集合框架-Map集合

* Map集合和Collection集合的区别?
* Map集合存储元素是成对出现的,Map集合的键是唯一的,值是可重复的。可以把这个理解为:夫妻对
* Collection集合存储元素是单独出现的,Collection的儿子List是可重复的,Set是唯一的。可以把这个理解为:光棍(11.11)

* 注意:
* Map集合的数据结构值针对键有效,跟值无关
* HashMap,TreeMap等会讲。
* Collection集合的数据结构是针对元素有效

* Map集合的功能概述:
* 1:添加功能
*    V put(K key,V value):添加元素。这个其实还有另一个功能?先不告诉你,等会讲
*       如果键是第一次存储,就直接存储元素,返回null
*       如果键不是第一次存在,就用值把以前的值替换掉,返回以前的值
* 2:删除功能
*    void clear():移除所有的键值对元素
*    V remove(Object key):根据键删除键值对元素,并把值返回
* 3:判断功能
*    boolean containsKey(Object key):判断集合是否包含指定的键
*    boolean containsValue(Object value):判断集合是否包含指定的值
*    boolean isEmpty():判断集合是否为空
* 4:获取功能
*    Set<Map.Entry<K,V>> entrySet():???
*    V get(Object key):根据键获取值
*    Set<K> keySet():获取集合中所有键的集合
*    Collection<V> values():获取集合中所有值的集合
* 5:长度功能
*    int size():返回集合中的键值对的对数

         // 创建集合对象
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); // 创建元素并添加元素
map.put("邓超", "孙俪");
map.put("黄晓明", "杨颖");
map.put("周杰伦", "蔡依林");
map.put("刘恺威", "杨幂"); // V get(Object key):根据键获取值
System.out.println("get:" + map.get("周杰伦"));
System.out.println("get:" + map.get("周杰")); // 返回null
System.out.println("----------------------"); // Set<K> keySet():获取集合中所有键的集合
Set<String> set = map.keySet();
for (String key : set) {
System.out.println(key);
}
System.out.println("----------------------"); // Collection<V> values():获取集合中所有值的集合
Collection<String> con = map.values();
for (String value : con) {
System.out.println(value);
}

* Map集合的遍历(方法一)。
*   A:获取所有的键
*    B:遍历键的集合,获取得到每一个键
*    C:根据键去找值

         // 创建集合对象
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); // 创建元素并添加到集合
map.put("杨过", "小龙女");
map.put("郭靖", "黄蓉");
map.put("杨康", "穆念慈");
map.put("陈玄风", "梅超风"); // 遍历
// 获取所有的键
Set<String> set = map.keySet();
// 遍历键的集合,获取得到每一个键
for (String key : set) {
// 根据键去找值
String value = map.get(key);
System.out.println(key + "---" + value);
}

* Map集合的遍历(方法二)。

*    A:获取所有键值对对象的集合
*    B:遍历键值对对象的集合,得到每一个键值对对象
*    C:根据键值对对象获取键和值

* 这里面最麻烦的就是键值对对象如何表示呢?
* 看看我们开始的一个方法:
* Set<Map.Entry<K,V>> entrySet():返回的是键值对对象的集合

         // 创建集合对象
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); // 创建元素并添加到集合
map.put("杨过", "小龙女");
map.put("郭靖", "黄蓉");
map.put("杨康", "穆念慈");
map.put("陈玄风", "梅超风"); // 获取所有键值对对象的集合
Set<Map.Entry<String, String>> set = map.entrySet();
// 遍历键值对对象的集合,得到每一个键值对对象
for (Map.Entry<String, String> me : set) {
// 根据键值对对象获取键和值
String key = me.getKey();
String value = me.getValue();
System.out.println(key + "---" + value);
}

Map集合遍历的两种方式图解:

集合框架-Map集合

* HashMap:是基于哈希表的Map接口实现。
* 哈希表的作用是用来保证键的唯一性的。

// 下面的写法是八进制,但是不能出现8以上的单个数据
// hm.put(003, "hello");
// hm.put(006, "hello");
// hm.put(007, "hello");
// hm.put(008, "hello");

