove()删除

clear()清空

retainAll()去交集,只会保留相同的元素

Iterator:接口型引用,只会指向自己的子类对象



什么是迭代器?

其实就是集合的取出元素

直接操作元素,在集合中内部最方便。所以就定义了一个内部类。

一般都会进行判断,有,就取。 

就会取出方式定义在集合的内部

这样取出方式就可以直接访问集合内容的元素,那么取出方式就被定义成了内部类,而每一个容器的数据结构不同,所以取出的动作细节也不一样,但是都有共性内容,判断与取出,那么就可以将写共性抽取。

那么这些内部类都符合一个规则,该规则是Iterator,如何获取集合的取出对象呢?

通过一个对外提供的方法,Iterator()

相当于电玩城的抓娃娃的夹子,这个迭代器,它是被封装成内部,对外有一个接口

容器是一个事物,内部还有一个事物,这个事物就是内部类。

看看下面

for(Iterator it=al.Iterator();it.hasNext();){

sop(it.next());

}

这个里面的Iterator it是一个局部变量。用完之后就可能释放。避免了对象留在内存在。



Collection

---|list:

-----| ArrayList:底层的数据结构使用的是数组结构,特点:查询速度很快。但是增删稍慢,构造一个初始量为10的空列表。

-----|LinkedList:底层使用的链表数据结构。特点:增删速度很快,查询稍慢。

-----|Vector:底层是数组数据结构。线程同步,被ArrayList替代了。

Vector和ArrayList都是初始量为10,如果超过长度,就会进行延长,vector会延长到20,ArrayList只会延长到15,所以更节省空间。

元素是有序的,元素可以重复,因为该集合体系有索引。可以在指定的位置插入索引号。带脚标的,都是特有方法。它可以改变一个位置上的元素。

增:add(index element);

addAll(intdex,collection);

删:remove

改:set(index,element)

查:get(index)

subList(from,to)

listIterator()

Set:元素是无序,元素不可重复。



不能对一种元素即执行集合操作,又执行迭代器操作。这样会暴出ConcurrentModificationException



List集合特有的迭代器,ListIterator是Iterator的子接口。

在迭代时,不可以通过集合对象的方法操作集合中的元素。因为会发生ConcurrentModificationException异常。

所以在迭代器时,只能用迭代器的放过操作元素。可是Iterator方法有限的,只能元素进行判断,取出,删除的操作。如果想要其他的操作的添加,修改等,就需要其子接口。ListIterator.

该接口只能通过List集合的listIterator来获取



Vector支持枚举。而Iterator没有。

枚举就是Vector特有的取出方式,发现枚举和迭代器很像,其实枚举和迭代是一样的。

因为枚举的名称以及方法的名称都过长

所以被迭代器取代了。

枚举郁郁而终了



Linklist的特有用法:

getFirst();

getLast();//获取元素,但不删除元素

addFirst();//添加元素

addLast();

removeLast();//删除元素

removeFirst();





JDK 1.6:

pollFirst() 

          获取并移除此列表的第一个元素;如果此列表为空,则返回 null。 

pollLast() 

          获取并移除此列表的最后一个元素;如果此列表为空,则返回 null。 

peekFirst() 

          获取但不移除此列表的第一个元素;如果此列表为空,则返回 null。 

peekLast() 

          获取但不移除此列表的最后一个元素;如果此列表为空,则返回 null。 

class LinkedListDemo{
	public static void main(){
		Linked link=new LinkedList();
		link.addList("java01");
		link.addlist("java02");

		while(!link.isEmpty()){
			sop(link.removeLast());
		}

	}
	public static void sop(Object object){
		System.out.println("obj");
	}

}

使用LinkedList模拟一个堆栈或者队列数据结构

堆栈:先进后出,如一个杯子。

队列:先进先出,如一个水管。

class Queue{
	private LinkedList link;
	Queue{
		link=new LinkedList();
	}
	public void myadd(Object obj){
		link.addFirst(obj);
	}
	public Object myGet(){
		return link.removeLast();
	}
	public boolean isNull(){
		return link.isEmpty();
	}

