Java集合框架（上）

Java中集合类的概念：

是一种工具类，就像是容器，储存任意数量的具有共同属性的对象。

集合的作用：

在类的内部，对数据进行组织。

简单而快速地搜索大数量的条目。

有的集合接口，提供了一系列排列有序的元素，并且可以在序列中间快速快速的插入或删除有关元素。

有的集合接口，提供了映射的关系，可以通过关键字（key）快速查找到对应的唯一对象，而这个关键字可以是任意类型。

为什么选择集合，而不是数组？

数组的长度是固定的，而集合的长度是可变的

数组只能通过数组下标去访问，且下标数据类型固定，只能是整型，很多情况下我们不知道数组元素的具体位置，因此只能一个个遍历去查找，这种情况当数组很庞大的时候程序非常耗时。而有的集合可以通过任意类型的关键字查找所映射的具体对象。

Java集合框架体系结构



对于Collection，最上层是父接口，二层是父接口下的子接口，三层是子接口对应的实现类。

对于Map，其最常用的实现类的HashMap；Map中有内部类Entry，翻译成键值对；一个Key（任意类型）对应一个Value（任意类型）正是Entry类的一个实例。

List集合中的元素是有序并且可以重复的。

Set集合中的元素是无序的，不可重复的。

实例演练：

学生选课功能实现：

选择课程（往集合中添加元素）

删除所选的某门课程（删除集合中的元素）

查看所选课程

修改所选课程

课程类（Course.java）:

package com.imooc.collection;

public class Course {

public String id;
public String name;

public Course(String id, String name) {
super();
this.id = id;
this.name = name;
}
}

学生类（Student.java）：

package com.imooc.collection;

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class Student {

public String id;
public String name;

public Set<Course> courses;

public Student(String id, String name) {
super();
this.id = id;
this.name = name;
this.courses = new HashSet<Course>();
}
}

ArrayList增删改查（ListTest.java）：

package com.imooc.collection;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class ListTest {

/*List中的元素是有序并且可以重复的*/
public List CoursesToSelect;

public ListTest(){
//注意List是个接口，不能直接将其实例化
this.CoursesToSelect = new ArrayList();
}

public void TestAdd(){

/*---普通add测试---*/
Course cr1 = new Course("1","数据结构");
CoursesToSelect.add(cr1);

/*---指定位置add测试，下挤---*/
Course cr2 = new Course("2","常用算法");
CoursesToSelect.add(0, cr2);//添加到第一个位置，会将原有的挤下去。

/*---越界add测试---*/
//Course cr3 = new Course("3","JAVA");
//CoursesToSelect.add(3, cr3);
/*
* 注意！！
* 0，1，2均不报错
* 3报错：java.lang.IndexOutOfBoundsException  下标越界
* */

/*---普通组合add添加---*/
Course[] courseList = {new Course("3","Javaweb"),new Course("4","数据库")};
CoursesToSelect.addAll(Arrays.asList(courseList));

/*---指定位置组合add添加---*/
Course[] courseList2 = {new Course("5","高等数学"),new Course("6","计算机网络")};
CoursesToSelect.addAll(2,Arrays.asList(courseList2));
}

public void testQueryAll(){  //查看全部元素
System.out.println("普通遍历List");
for(int i=0;i<CoursesToSelect.size();i++){
/*对象存入集合都变成Object类型，取出时需要类型转换*/
Course tempCourse = (Course) CoursesToSelect.get(i);
System.out.println("课程"+(i+1)+":"+tempCourse.name+" 课程id:"+tempCourse.id);
}
}

public void testIterator(){  //通过迭代器遍历List

System.out.println("通过迭代器遍历List");
//迭代器是用来遍历集合中的元素的，本身不具备任何存储元素的功能；依赖于某个集合存在，本身不能独立存在
//迭代器本身是个接口，通过集合的iterator()方法，取得迭代器的实例
Iterator it = CoursesToSelect.iterator();
while(it.hasNext()){
Course cr = (Course) it.next();
System.out.println("课程:"+cr.name+" 课程id:"+cr.id);
}
}

public void testForEach(){  //通过foreach遍历List

System.out.println("通过foreach遍历List");
for(Object obj:CoursesToSelect){
Course cr = (Course)obj;
System.out.println("课程:"+cr.name+" 课程id:"+cr.id);
}
}

public void testModify(){  //修改
CoursesToSelect.set(0, new Course("100","Spring"));
}

public void testRemove(){  //删除，记住每删除一次，元素都会上移

CoursesToSelect.remove(1);//删除的第一种方式

/*在上面删除位置1的元素后，后面的元素会整体上移，位置1又有了新元素，所以下面的语句是删除现在位置2的新元素*/
Course cr = (Course) CoursesToSelect.get(2);   //删除的第二种方式
CoursesToSelect.remove(cr);