//直接打印HashMap的对象名,仅仅是集合的元素的字符串表示。

* HashMap<Student,String>
* 键:Student
* 要求:如果两个对象的成员变量值都相同,则为同一个对象。
* 值:String

只需重写Student类的hashCode()和equals()方法。能够自动生成。

* LinkedHashMap:是Map接口的哈希表和链接列表实现,具有可预知的迭代顺序。
* 由哈希表保证键的唯一性
* 由链表保证键盘的有序(存储和取出的顺序一致)

* TreeMap:是基于红黑树的Map接口的实现。

举例:

         // 创建集合对象
TreeMap<Student, String> tm = new TreeMap<Student, String>(
new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student s1, Student s2) {
// 主要条件
int num = s1.getAge() - s2.getAge();
// 次要条件
int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(
s2.getName()) : num;
return num2;
}
});

Comparable和Comparator区别比较

  Comparable是排序接口,若一个类实现了Comparable接口,就意味着“该类支持排序”。而Comparator是比较器,我们若需要控制某个类的次序,可以建立一个“该类的比较器”来进行排序。

  Comparable相当于“内部比较器”,而Comparator相当于“外部比较器”。

  两种方法各有优劣, 用Comparable 简单, 只要实现Comparable 接口的对象直接就成为一个可以比较的对象,但是需要修改源代码。 用Comparator 的好处是不需要修改源代码, 而是另外实现一个比较器, 当某个自定义的对象需要作比较的时候,把比较器和对象一起传递过去就可以比大小了, 并且在Comparator 里面用户可以自己实现复杂的可以通用的逻辑,使其可以匹配一些比较简单的对象,那样就可以节省很多重复劳动了。

* 需求 :"aababcabcdabcde",获取字符串中每一个字母出现的次数要求结果:a(5)b(4)c(3)d(2)e(1)
*
* 分析:
*    A:定义一个字符串(可以改进为键盘录入)
*    B:定义一个TreeMap集合
*      键:Character
*      值:Integer
*    C:把字符串转换为字符数组
*    D:遍历字符数组,得到每一个字符
*    E:拿刚才得到的字符作为键到集合中去找值,看返回值
*      是null:说明该键不存在,就把该字符作为键,1作为值存储
*      不是null:说明该键存在,就把值加1,然后重写存储该键和值
*    F:定义字符串缓冲区变量
*    G:遍历集合,得到键和值,进行按照要求拼接
*    H:把字符串缓冲区转换为字符串输出
*
* 录入:linqingxia
* 结果:result:a(1)g(1)i(3)l(1)n(2)q(1)x(1)

         // 定义一个字符串(可以改进为键盘录入)
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入一个字符串:");
String line = sc.nextLine(); // 定义一个TreeMap集合
TreeMap<Character, Integer> tm = new TreeMap<Character, Integer>(); //把字符串转换为字符数组
char[] chs = line.toCharArray(); //遍历字符数组,得到每一个字符
for(char ch : chs){
//拿刚才得到的字符作为键到集合中去找值,看返回值
Integer i = tm.get(ch); //是null:说明该键不存在,就把该字符作为键,1作为值存储
if(i == null){
tm.put(ch, 1);
}else {
//不是null:说明该键存在,就把值加1,然后重写存储该键和值
i++;
tm.put(ch,i);
}
} //定义字符串缓冲区变量
StringBuilder sb= new StringBuilder(); //遍历集合,得到键和值,进行按照要求拼接
Set<Character> set = tm.keySet();
for(Character key : set){
Integer value = tm.get(key);
sb.append(key).append("(").append(value).append(")");
} //把字符串缓冲区转换为字符串输出
String result = sb.toString();
System.out.println("result:"+result);

* HashMap嵌套HashMap:

