第48節：Java當中的集合框架

摘要： Java當中的集合框架 01 在我們班裡有 50 位同學，就有 50 位物件。 // 簡書作者：達叔小生 Student[] stus = new Student[20]; 結果來了一位插班生，該同學因為覺得學 IT 行業好，才要求老師轉專業的。可以結果沒有多餘...

Java當中的集合框架

01

在我們班裡有 50 位同學，就有 50 位物件。

// 簡書作者：達叔小生
Student[] stus = new Student[20];

結果來了一位插班生，該同學因為覺得學 IT 行業好，才要求老師轉專業的。可以結果沒有多餘的空位了，數組裡的長度都是安排好的，沒有空間了。

為了解決新同學的問題，老師們重新建立一個空間（ 重複建立一個新的陣列 ），為了能夠更好的解決問題，老師提供了可以不斷擴大空間（ Java提供了集合，當資料多了，個數不穩定時，可以用集合 ）。

在 Java 中，陣列的長度是不可以改變的，在陣列中儲存的是同種型別的元素，可以儲存基本資料型別值；但是集合的長度是可以改變的，儲存的是物件，物件的型別可以不一樣，集合是儲存物件的，當資料多，即物件多的時候，可以用集合來儲存。

雖然陣列和集合類都是容器

為什麼用集合來解決問題，陣列難道就不可以嗎？

陣列也可以儲存物件的，但是因為長度的固定，限制了陣列，而集合的長度是可以改變的， 在陣列中可以用來儲存基本資料型別，而在集合中只能用來儲存物件，但是可以存的物件可以是不同型別的物件哦~

陣列可以存放基本資料型別和物件

集合只能存放物件

在 Java 語言這種面嚮物件語言中， 對一切事物的體現都可以用物件的形式來表現 ，為了對物件進行方便的操作， Java 就提供了集合這個名詞，用來儲存物件一種方式。

02

類集合框架主體

集合框架的構成及分類

// 簡書作者：達叔小生
java.util
類 Vector<E>
java.lang.Object
 -> java.util.AbstractCollection<E>
-> java.util.AbstractList<E>
-> java.util.Vector<E>

// 簡書作者：達叔小生
public class Vector<E>
extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess,Cloneable,Serializable

類集框架，那麼什麼是類集框架，集合的種類有哪些，類集框架的基礎結構。

類集框架是一組類和介面的集合，位於java.util包當中，是用來使用者儲存和管理物件的， 在這個類集合框架中，我們主要學習的為三大類，分別是集合，列表和對映。

集合，列表，對映

類集合框架是 jdk 提供的一類類和介面，主要掌握集合，列表，對映， 集合是無序的，集合中的元素不允許是重複的，列表是有序的，列表中的元素是允許重複的，對映是以鍵值對的方式來儲存資料，鍵是不可重複的，值是可以重複的。

其實在 jdk 最早的時候 jdk1.0 版的時候，提供的集合是很少的，但是隨著發展，到 jdk1.2 的時候就變多了，為了營造更多的需求，就有了集合框架。

所以的根介面為 Collection.

// 簡書作者：達叔小生
// 集合框架體系
Iterator
 ->Collection
 -> Map

// 簡書作者：達叔小生
Collection
 -> Set 無序不重複 -> 無序HashSet，需要排序TreeSet
 -> List 有序可重複 -> 查，改ArrayList，增刪LinkedList

Map
 -> 無序 HashMap
 -> 排序 TreeMap

03

頂級Iterator和Collection

Collection 的相關方法，可以去官方下載文件來看哦：

方法	說明
add(E e)	返回的是 boolean 的型別，確保 collection 包含指定的元素
addAll(Collection<? extends E> e)	返回的是 boolean 的型別，將指定 collection 中的所有元素新增到 collection 中
clear()	返回 Void ，移除此 collection 中的所有元素
contains(Object o)	返回 boolean 型別，如果此 collection 包含指定的元素，則返回 true
containsAll(Collection<?> c)	返回 boolean 型別，如果此 collection 包含指定 collection 中的所有元素，則返回 true
equals(Object o)	返回 boolean 型別，比較 collection 與指定物件是否相等
hashCode()	返回的是 int 型別，返回此 collection 的雜湊碼值
isEmpty()	返回 boolean 型別，如果此 collection 不包含元素，則返回 true
iterator()	返回 Iterater<E> ，返回在此 collection 的元素上進行迭代的迭代器
size()	返回 Int 型別，返回此 collection 中的元素數

Collection 介面：它定義了集合體系中最共性的功能

// 簡書作者：達叔小生
java.util
介面 Collection<E>
所有超級介面：
Iterable<E>

// 簡書作者：達叔小生
public interface Collection<E>
extends Iterable<E>

Collection 介面為層次結構中的根介面，由上方提供的圖片得知， Collection 表示為一組物件，這些物件稱為 Collection 的元素，在這個類集合框架中，我們主要學習的為三大類，分別是集合，列表和對映。

