概述
需求1：20个学员。用Student描述，创建Student对象。
既然对象很多先进行存储---数组。
Student[] stus = new Student[20];
需求2：又来来了一个新学员。
原来的容器用不了。数组的长度是固定的。
解决：
创建一个新数组，将原来数组中的元素复制到新数组中。
麻烦。Java中提供解决问题的对象---->集合。
当数据多了需要存储，需要容器，而数据的个数不确定，无法使用数组，这时可以使用Java中另一个容器--集合。
集合和数组的区别？
数组的长度是固定的。
集合的长度是可变的。
数组中存储的是同一类型的元素，可以存储基本数据类型值。
集合存储的都是对象。而且对象的类型可以不一致。
什么时候使用集合呢？
当对象多的时候，先进行存储。
JDK最早的1.0版本中。提供的集合容器很少。
到了1.2版，为了更多的需求，出现了集合框架。有了更多的容器。
完成不同的需求。
这些容器怎么区分？区分的方式：每一个容器的数据结构不一样。
数据存储到的一种方式。
不断的向上抽取过程中，出现体现，形成了集合框架。
最顶层：Collection接口。
学习体系：看顶层，用底层。
了解顶层Collection：
一个容器：添加，删除，获取等功能。
Collection:
|--List:有序的，带索引的，通过索引就可以精确的操作集合中的元素，元素是可以重复的。
List提供了增删改查动作
增加add(element) add(index,element) ;
删除remove(element) remove(index);
修改set(index,element);
查询get(index);
|--Vector：可以增长的数组结构。同步的。效率非常低。已被ArrayList替代。
|--ArrayList：是数组结构，长度是可变的（原理是创建新数组+复制数组），查询速度很快，增删较慢，不同步的。
|--LinkedList：是链表结构，不同步的，增删速度很快，查询速度较慢。
可用于实现堆栈，队列。
堆栈：先进后出 First in Last Out FILO 手枪弹夹。
队列：先进先出 First in First Out FIFO 排队买票。
List可以存储重复元素的，如果需求中要求容器中的元素必须保证唯一性。
|--Set:不包含重复元素的集合，不保证顺序。而且方法和Collection一致。Set集合取出元素的方式只有一种：迭代器。
|--HashSet:哈希表结构，不同步，保证元素唯一性的方式依赖于：hashCode(),equals()方法。查询速度快。
|--TreeSet:可以对Set集合中的元素进行排序。使用的是二叉树结构。如何保证元素唯一性的呢？
使用的对象比较方法的结果是否为0，是0，视为相同元素不存。
元素的排序比较有两种方式：
1，元素自身具备自然排序，其实就是实现了Comparable接口重写了compareTo方法。
如果元素自身不具备自然排序，或者具备的自然排序不是所需要的，这时只能用第二种方式。
2，比较器排序，其实就是在创建TreeSet集合时，在构造函数中指定具体的比较方式。
需要定义一个类实现Comparator接口，重写compare方法。
到此为止：再往集合中存储对象时，通常该对象都需要覆盖hashCode，equals，
同时实现Comparale接口，建立对象的自然排序。通常还有一个方法也会复写toString();
看集合对象的小技巧：★★★★★★
集合分体系。List Set
子类对象的后缀名是所属体系，前缀名是数据结构名称。
List：新出的子类都是以List结尾的，通常都是非同步的。
|--ArrayList ：看到array，就知道数组，查询速度快。
|--LinkedList：看到link，就知道链表，增删速度快。
Set:
|--HashSet:看到hash，就知道哈希表，查询速度更快，并想到元素唯一，通过hashCode(),equals方法保证唯一性。
|--TreeSet:看到tree，就知道二叉树，可以排序，排序想到Comparable-compareTo Comparator--compare方法。
Collection的基本方法了解
public static void main(String[] args) {
// Collection coll = new ArrayList();//目前演示Collection的方法，不关系子类对象的类型是什么。
// collectionDemo(coll);
Collection c1 = new ArrayList();
Collection c2 = new ArrayList();
collectionDemo2(c1, c2);
}
// 演示Collection中带all方法 。
public static void collectionDemo2(Collection c1,Collection c2){
//1,给两个集合添加元素。
c1.add("abc1");
c1.add("abc2");
c1.add("abc3");
c2.add("abc1");
c2.add("abc4");
c2.add("abc5");
//添加所有c2的元素到c1中。
// c1.addAll(c2);
// boolean b = c1.containsAll(c2);
// System.out.println("b="+b);
//删除c1中所有和c2相同的元素。
// c1.removeAll(c2);
//保留了c1中和c2相同的元素。
c1.retainAll(c2);
//打印。
System.out.println("c1="+c1);
}
// 演示Collection中常见的一般方法。
public static void collectionDemo(Collection coll) {
//1,往集合中添加对象元素。add(Object);
coll.add("itcast1");
coll.add("itcast2");
coll.add("itcast3");
//2,删除。
// coll.remove("itcast2");
//3,判断是否包含。
System.out.println(coll.contains("itcast11"));
//4,清除。
coll.clear();
//把集合打印一下。
System.out.println(coll);//[itcast1, itcast2, itcast3]
}
Iterator-迭代
集合取元素，无论是什么数据结构，最终共性的取出方式，一个一个取，取之前先判断。有，取一个。没有，结束。这种取出的共性方式：迭代。
public static void main(String[] args) {
Collection coll = new ArrayList();