         // 创建集合对象
HashMap<String, HashMap<String, Integer>> czbkMap = new HashMap<String, HashMap<String, Integer>>(); // 创建基础班集合对象
HashMap<String, Integer> jcMap = new HashMap<String, Integer>();
// 添加元素
jcMap.put("陈玉楼", 20);
jcMap.put("高跃", 22);
// 把基础班添加到大集合
czbkMap.put("jc", jcMap); // 创建就业班集合对象
HashMap<String, Integer> jyMap = new HashMap<String, Integer>();
// 添加元素
jyMap.put("李杰", 21);
jyMap.put("曹石磊", 23);
// 把基础班添加到大集合
czbkMap.put("jy", jyMap); //遍历集合
Set<String> czbkMapSet = czbkMap.keySet();
for(String czbkMapKey : czbkMapSet){
System.out.println(czbkMapKey);
HashMap<String, Integer> czbkMapValue = czbkMap.get(czbkMapKey);
Set<String> czbkMapValueSet = czbkMapValue.keySet();
for(String czbkMapValueKey : czbkMapValueSet){
Integer czbkMapValueValue = czbkMapValue.get(czbkMapValueKey);
System.out.println("\t"+czbkMapValueKey+"---"+czbkMapValueValue);
}
}

ArrayList嵌套HashMap的遍历:

         for (HashMap<String, String> hm : array) {
Set<String> set = hm.keySet();
for (String key : set) {
String value = hm.get(key);
System.out.println(key + "---" + value);
}
}

HashMap嵌套HashMap嵌套ArrayList,三层嵌套举例:

         // 创建大集合
HashMap<String, HashMap<String, ArrayList<Student>>> czbkMap = new HashMap<String, HashMap<String, ArrayList<Student>>>(); // 北京校区数据
HashMap<String, ArrayList<Student>> bjCzbkMap = new HashMap<String, ArrayList<Student>>();
ArrayList<Student> array1 = new ArrayList<Student>();
Student s1 = new Student("林青霞", 27);
Student s2 = new Student("风清扬", 30);
array1.add(s1);
array1.add(s2);
ArrayList<Student> array2 = new ArrayList<Student>();
Student s3 = new Student("赵雅芝", 28);
Student s4 = new Student("武鑫", 29);
array2.add(s3);
array2.add(s4);
bjCzbkMap.put("基础班", array1);
bjCzbkMap.put("就业班", array2);
czbkMap.put("北京校区", bjCzbkMap); // 西安校区数据
HashMap<String, ArrayList<Student>> xaCzbkMap = new HashMap<String, ArrayList<Student>>();
ArrayList<Student> array3 = new ArrayList<Student>();
Student s5 = new Student("范冰冰", 27);
Student s6 = new Student("刘意", 30);
array3.add(s5);
array3.add(s6);
ArrayList<Student> array4 = new ArrayList<Student>();
Student s7 = new Student("李冰冰", 28);
Student s8 = new Student("张志豪", 29);
array4.add(s7);
array4.add(s8);
xaCzbkMap.put("基础班", array3);
xaCzbkMap.put("就业班", array4);
czbkMap.put("西安校区", xaCzbkMap); // 遍历集合
Set<String> czbkMapSet = czbkMap.keySet();
for (String czbkMapKey : czbkMapSet) {
System.out.println(czbkMapKey);
HashMap<String, ArrayList<Student>> czbkMapValue = czbkMap
.get(czbkMapKey);
Set<String> czbkMapValueSet = czbkMapValue.keySet();
for (String czbkMapValueKey : czbkMapValueSet) {
System.out.println("\t" + czbkMapValueKey);
ArrayList<Student> czbkMapValueValue = czbkMapValue
.get(czbkMapValueKey);
for (Student s : czbkMapValueValue) {
System.out.println("\t\t" + s.getName() + "---"
+ s.getAge());
}
}
}