}

去除ArrayList中的重复元素:

classArraylistTest{
	public static void  main(){
		ArrayList a1=new ArrayList();
		a1.add("java01");
		a1.add("java01");
		a1.add("java01");
		a1.add("java01");
		a1.add("java01");

		sop(a1);
		a1=singleElement(a1);
		sop(a1);
	}

	public static ArrayList singleElement(ArrayList al){
		ArrayList newAl=new ArrayList();
		Iterator it=al.iterator();
		while(it.hasNext()){
			Object obj=it.next();
			if(newAl.contains(obj)){
				newAl.add(obj);
			}

		}
		return newAl;

	}
	public static void sop(Object object){
		System.out.println("obj");
	}

}
class Person{
	private String name;
	private int age;
	Person(String name,int age)
	{
		this.name=name;
		this.age=age;
	}
	public boolean equals(Object object){
		if(!obj instanceof Person)
			return false;
		Person p=(Person)Obj;
		return this.name.equals(p.name)&&this.age=p.age;

	}

	public String getName(){
		return name;
	}
	public int getAge(){
		return age;
	}

}
Class ArrayListTest2{
	public static void main(String[] args){
		ArrayList a1=new ArrayList();
		a1.add(new Person("lisi01,30"));

		Iterator it=al.iterator();
		while(it.hasNext()){
			//想用特有方法时,就要转型,因为迭代器不知道你是什么类型,只返回obj
			Object obj=it.next();
			Person p=(Person) obj;
			sop(it.next().getName()+"::"+it.next().getAge());
		}

	}

	public static ArrayList singleElement(ArrayList al){
		ArrayList newAl=new ArrayList();
		Iterator it=al.iterator();
		while(it.hasNext()){
			Object obj=it.next();
			if(newAl.contains(obj)){
				newAl.add(obj);
			}

		}
		return newAl;

	}
}

什么时候用linkedList,什么时候用ArrayList?

答:当操作的数据比较多时,并且元素中涉及到比较频繁的增删数据时,就会LinkedList.同时使用了增删,同时又用了查询,建议使用ArrayList.ArrayList比LinkedList更加常用。

小提示:很多底层都调用了equals,为什么?例,remove,这个里面,它是先进行判断,只要有判断的话就会有equals。只是我们看不到而已。ArrayList和LindList,无论是contains还是remove,都是依耐equals方法



Set:元素无序(存入的数据)

----|底层数据结构是哈希表



HashSet是如何保证元素唯一性的呢?

是通过元素的两个方法,hashcode和equals来完成。

如果元素Hashcode值不同,才会判断equals是否为true.

如果元素的HashCode值不同,才会判断equals是否为true.

如果元素的hashcode值不同,才会使用equals。



注意:对于判断元素是否存在,以及删除等操作,依赖的方法是元素HashCode和Equals方法。

set集合和collection是一致的

哈希表是按照哈希值来存的



要删除元素,要判断元素,都必须判断Hash值 。而去调用里面的equals方法。



没个字符串都有自己的哈希值 。我们可以写name.hasCode();这个方法

class HashSetDemo
{
	public static void sop(Object obj)
	{
		System.out.println(obj);
	}
	public static void main(String[] args)
	{

		HashSet hs = new HashSet();

		sop(hs.add("java01"));
		sop(hs.add("java01"));
		hs.add("java02");
		hs.add("java03");
		hs.add("java03");
		hs.add("java04");

		Iterator it = hs.iterator();

		while(it.hasNext())
		{
			sop(it.next());
		}
	}
}

Set:元素是无序,存入和取出的顺序不一定一致,元素不可以重复。

import java.util.*;

/*
往hashSet集合中存入自定对象
姓名和年龄相同为同一个人,重复元素。
*/
class HashSetTest
{
	public static void sop(Object obj)
	{
		System.out.println(obj);
	}
	public static void main(String[] args)
	{
		HashSet hs = new HashSet();

		hs.add(new Person("a1",11));
		hs.add(new Person("a2",12));
		hs.add(new Person("a3",13));
//		hs.add(new Person("a2",12));
//		hs.add(new Person("a4",14));

		//sop("a1:"+hs.contains(new Person("a2",12)));

//		hs.remove(new Person("a4",13));

		Iterator it = hs.iterator();

		while(it.hasNext())
		{
			Person p = (Person)it.next();
			sop(p.getName()+"::"+p.getAge());
		}
	}
}
class Person
{
	private String name;
	private int age;
	Person(String name,int age)
	{
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public int hashCode()
	{
		System.out.println(this.name+"....hashCode");
		return name.hashCode()+age*37;//这个地方37,只是在一个范围里面。与具体的值无关
	}

	public boolean equals(Object obj)//这个地方记复写,
	{

		if(!(obj instanceof Person))
			return false;

		Person p = (Person)obj;
		System.out.println(this.name+"...equals.."+p.name);

		return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;
	}

	public String getName()
	{
		return name;
	}
	public int getAge()
	{
		return age;
	}
}



保证元素的唯一性的原理:判断元素的HashCode的值是否相同,如果相同,还会继续判断元素的Equals方法。是否为true.

