java基本知识（三）

集合
JDK类库提供了Java集合，所有Java集合类都位于java.util包中。与Java数组不同，Java集合中不能存放基本类型数据，而只能存放对象的引用。出于表达上的便利，下面把“集合中的对象的引用”简称为“集合中的对象”。

Java中集合主要分为三种类型：

1. Set : 无序，并且没有重复对象。

2. List: 有序(放入的先后的次序), 可重复。

3. Map : 集合中的每一个元素包含一对键对象和值对象，集合中没有重复的键对象，值对象可以重复。

一、 Collection和Iterator接口

在Collection接口中声明了适用于Set和List的通用方法：

boolean add(Object o) : 向集合中加入一个对象的引用；

void clear() : 删除集合中的所有对象引用，即不再持有这些对象的引用；

boolean contains(Object o) : 判断在集合中是否持有特定对象的引用；

boolean isEmpty() : 判断集合是否为空；

Iterator iterator() : 返回一个Iterator对象，可用它来遍历集合中的元素；

boolean remove(Object o) : 从集合中删除一个对象的引用；

int size() : 返回集合中元素的数目；

Object[] toAttray() : 返回一个数组，该数组包含集合中的所有元素；

Iterator接口隐藏底层集合的数据结构，向客户程序提供了遍历各种类型的集合的统一方法。Iterator接口中声明方法：

hasNext() : 判断集合中的元素是否遍历完毕，如没有，就返回true;

next() : 返回下一个元素；

remove() : 从集合中删除上一个由next()方法返回的元素；

二、 Set

最简单的一种集合，集合中的对象无序、不能重复。主要实现类包括：

1. HashSet : 按照哈希算法来存取集合中的对象，存取速度比较快；

2. LinkedHashSet: HashSet子类，不仅实现Hash算法，还实现链表数据结构，链表数据结构能提高插入和删除元素的性能；

3. TreeSet : 实现SortedSet接口，具有排序功能；

一般用法：Set集合中存放的是对象的引用，并且没有重复对象。

当一个新的对象加入到Set集合中时，Set的add方法是如何判断这个对象是否已经存在于集合中的呢？它遍历既存对象，通过equals方法比较新对象和既存对象是否有相等的。

boolean isExist = false;
Iterator it = set.iterator();
while(it.hasNext()) {
String oldStr = it.next();
if(newStr.equals(oldStr)) {
isExists = true;
break;
}
}

举例：

Set set = new HashSet();
String s1 = new String("hello");
String s2 = new String("hello");
set.add(s1);
set.add(s2);
System.out.println(set.size()); //集合中对象数目为1;

1 HashSet

按照哈希算法来存取集合中的对象，存取速度比较快。当向集合中加入一个对象时，HashSet会调用对象hashCode()方法来获得哈希码，然后根据这个哈希码进一步计算出对象在集合中的存放位置。在Object类中定义了hashCode()方法和equals()方法，Object类的equals()方法按照内存地址比较对象是否相等，因此如果object.equals(object2)为true, 则表明object1变量和object2变量实际上引用同一个对象，那么object1和object2的哈希码也肯定相同。 为了保证HashSet能正常工作，
要求当两年对象用equals()方法比较的结果为true时，它们的哈希码也相等。如果用户定义的Customer类覆盖了Object类的equals()方法，但是没有覆盖Object类的hashCode()方法，就会导致当customer1.equals(customer2)为true时，而customer1和customer2的哈希码不一定一样，这会使HashSet无法正常工作。

public class Customer {
private String name;
private int age;

public Customer(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}

public String getName() {
return name;
}

public int getAge() {
return age;
}

public boolean equals(Object o) {
if(this==o) return true;
if(!(o instanceof Customer)) return false;
Customer other = (Customer)o;

if(this.name.equals(other.getName()) && this.age.equals(other.getAge()){
return true;
else
return false;
}
}

以下程序向HashSet中加入两个Customer对象。

Set set = new HashSet();
Customer customer1 = new Customer("Tom", 15);
Customer customer2 = new Customer("Tom", 15);
set.add(customer1);
set.add(customer2);
System.out.println(set.size());         //打印出 2

出现以上原因在于customer1和customer2的哈希码不一样，因此为两为customer对象计算出不同的位置，于是把它们放到集中中的不同的地方。应加入以下hashCode()方法:

public int hashCode() {
int result;
result = (name==null?0:name.hashCode());
result = 29*result + age;
return result;
}

2) TreeSet

TreeSet实现了SortedSet接口，能够对集合中的对象进行排序。当TreeSet向集合中加入一个对象时，会把它插入到有序的对象序列中。那么TreeSet是如何对对象进行排序的呢？TreeSet支持两种排序方式：自然排序和客户化排序。默认情况下TreeSet采用的是自然排序方式：

a. 自然排序

在JDK类库中， 有一部分类实现了Comparable接口，如Integer、Double和String等。Comparable接口有一个compareTo(Object o)方法，它返回整数类型。对于x.comapreTo(y), 如