/*//2.获取容器的迭代器对象。通过iterator方法。
Iterator it = coll.iterator();
//3,使用具体的迭代器对象获取集合中的元素。参阅迭代器的方法
while(it.hasNext()){
System.out.println(it.next());
}*/
// System.out.println(it.next());//java.util.NoSuchElementException没有这个元素异常。
/*
* 细节。
* 1，集合中存储其实都是对象的地址。
* 2，集合中可以存储基本数值吗？不行，但是jdk1.5以后可以这么写，但是存储的还是对象(基本数据类型包装类对象)。
* 3，存储时提升了Object。取出时要使用元素的特有内容，必须向下转型。
*/
//coll存储元素。
// coll.add("abc1");//存储的是对象的引用。
// coll.add(3);//coll.add(Integer.valueOf(3));//自动装箱。
coll.add("itcast1");//Object obj = "itcast1";提升为了Object。
coll.add("hehe");//
coll.add("nba");
for (Iterator it = coll.iterator(); it.hasNext();) {
Object object = it.next();//取出来的都是Object。需要使用元素的特有方法时需要向下转型。
String str = (String)object;
System.out.println(str.length());
}
}
往集合中存储自定义的对象。
public static void main(String[] args) {
/*
* 往集合中存储自定义的对象。
*/
//1,创建集合对象。
Collection coll = new ArrayList();
//2,添加具体的学生元素
Student stu = new Student("lisi1",21);
coll.add(stu);
coll.add(stu);
coll.add(new Student("lisi2",22));
coll.add(new Student("lisi3",23));
coll.add(new Student("lisi3",23));
/*
* 什么是重复呢?都是有判断依据的。
* 依据都是通过方法来完成的。
*
*/
for (Iterator it = coll.iterator(); it.hasNext();) {
Student student = (Student) it.next();
System.out.println(student.getName());
}
}
集合中的重复概念
什么是重复呢?都是有判断依据的。
依据都是通过方法来完成的。
public class Student {
private String name;
private int age;
public Student() {
super();
}
public Student(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
/**
* 建立学生对象判断相同的依据。覆盖equals方法，只要同姓名同年龄就是同一人。视为重复元素。
* @return
*/
public String getName() {
return name;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if(this== obj)
return true;
if(!(obj instanceof Student)){
throw new ClassCastException("类型错误");
}
Student stu = (Student)obj;
return this.name.equals(stu.name) && this.age == stu.age;
}
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 + "]";
}
}
List接口
public static void main(String[] args) {
/*
* 使用List，解决，插入元素的问题。因为add方法追加。
* List接口的特有方法，全都是围绕索引来定义的。
*
* List获取元素的方式有两种：一种是迭代，一种 遍历+get
*
* List接口是支持对元素进行curd增删改查动作的。
*
*/
List list = new ArrayList();
//1,添加元素。
list.add(new Student("wangcai1",21));
list.add(new Student("wangcai2",22));
list.add(new Student("wangcai3",23));
//2,插入元素。
// list.add(1, new Student("xiaoqiang",25));
//3,删除元素。
// list.remove(2);//IndexOutOfBoundsException
//3,修改元素。
list.set(1, new Student("xiaoming",11));
// Object obj = list.get(1);
// System.out.println(obj);
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.println("get("+i+"):"+list.get(i));
}
// for (Iterator it = list.iterator(); it.hasNext();) {
// Student stu = (Student) it.next();
// System.out.println(stu);
// }
}
迭代期间修改List
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
list.add("itcast1");
list.add("itcast2");
list.add("itcast3");
list.add("itcast4");
/*
* 获取集合中的元素。
* 如果集合中有元素等于 itcast2.那么就插入一个新的元素，java。
*
* 引发了java.util.ConcurrentModificationException
* 在迭代过程中，使用了集合的方法对元素进行操作。导致迭代器并不知道集合中的变化，容易引发数据的不确定性。
*
* 解决:在迭代时，不要使用集合的方法操作元素。
* 那么想要在迭代时对元素操作咋办？可以使用迭代器的方法操作。