注意一些 collection 允許有重複的元素，有的不允許，有的是有序的，有的是無序的。

這些都跟三大類有關。

在 java 中， jdk 不提供 Collection 介面的實現，都是由它的子介面進行實現的。

Collection是List和Set的父類

List 和 Set 也都是由再次向下，由它們的子類介面實現的。

// 簡書作者：達叔小生
Set 和 HashSet 為Set的實現類 使用
Iterator -> Collection -> Set -> HashSet
Iterator -> Collection -> List -> ArrayList

來解釋：一些 collection 允許有重複的元素，有的不允許，有的是有序的，有的是無序的。是因為資料結構的不同。為 -> 三大類集合，列表，對映

出現了集合框架，有了很多種容器可以完成很多需求，我們區分容器是 靠著每個容器的資料結構不同 ，去命名瞭解的。

04

三大類集合，列表，對映

Set 為集合，在集合中的物件是不按照順序排列的，並且是沒有重複的物件的。

簡單為：無序，無重複。

List 為列表，中在列表中的物件是由順序的排序的，並且是有重複的物件。

簡單為：有序，有重複。

Map 為對映，在集合中的每個元素都有一個鍵物件和一個值物件，在 Map 中鍵是不可以重複的，值是可以重複的。

鍵不可重複，值可以重複；

Set 為無序集合，無序無重複；

List 為有序集合，有序有重複；

Map 為對映，儲存鍵值對，鍵不可重複，值可以重複；

05

Collection 是所有集合類的根介面，有人問那麼這個呢？

Collections ，其實這個是集合操作的工具類。

// 簡書作者：達叔小生
Collection
 -> Set
-> HashSet
-> LinkedHashSet
-> TreeSet

 -> List
-> ArrayList
-> Vector
-> LinkedList

 -> Queue
-> LinkedList
-> PriorityQueue

 -> Map
-> Hashtable
-> HashMap
-> TreeMap
-> LinkedHashMap

// 簡書作者：達叔小生
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

public class Demo{
 public static void main(String args[]){
 // 建立列表的實現類物件
ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<String>();
 // 新增資料
 arrayList.add("a");
 arrayList.add("b");
 arrayList.add("c");
// 移除
 arrayList.remove(1);
 // 獲取資料
 String s = arrayList.get(1);
 System.out.println(s);
 // 獲取長度
 int a = arrayList.size();
 // 列印所有元素
 for(int i=0; i<arrayList.size(); i++){
String s = arrayList.get(i);
System.out.println(s);
 }
 }
}

Set 和 HashSet 為 Set 的實現類 使用

// 簡書作者：達叔小生
import java.util.Set;
import java.util.HashSet;
public class Demo{
 public static void main(String args[]){
HashSet<String> hashSet = new HashSet<String>();
 Set<String> set = hashSet;
 // 實現類向上轉型為介面
 // 同理 Set<String> set = new HashSet<String>();
 // 新增元素
 set.add("a"); 
 set.add("b");
 set.add("c");
 set.add("d");
 // 獲取集合中的元素長度
 int a = set.size();
 }
}

Iterator 介面 迭代器物件

迭代是 Java 中的用來表示取元素的名稱而已， Iterator 介面 迭代器物件用來取元素，無論是什麼資料結構，最終共性的取出方式，取值是一個一個取的，在之前先要判斷是否有值，如果有就取一個，如果沒有就 over ，不取。

// 簡書作者：達叔小生
Iterator - > Collection -> Set - > HashSet
hasNext() next()
it.hasNext() 是否還有元素
it.next() 取出元素

Iterator -> Collection -> List -> ArrayList

Set 和 HashSet 為Set的實現類 使用

// 簡書作者：達叔小生
hasNext() 判斷是否還有下一個元素
next() 取出這個元素，然後把遊標移動到下一位

Iterator -> Collection -> Set -> HashSet

// 簡書作者：達叔小生
import java.util.Set;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
public class Demo{
 public static void main(String args[]){
HashSet<String> hashSet = new HashSet<String>();
 Set<String> set = hashSet;
 // 實現類向上轉型為介面
 // 同理 Set<String> set = new HashSet<String>();
 // 新增元素
 set.add("a"); 
 set.add("b");
 set.add("c");
 set.add("d");
 // 迭代器 iterator() 遍歷整個set
// 通過迭代器取出集合中的物件
 Iterator<String> it = set.iterator<String>();
 while(it.hasNext){
String s = it.next();
System.out.println(s);
 }
 }
}

Iterator 迭代器 iterator()

// 簡書作者：達叔小生
Iterator<E> iterator()
// 返回在此collection的元素上的迭代效果。

迭代器的方法

方法	說明
hasNext()	返回 boolean 型別，如果有元素可以迭代（取出），則返回 true
next()	返回 E ，返回迭代的下一個元素
remove()	返回 void ，從迭代器中移除迭代器返回的最後一個元素

java.util.NoSuchElementException 沒有這個元素異常

it.next()