返回0, 表明 x和y相等

返回值大于0, 表明 x>y

返回值小于0, 表明 x<y

TreeSet调用对象的compareTo()方法比较集合中对象的大小，然后进行升序排序，这种排序方式称为自然排序。

JDK类库中实现了Comparable接口的一些类的排序方式：

Byte, Short, Integer, Long, Double, Float : 按数字大小排序；

Character : 按字符的Unicode值的数字大小排序；

String : 按字符串中字符的Unicode值排序；

使用自然排序， TreeSet中只能加入相同类型对象，且这些对象必须实现了Comparable接口。否则会抛出ClassCastException异常。当修改了对象的属性后， TreeSet不会重新排序。最适合TreeSet排序的是不可变类(它们的对象的属性不能修改)。

b. 客户化排序

除了自然排序外， TreeSet还支持客户化排序。java.util.Comparator接口提供了具体的排序方法， 它有一个compare(Object x, Object y)方法，用于比较两个对象的大小， 当compare(x,y)：

返回0, 表明 x和y相等

返回值大于0, 表明 x>y

返回值小于0, 表明 x<y

如果希望TreeSet按照Customer对象的name属性进行降序排列，可以先创建一个实现Comparator接口类 CustomerComparator, 参见：

import java.util.*;
public class CustomerComparator implements Comparator {
public int compare(Object o1, Object o2) {
Customer c1 = (Customer)o1;
Customer c2 = (Customer)o2;
if(c1.getName().compareTo(c2.getName())>0) return -1;
if(c1.getName().compareTo(c2.getName())<0) return 1;
<span style="white-space:pre">	</span>     return 0;
}
public static void main(String[] args) {
Set set = new TreeSet(new CustomerComparator());
Customer customer1 = new Customer("Tom",15);
Customer customer3 = new Customer("Jack",16);
Customer customer2 = new Customer("Mike",26);
set.add(customer1);
set.add(customer2);
set.add(customer3);
Iterator it = set.iterator();

while(it.hasNext()) {
Customer customer = it.next();
System.out.println(customer.getName() + " " + customer.getAge());
}
}
}

打印输出：

Tom 15

Mike 26

Jack 16

三、List

主要特征是其元素以线性方式存储，集合中允许存放重复对象。主要实现类包括：

1. ArrayList: 代表长度可变的数组。允许对元素进行快速的随机访问，但是向ArrayList中插入与删除元素的速度较慢；

2. LinkedList: 在实现中采用链表结构。对顺序访问进行了优化，向List中插入和删除元素的速度较快，随机访问速度则相对较慢。随机访问是指检索位于特定索引位置的元素。

遍历方式：

a.list.get(i);//通过索引检索对象

b.Iteratoor it = list.iterator();

it.next();

四、Map

Map是一种把键对象和值对象进行映射的集合，它的每一个元素都包含一对键对象和值对象。向Map集合中加入元素时，必须提供一对键对象和值对象，从Map集合中检索元素时，只要给出键对象，就会返回对应的值对象。

map.put("2", "Tuesday");
map.put("3", "Wednsday");
map.put("4", "Thursday");
String day = map.get("2");    //day的值为"Tuesday"

Map集合中的键对象不允许重复，如以相同的键对象加入多个值对象，第一次加入的值对象将被覆盖。对于值对象则没有唯一性的要求，可以将任意多个键对象映射到同一个值对象上。

map.put("1", "Mon");
map.put("1", "Monday");      //"1"此时对应"Monday"
map.put("one", "Monday");    //"one"此时对应"Monday"

Map有两种比较常见的实现：

1) HashMap

按哈希算法来存取键对象，有很好的存取性能，为了保证HashMap能正常工作，和HashSet一样，要求当两个键对象通过equals()方法比较为true时，这两个键对象的hashCode()方法返回的哈希码也一样。

2) TreeMap

实现了SortedMap接口，能对键对象进行排序。和TreeSet一样，TreeMap也支持自然排序和客户化排序两种方式。

Map map = new TreeMap();
map.put("1", "Monday");
map.put("3", "Wednsday");
map.put("4", "Thursday");
map.put("2", "Tuesday");

Set keys = map.keySet();
Iterator it = keys.iterator();
while(it.hasNext()) {
String key = (String)it.next();
String value= (String)map.get(key);
System.out.println(key + " " + value);
}

打印输出：

1 Monday

2 Tuesday

3 Wednsday

4 Thursday

介绍遍历map的四种方法：

第一种方法（常用的一种，和上例一样）：

for (String key : map.keySet()) {

System.out.println("key= "+ key + " and value= " + map.get(key));

}

第二种方法：

Iterator<Map.Entry<String, String>> it = map.entrySet().iterator();

while (it.hasNext()) {

Map.Entry<String, String> entry = it.next();

System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());

}

第三种方法（二三两种方法原理相同）：

for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {

System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());

}

第四种方法（不常用）：

for (String v : map.values()) {

System.out.println("value= " + v);

}