【由淺入深理解java集合】(一)——集合框架 Collction、Map
本篇文章主要對java集合的框架進行介紹,使大家對java集合的整體框架有個了解。具體介紹了Collection接口,Map接口以及Collection接口的三個子接口Set,List,Queue。
Java集合類簡介:
Java集合大致可以分為Set、List、Queue和Map四種體系,其中Set代表無序、不可重復的集合;List代表有序、重復的集合;而Map則代表具有映射關系的集合,Java 5 又增加了Queue體系集合,代表一種隊列集合實現。
Java集合就像一種容器,可以把多個對象(實際上是對象的引用,但習慣上都稱對象)“丟進”該容器中。從Java 5 增加了泛型以後,Java集合可以記住容器中對象的數據類型,使得編碼更加簡潔、健壯。
Java集合和數組的區別:
1.數組長度在初始化時指定,意味著只能保存定長的數據。而集合可以保存數量不確定的數據。同時可以保存具有映射關系的數據(即關聯數組,鍵值對 key-value)。
2.數組元素即可以是基本類型的值,也可以是對象。集合裏只能保存對象(實際上只是保存對象的引用變量),基本數據類型的變量要轉換成對應的包裝類才能放入集合類中。
Java集合類之間的繼承關系:
Java的集合類主要由兩個接口派生而出:Collection和Map,Collection和Map是Java集合框架的根接口。
圖中,ArrayList,HashSet,LinkedList,TreeSet是我們經常會有用到的已實現的集合類。
Map實現類用於保存具有映射關系的數據。Map保存的每項數據都是key-value對,也就是由key和value兩個值組成。Map裏的key是不可重復的,key用戶標識集合裏的每項數據。
圖中,HashMap,TreeMap是我們經常會用到的集合類。
Collection接口:
簡介
Collection接口是Set,Queue,List的父接口。Collection接口中定義了多種方法可供其子類進行實現,以實現數據操作。由於方法比較多,就偷個懶,直接把JDK文檔上的內容搬過來。
接口中定義的方法
可以看出Collection用法有:添加元素,刪除元素,返回Collection集合的個數以及清空集合等。
其中重點介紹iterator()方法,該方法的返回值是Iterator<E>。
使用Iterator遍歷集合元素
Iterator接口經常被稱作叠代器,它是Collection接口的父接口。但Iterator主要用於遍歷集合中的元素。
Iterator接口中主要定義了2個方法:
下面程序簡單示範了通過Iterator對象逐個獲取元素的邏輯。
1 public class IteratorExample { 2 public static void main(String[] args){ 3 //創建集合,添加元素 4 Collection<Day> days = new ArrayList<Day>(); 5 for(int i =0;i<10;i++){ 6 Day day = new Day(i,i*60,i*3600); 7 days.add(day); 8 } 9 //獲取days集合的叠代器 10 Iterator<Day> iterator = days.iterator(); 11 while(iterator.hasNext()){//判斷是否有下一個元素 12 Day next = iterator.next();//取出該元素 13 //逐個遍歷,取得元素後進行後續操作 14 ..... 15 } 16 } 17 18 }
註意:當使用Iterator對集合元素進行叠代時,Iterator並不是把集合元素本身傳給了叠代變量,而是把集合元素的值傳給了叠代變量(就如同參數傳遞是值傳遞,基本數據類型傳遞的是值,引用類型傳遞的僅僅是對象的引用變量),所以修改叠代變量的值對集合元素本身沒有任何影響。
下面的程序演示了這一點:
1 public class IteratorExample { 2 public static void main(String[] args){ 3 List<String> list =Arrays.asList("java語言","C語言","C++語言"); 4 Iterator<String> iterator = list.iterator(); 5 while(iterator.hasNext()){ 6 String next = iterator.next();//集合元素的值傳給了叠代變量,僅僅傳遞了對象引用。保存的僅僅是指向對象內存空間的地址 7 next ="修改後的"; 8 System.out.println(next); 9 10 } 11 System.out.println(list); 12 } 13 14 }
輸出結果如下:
修改後的 修改後的 修改後的 [java語言, C語言, C++語言]
下面具體介紹Collection接口的三個子接口Set,List,Queue。
Set集合
簡介
Set集合與Collection集合基本相同,沒有提供任何額外的方法。實際上Set就是Collection,只是行為略有不同(Set不允許包含重復元素)。
Set集合不允許包含相同的元素,如果試圖把兩個相同的元素加入同一個Set集合中,則添加操作失敗,add()方法返回false,且新元素不會被加入。
List集合
簡介
List集合代表一個元素有序、可重復的集合,集合中每個元素都有其對應的順序索引。List集合允許使用重復元素,可以通過索引來訪問指定位置的集合元素 。List集合默認按元素的添加順序設置元素的索引,例如第一個添加的元素索引為0,第二個添加的元素索引為1......