* 可是很遗憾：迭代器的方式只有 hasNext() ,next(),remove();
* Iterator有一个子接口ListIterator可以完成该问题的解决。如何获取该子接口对象呢？
* 通过List接口中的listIterator()就可以获取，
* 记住：该列表迭代器只有List接口有。而且这个迭代器可以完成在迭代过程中的增删改查动作。
*
*
*/
// Iterator it = list.iterator();
// 获取列表迭代其对象
ListIterator it = list.listIterator();
while(it.hasNext()){
Object obj = it.next();
if("itcast2".equals(obj)){
// list.add("java");
// it.add("java"); // itcast1 itcast2 java itcast3 itcast4
it.set("java");// itcast1 java itcast3 itcast4
}
}
System.out.println(list);
}
用LinkedList模拟一个队列数据结构
public class LinkedListTest {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
/*
* 面试题：用LinkedList模拟一个堆栈或者队列数据结构。
* 创建一个堆栈或者队列数据结构对象，该对象中使用LinkedList来完成的。
*
* 自定义堆栈结构。作业。
*/
//创建一个队列对象。
Queue queue = new Queue();
//往队列中添加元素。
queue.myAdd("itcast1");
queue.myAdd("itcast2");
queue.myAdd("itcast3");
queue.myAdd("itcast4");
while(!queue.isNull()){
System.out.println(queue.myGet());
}
}
}
/**
* 定义一个队列数据结构。Queue
*/
class Queue{
//封装了一个链表数据结构。
private LinkedList link;
/*
* 队列初始化时，对链表对象初始化。
*/
Queue(){
link = new LinkedList();
}
/**
* 队列的添加元素功能。
*/
public void myAdd(Object obj){
//内部使用的就是链表的方法。
link.addFirst(obj);
}
/**
* 队列的获取方法。
*/
public Object myGet(){
return link.removeLast();
}
/**
* 判断队列中元素是否空，没有元素就为true。
*/
public boolean isNull(){
return link.isEmpty();
}
}
哈希存储结构原理图解
哈希存储结构原理图解
HashSet为什么自定义对象没有保证唯一性
public static void main(String[] args) {
Set set = new HashSet();
/*
// 去除了字符串中的重复元素。
set.add("nba");
set.add("java");
set.add("haha");
set.add("itcast");
set.add("haha");
set.add("java");
set.add("java");
set.add("java");
set.add("itcast");*/
/*
*
* 为什么学生对象没有保证唯一性呢？
* 通过对哈希表的分析。
* 存储元素时，先调用了元素对象的hashCode()方法，而每个学生对象都是新建立的对象，
* 所以hashCode值都不相同，也就不需要判断equals了。
* 想要按照需求同姓名同年龄来保证学生对象的唯一性咋办？
* 不能使用Object中hashCode方法，需要重新定义hashCode的算法内容。
* 简单说：重写hashCode方法。
*/
set.add(new Student("lisi1",21));
set.add(new Student("lisi2",22));
set.add(new Student("lisi1",21));
set.add(new Student("lisi2",22));
set.add(new Student("lisi1",21));
"abc1".hashCode();
for (Iterator it = set.iterator(); it.hasNext();) {
System.out.println(it.next());
}
}
HashSet保证自定义对象唯一性
重写自定义对象equals方法和hashCode方法
public class Student implements Comparable {
private String name;
private int age;
public Student() {
super();
}
public Student(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
/**
* 重写hashCode方法，建立Student对象的hash值算法内容。 通过学生对象特有数据姓名和年龄值来算出hash值。
*/
@Override
public int hashCode() {
final int NUMBER = 24;
return name.hashCode() + age * NUMBER;// 乘以24(随意)为了尽量保证hash值不同
// return 1;
}
/**
* 重写了equals方法，建立Student对象判断相同的依据。
*/
@Override
public boolean equals(Object obj) {
System.out.println("equals");
if (this == obj)
return true;
if (!(obj instanceof Student)) {
throw new ClassCastException();
}
Student stu = (Student) obj;
return this.name.equals(stu.name) && this.age == stu.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 + "]";
}
/**
* 重写compareTo方法，建立学生的自然排序(对象的默认排序方式)。
* 按照学生年龄排序。
*/
@Override
public int compareTo(Object o) {