Course[] courseList =
{(Course) CoursesToSelect.get(1),
(Course) CoursesToSelect.get(2),
(Course) CoursesToSelect.get(3)};
CoursesToSelect.removeAll(Arrays.asList(courseList));   //删除的第三种方式，removeAll

}

public static void main(String[] args){

ListTest lt = new ListTest();
lt.TestAdd();
lt.testQueryAll();
lt.testIterator();
lt.testModify();  //修改课程
lt.testRemove();  //删除课程
lt.testForEach();
}
}

运行结果：

普通遍历List

课程1:常用算法 课程id:2

课程2:数据结构 课程id:1

课程3:高等数学 课程id:5

课程4:计算机网络 课程id:6

课程5:Javaweb 课程id:3

课程6:数据库 课程id:4

通过迭代器遍历List

课程:常用算法 课程id:2

课程:数据结构 课程id:1

课程:高等数学 课程id:5

课程:计算机网络 课程id:6

课程:Javaweb 课程id:3

课程:数据库 课程id:4

通过foreach遍历List

课程:Spring 课程id:100

ArrayList泛型管理集合元素（TestGeneric.java）：

package com.imooc.collection;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class TestGeneric {
//规定当前List只能存放Course类型的元素，否则编译器会报错
//若无泛型，添加了其他奇怪的元素编译器不会报错，但是运行时就会报错
public List<Course> courses;
public TestGeneric(){
this.courses = new ArrayList<Course>();
}

public void testAdd(){
Course cr1 = new Course("1","数据结构");
courses.add(cr1);
}

public void testForEach(){
for(Course course:courses){  //不需要再强制类型转换，直接取元素出来使用
System.out.println("课程："+course.name);
}
}
public static void main(String[] args){
TestGeneric tg = new TestGeneric();
tg.testAdd();
tg.testForEach();
}

//指定泛型的List还可以存放指定泛型元素实例的子类元素实例
//泛型不能是基本类型数据，例如int，char等
//泛型必须是引用类型的数据，可以使用包装类对基本数据类型进行装箱然后再使用泛型
}

运行结果：

课程：数据结构

Set集合的基本用法(SetTest.java):

package com.imooc.collection;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;

public class SetTest {

public List<Course> CoursesToSelect;
public SetTest(){
this.CoursesToSelect = new ArrayList<Course>();
}

public void TestAdd(){

Course cr1 = new Course("1","数据结构");
CoursesToSelect.add(cr1);

Course cr2 = new Course("2","常用算法");
CoursesToSelect.add(0, cr2);

Course[] courseList = {new Course("3","Javaweb"),new Course("4","数据库")};
CoursesToSelect.addAll(Arrays.asList(courseList));

Course[] courseList2 = {new Course("5","高等数学"),new Course("6","计算机网络")};
CoursesToSelect.addAll(2,Arrays.asList(courseList2));
}

public void testForEach(){
for(Course course:CoursesToSelect){
System.out.println("课程:"+course.name+" 课程id:"+course.id);
}
}

public static void main(String[] args){
SetTest st = new SetTest();
st.TestAdd();
st.testForEach();

//创建一个学生对象
Student stu1= new Student("1","小明");
System.out.println("欢迎"+stu1.name+"选课！");

Scanner sc = new Scanner(System.in);
for(int i=0;i<3;i++){

System.out.println("请输入课程ID");
String courseId = sc.next();

for(Course course:st.CoursesToSelect){
if(course.id.equals(courseId)){  //字符串是对象,其equals()方法比较的是实际内容！
stu1.courses.add(course);
}
}
}

st.testForEachForSet(stu1);
}

public void testForEachForSet(Student stu){

//打印输出学生所选的课程
//遍历Set中的元素只能用foreach或是iterator，不能想List那样用get(index)，因为Set是无序的。
//Set中的元素是不可重复的，重复的添加Set只会保存一个该对象（的引用）
//Set是可以添加空对象的，null
//Set没有提供像List那样的set()方法，因为Set集合是无序的
System.out.println("共选择了"+stu.courses.size()+"门课程");
for(Course course:stu.courses){
System.out.println(stu.name+"选择了"+course.name+" 课程id:"+course.id);
}
//没有介绍的关于Set的remove(),size()等方法，大致跟List一样
}
}

运行结果：

课程:常用算法 课程id:2

课程:数据结构 课程id:1

课程:高等数学 课程id:5

课程:计算机网络 课程id:6

课程:Javaweb 课程id:3

课程:数据库 课程id:4

欢迎小明选课！

请输入课程ID

4

请输入课程ID

4

请输入课程ID

6

共选择了2门课程

小明选择了计算机网络 课程id:6

小明选择了数据库 课程id:4