----|TreeSet:可以对Set集合的元素进行排序。按anscII值小的在前。底层数据结构是二叉树,保证元素唯一性的依据是CompareTo 方法return 0;与hash值没有任何关系。对元素进行修改,删除,查找都是使用CompareTO





TreeSet排序中第一种方式,让元素自身具备比较性。元素需要实现Compareable接口,覆盖CompareTo方法。这种方法也称为元素的自然排序。或者叫做默认排序。

第二种排序方式:当元素自身不具备比较性时,或者具备的比较性不是所需要的,这时就需要让集合自身具备比较性。在集合初始化时,就有了比较方式。

TreeSet(Comparator<? super E> comparator) 

          构造一个新的空 TreeSet,它根据指定比较器进行排序。

当两种排序都存在时,以比较器为主,定义一个类,实现Comparator接口,覆盖compare方法。接口就是对外提供的公共扩展。

 

需求:

往Treeset集合中存储自定义对象学生

想按照学生的年龄进行排序。

记住:排序时,当主要条件相同时,一定要判断下次要条件进行排序

ClassCastException类型转换异常

Class TreeSetDemo(){
	public static void main(){
		TreeSet ts=new TreeSet();
		ts.add(new Student("liuhan",22));
		ts.add(new Student("diudan",24));//这个学生对象不具有比较性//找一个接口去实现它,实现了就具有比较性
		Iterator it=ts.Iterator();
		while(it.hasNext()){
			System.out.println(it.next());
		}
	}
}
Class Student implements Comparable{//该接口强制学生具有比较性
	private String name;
	private int age;
	Student (String name,int age){
		this.name=name;
		this.age=age;
	}
	public int CompareTo(){
		if(!(obj instanceof Student))
		throw new RuntimeException("不是学生对象");
		Student s=(Student)Obj;
		System.out.println(this.name+"...Compare to"+s.name);
		if(this.age>s.age)//此对象与参数对象进行比较
		return 1;
		if(this.age==s.age)
		{
			this.name.compareTo(s.name);//如果年龄相同,就按照字符串排序
		}
	//当主要条件相同时,就按次要条件排序。
		return 0;
		return -1;
	}
	public String getName(){
		return name;
	}
	public String getAge(){
		return age;
	}
}
class MyCompare implements Comparator{
	public int compare(Object o1,Object o2){
		Student s1=(Student)o1;
		Student s2=(Student)o2;

		int num=s1.getName().compareTo(s2.getName());
		if(num==0){
			return s1.getAge()-s2.getAge();
			//对象封装,调用CompareTo
			return new Integar(s1.getAge()).compareTo(new Integer(s2.getAge()));
		}

		return num;
	}
}



练习:

按照字符串长度排序

字符串本身具备比较性。但是它的技术并不是我们所需要的。这时我们只能使用比较器

import java.util.*;
class  TreeSetTest
{
	public static void main(String[] args)
	{
		TreeSet ts = new TreeSet(new StrLenComparator());

		ts.add("abcd");
		ts.add("cc");
		ts.add("cba");
		ts.add("aaa");
		ts.add("z");
		ts.add("hahaha");

		Iterator it = ts.iterator();

		while(it.hasNext())
		{
			System.out.println(it.next());
		}
	}
}

class StrLenComparator implements Comparator
{
	public int compare(Object o1,Object o2)
	{
		String s1 = (String)o1;
		String s2 = (String)o2;

		/*
		if(s1.length()>s2.length())
			return 1;
		if(s1.length()==s2.length())
			return 0;
			*/

		int num = new Integer(s1.length()).compareTo(new Integer(s2.length()));
		if(num==0)
			return s1.compareTo(s2);

		return num;
	}
}