// 簡書作者：達叔小生
public class IteratorDemo{
 public static void mian(String[] args){
// 建立集合物件
Collection collection= new ArrayList();
 // 儲存的是物件的引用
 // 集合儲存不了基本資料型別
 // collection.add(12); == 內部效果 collection.add(Integer.valueOf(12); // 自動裝箱
 // 即在jdk1.5後，儲存的是基本資料型別包裝類的物件
collection.add("ab");
collection.add("bbb");
collection.add("cbbb");
collection.add("dbbbb");
// 獲取迭代器 iterator()方法
Iterator it = collection.iterator();
while(it.hasNext(){
System.out.println(it.next());
}
// 
//可以轉變為
// for(Iterator it = collection.iterator(); it.hasNext(); ) {}
//
// 每個儲存物件的長度
for(Iterator it = collection.iterator(); it.hasNext(); ){
// 取出物件
Object object = it.next();
// 向下轉型，才能使用元素的特殊方法
String str = (String)object;
// 列印物件長度
System.out.println(str.length());
} 
 }
}

// 簡書作者：達叔小生
// 可以使用這個，節省記憶體
for(java.util.Iterator iterator = collection.iterator(){
 Object object = (Object) iterator.next();
}

06

// 簡書作者：達叔小生
// 建立一個Student類
public class Student{
 // 定義私有的String變數 name
 private String name;
 // 定義私有的int變數 age
 private int age;
 // 建立建構函式
 public Student(){
super();
 }
 public Student(String name, int age){
super();
this.name = name;
this.age = age;
 }
 // 建立toString()方法
 @Override
 public String toString(){
return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
 }
 // 建立getXxx()，setXXX()方法
 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;
 }
 // equals();
 @Override
 public boolean equals(Object obj){
if(this == obj){
return; 
}
if(! (obj instanceof Student) ){
throw new ClassCastException("型別錯誤");
}
Student stu = (Student)obj;
return this.name.equals(stu.name) && this.age == stu.age;
 }
}

equals() 方法

// 簡書作者：達叔小生
public class CollectionDemo {
 public static void main(String[] args){
// 建立集合物件
 Collection collection = new ArrayList();
 // 新增元素 新增一個地址兩次為重複
 Student stu = new Student( "a",12 );
 collection.add( stu );
 collection.add( new Student("b",13) );
 collection.add( new Student("c",14) );
 collection.add( new Student("d",15) );
 for(Iterator it = collection.iterator(); it.hasNext(); ){
Student student = (Student) it.next();
System.out.println(student.getName());
 }
 }
}

Map 與 HashMap(Map的實現類) 的使用

Map 為對映，對映中的每個元素都有一個鍵物件和一個值物件，在 Map 中鍵是不可以重複的，值是可以重複的。從 jdk1.2 有了這個類。

// 簡書作者：達叔小生
java.util
Interface Map<K,V>
K - the type of keys maintained by this map
V - the type of mapped values

Map 是一種物件，將 keys 鍵和 values 值建立起一種對映關係，一個 map 不能有重複的 keys ，每個 key 只能唯一對映到一個值。

// 簡書作者：達叔小生
import java.util.Map;
import java.util.HahMap;
public class Demo{
 public static void main(String args[]){
HashMap<String,String> hasMap = newHashMap<String,String>();
Map<String,String> map = hasMap;
 // 向上轉型
 // 同理 Map<Stirng,String> map = new HashMap<String,String>();
 // put() 用來存放鍵值對
 map.put("1","a");
 map.put("2","b");
 map.put("3","c");
// 獲取長度
 int i = map.size();
// 獲取鍵為2的值
 String s = map.get("2");
 }
}

在 Map 中鍵是不可以重複的，值是可以重複的。如果 map 中新增一樣的鍵，那麼新的值會覆蓋老的值。

Collection

// 簡書作者：達叔小生
public interface List<E>
extends Collection<E>

// 簡書作者：達叔小生
java.util
介面 List<E>
所有超級介面：Collection<E>，Iterable<E>
所有已知實現類：AbstractList，AbstractSequentialList，ArrayList，AttributeList，CopyOnWriteArrayList，LinkedList，RoleList，Vector，Stack。
可以用 ArrayList

public interface List<E> extends Collection<E>

// 簡書作者：達叔小生
public class ListDemo{
 public static void main(String[] args){
// List
List list = new ArrayList();
 // 新增元素
 list.add( new Student("a",12) );
 list.add( new Student("b",13) );
 list.add( new Student("c",14) );
 // 插入元素
 // list.add( 1, new Student("d",15) );
 // list.remove(44); 
 // 角標越界IndexOutOfBoundsException)
 // list.set( 2, new Student("dashucoding", 16) );
 // 迴圈出物件
 for(Iterator it = List.iterator(); it.hasNext(); ){
Student stu = (Student) it.next();
System.out.println(stu);
 }
 // 獲取物件
 Object obj = list.get(1);
 System.out.println(obj);
 // 獲取物件
 for(int i = 0; i<list.size(); i++){
System.out.println(list.get(i));
 }
}

往後餘生，唯獨有你

簡書作者：達叔小生

90後帥氣小夥，良好的開發習慣；獨立思考的能力；主動並且善於溝通

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