if(!(o instanceof Student)){
throw new ClassCastException();
}
Student stu = (Student)o;
// if(this.age>stu.age)
// return 1;
// if(this.age<stu.age)
// return -1;
/*
* 注意：在比较时，必须明确主次。主要条件相同，继续比较次要条件。
*/
int temp = this.age - stu.age;
return temp==0?this.name.compareTo(stu.name):temp;
}
}
TreeSet自然排序存储自定义对象
TreeSet存储自定义对象使用元素的自然顺序对元素进行排序
必须实现Comparable接口。
public class Student implements Comparable {
private String name;
private int age;
public Student() {
super();
}
public Student(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
/**
* 重写hashCode方法，建立Student对象的hash值算法内容。 通过学生对象特有数据姓名和年龄值来算出hash值。
*/
@Override
public int hashCode() {
final int NUMBER = 24;
return name.hashCode() + age * NUMBER;// 乘以24(随意)为了尽量保证hash值不同
// return 1;
}
/**
* 重写了equals方法，建立Student对象判断相同的依据。
*/
@Override
public boolean equals(Object obj) {
System.out.println("equals");
if (this == obj)
return true;
if (!(obj instanceof Student)) {
throw new ClassCastException();
}
Student stu = (Student) obj;
return this.name.equals(stu.name) && this.age == stu.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 + "]";
}
/**
* 重写compareTo方法，建立学生的自然排序(对象的默认排序方式)。
* 按照学生年龄排序。
*/
@Override
public int compareTo(Object o) {
if(!(o instanceof Student)){
throw new ClassCastException();
}
Student stu = (Student)o;
// if(this.age>stu.age)
// return 1;
// if(this.age<stu.age)
// return -1;
/*
* 注意：在比较时，必须明确主次。主要条件相同，继续比较次要条件。
*/
int temp = this.age - stu.age;
return temp==0?this.name.compareTo(stu.name):temp;
}
}
public static void main(String[] args) {
//演示TreeSet,
Set set = new TreeSet();
/*
set.add("nba");
set.add("abc");
set.add("java");
set.add("aaa");
*/
/*
* TreeSet的add方法内部最终实现：
* 需要将元素转成Comparable类型，为什么？因为这个类型具备排序的能力。
* 这个类型中有一个专门为排序提供了一个compareTo方法。
* 如果要让学生具备比较排序的功能，需要让学生扩展功能，实现Comparable接口。
*/
set.add(new Student("lisi6",21));
set.add(new Student("lisi8",22));
set.add(new Student("lisi5",25));
set.add(new Student("lisi3",23));
set.add(new Student("lisi7",20));
for (Iterator it = set.iterator(); it.hasNext();) {
System.out.println(it.next());
}
}
TreeSet比较器排序存储自定义对象
其实就是在创建TreeSet集合时，在构造函数中指定具体的比较方式。
需要定义一个类实现Comparator接口，重写compare方法。
public class ComparatorByName implements Comparator {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
//1,因为要比较的是学生对象的姓名。所以向下转型成Student对象。
Student s1 = (Student)o1;
Student s2 = (Student)o2;
//先比较姓名。
int temp = s1.getName().compareTo(s2.getName());
//如果姓名相同，再比较年龄。
return temp==0? s1.getAge()-s2.getAge():temp;
}
}
public static void main(String[] args) {
//在创建TreeSet集合对象时明确比较器。
Set set = new TreeSet(new ComparatorByName());
/*
* 想要按照学生的姓名排序，说明学生中的自然排序不是所需要的。
* 这时只能使用比较器。ComparatorByName。
*/
set.add(new Student("lisi6",21));
set.add(new Student("lisi8",22));
set.add(new Student("lisi5",25));
set.add(new Student("lisi3",23));
set.add(new Student("lisi7",20));
for (Iterator it = set.iterator(); it.hasNext();) {
System.out.println(it.next());
}
}
TreeSet的二叉树数据结构
如果需要排序就用TreeSet
TreeSet的二叉树数据结构