List作為Collection接口的子接口,可以使用Collection接口裏的全部方法。而且由於List是有序集合,因此List集合裏增加了一些根據索引來操作集合元素的方法。
接口中定義的方法
void add(int index, Object element): 在列表的指定位置插入指定元素(可選操作)。
**boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) : ** 將集合c 中的所有元素都插入到列表中的指定位置index處。
Object get(index):返回列表中指定位置的元素。
int indexOf(Object o): 返回此列表中第一次出現的指定元素的索引;如果此列表不包含該元素,則返回 -1。
int lastIndexOf(Object o):返回此列表中最後出現的指定元素的索引;如果列表不包含此元素,則返回 -1。
**Object remove(int index): ** 移除列表中指定位置的元素。
Object set(int index, Object element):用指定元素替換列表中指定位置的元素。
**List subList(int fromIndex, int toIndex): **返回列表中指定的 fromIndex(包括 )和 toIndex(不包括)之間的所有集合元素組成的子集。
Object[] toArray(): 返回按適當順序包含列表中的所有元素的數組(從第一個元素到最後一個元素)。
除此之外,Java 8還為List接口添加了如下兩個默認方法。
void replaceAll(UnaryOperator operator):根據operator指定的計算規則重新設置List集合的所有元素。
void sort(Comparator c):根據Comparator參數對List集合的元素排序。
Queue集合
簡介
Queue用戶模擬隊列這種數據結構,隊列通常是指“先進先出”(FIFO,first-in-first-out)的容器。隊列的頭部是在隊列中存放時間最長的元素,隊列的尾部是保存在隊列中存放時間最短的元素。新元素插入(offer)到隊列的尾部,訪問元素(poll)操作會返回隊列頭部的元素。通常,隊列不允許隨機訪問隊列中的元素。
接口中定義的方法
Map集合
簡介
Map用戶保存具有映射關系的數據,因此Map集合裏保存著兩組數,一組值用戶保存Map裏的key,另一組值用戶保存Map裏的value,key和value都可以是任何引用類型的數據。Map的key不允許重復,即同一個Map對象的任何兩個key通過equals方法比較總是返回false。
如下圖所描述,key和value之間存在單向一對一關系,即通過指定的key,總能找到唯一的、確定的value。從Map中取出數據時,只要給出指定的key,就可以取出對應的value。
Map集合與Set集合、List集合的關系
1.與Set集合的關系
如果 把Map裏的所有key放在一起看,它們就組成了一個Set集合(所有的key沒有順序,key與key之間不能重復),實際上Map確實包含了一個keySet()方法,用戶返回Map裏所有key組成的Set集合。
2.與List集合的關系
如果把Map裏的所有value放在一起來看,它們又非常類似於一個List:元素與元素之間可以重復,每個元素可以根據索引來查找,只是Map中索引不再使用整數值,而是以另外一個對象作為索引。
接口中定義的方法
Map中還包括一個內部類Entry,該類封裝了一個key-value對。Entry包含如下三個方法:
Map集合最典型的用法就是成對地添加、刪除key-value對,然後就是判斷該Map中是否包含指定key,是否包含指定value,也可以通過Map提供的keySet()方法獲取所有key組成的集合,然後使用foreach循環來遍歷Map的所有key,根據key即可遍歷所有的value。下面程序代碼示範Map的一些基本功能:
1 public class MapTest { 2 public static void main(String[] args){ 3 Day day1 = new Day(1, 2, 3); 4 Day day2 = new Day(2, 3, 4); 5 Map<String,Day> map = new HashMap<String,Day>(); 6 //成對放入key-value對 7 map.put("第一個", day1); 8 map.put("第二個", day2); 9 //判斷是否包含指定的key 10 System.out.println(map.containsKey("第一個")); 11 //判斷是否包含指定的value 12 System.out.println(map.containsValue(day1)); 13 //循環遍歷 14 //1.獲得Map中所有key組成的set集合 15 Set<String> keySet = map.keySet(); 16 //2.使用foreach進行遍歷 17 for (String key : keySet) { 18 //根據key獲得指定的value 19 System.out.println(map.get(key)); 20 } 21 //根據key來移除key-value對 22 map.remove("第一個"); 23 System.out.println(map); 24 } 25 26 }
輸出結果:
true true Day [hour=2, minute=3, second=4] Day [hour=1, minute=2, second=3] {第二個=Day [hour=2, minute=3, second=4]}
以上就java集合框架的概括內容,通過這篇文章可以了解java集合中錯中復雜的關系,同時掌握一些基本的概念以及對集合的操作方法。
後續文章將對java集合中的具體實現類進行深入了解。有興趣的話可以觀看後續內容,進一步了解java集合內容。
由淺入深理解java集合(二)——集合 Set
由淺入深理解java集合(三)——集合 List
由淺入深理解java集合(四)——集合 Queue
由淺入深理解java集合(五)——集合 Map
由淺入深理解java集合(六)——集合增刪改查的細節、性能及選擇推薦(待更新)
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【由淺入深理解java集合】(一)——集合框架 Collction、Map