* 1:Hashtable和HashMap的区别?
* Hashtable:线程安全,效率低。不允许null键和null值
* HashMap:线程不安全,效率高。允许null键和null值
*
* 2:List,Set,Map等接口是否都继承子Map接口?
* List,Set不是继承自Map接口,它们继承自Collection接口
* Map接口本身就是一个顶层接口

         Hashtable<String, String> hm = new Hashtable<String, String>();

         hm.put("it001", "hello");
// hm.put(null, "world"); //NullPointerException
// hm.put("java", null); // NullPointerException System.out.println(hm);

* Collections:是针对集合进行操作的工具类,都是静态方法。
*
* 面试题:
* Collection和Collections的区别?
* Collection:是单列集合的顶层接口,有子接口List和Set。
* Collections:是针对集合操作的工具类,有对集合进行排序和二分查找的方法
*
* 要知道的方法
* public static <T> void sort(List<T> list):排序 默认情况下是自然顺序。
* public static <T> int binarySearch(List<?> list,T key):二分查找
* public static <T> T max(Collection<?> coll):最大值
* public static void reverse(List<?> list):反转
* public static void shuffle(List<?> list):随机置换

Collections可以针对ArrayList存储基本包装类的元素排序,也可以对存储自定义对象排序。

方法一: 在对象类中重写compareTo()方法,实现Comparable接口:

public class Student implements Comparable<Student> {

    @Override
public int compareTo(Student s) {
int num = this.age - s.age;
int num2 = num == 0 ? this.name.compareTo(s.name) : num;
return num2;
}

方法二:在内部类中实现

         // 排序
// 自然排序
// Collections.sort(list);
// 比较器排序
// 如果同时有自然排序和比较器排序,以比较器排序为主
Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student s1, Student s2) {
int num = s2.getAge() - s1.getAge();
int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName())
: num;
return num2;
}
});

* 模拟斗地主洗牌和发牌

* 思路:
* A:创建一个HashMap集合
* B:创建一个ArrayList集合
* C:创建花色数组和点数数组
* D:从0开始往HashMap里面存储编号,并存储对应的牌
* 同时往ArrayList里面存储编号即可。
* E:洗牌(洗的是编号)
* F:发牌(发的也是编号,为了保证编号是排序的,就创建TreeSet集合接收)
* G:看牌(遍历TreeSet集合,获取编号,到HashMap集合找对应的牌)

模拟斗地主洗牌和发牌并对牌进行排序的原理图解:

集合框架-Map集合

代码:

 public class PokerDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个HashMap集合
HashMap<Integer, String> hm = new HashMap<Integer, String>(); // 创建一个ArrayList集合
ArrayList<Integer> array = new ArrayList<Integer>(); // 创建花色数组和点数数组
// 定义一个花色数组
String[] colors = { "♠", "♥", "♣", "♦" };
// 定义一个点数数组
String[] numbers = { "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10", "J", "Q",
"K", "A", "2", }; // 从0开始往HashMap里面存储编号,并存储对应的牌,同时往ArrayList里面存储编号即可。
int index = 0; for (String number : numbers) {
for (String color : colors) {
String poker = color.concat(number);
hm.put(index, poker);
array.add(index);
index++;
}
}
hm.put(index, "小王");
array.add(index);
index++;
hm.put(index, "大王");
array.add(index); // 洗牌(洗的是编号)
Collections.shuffle(array); // 发牌(发的也是编号,为了保证编号是排序的,就创建TreeSet集合接收)
TreeSet<Integer> fengQingYang = new TreeSet<Integer>();
TreeSet<Integer> linQingXia = new TreeSet<Integer>();
TreeSet<Integer> liuYi = new TreeSet<Integer>();
TreeSet<Integer> diPai = new TreeSet<Integer>(); for (int x = 0; x < array.size(); x++) {
if (x >= array.size() - 3) {
diPai.add(array.get(x));
} else if (x % 3 == 0) {
fengQingYang.add(array.get(x));
} else if (x % 3 == 1) {
linQingXia.add(array.get(x));
} else if (x % 3 == 2) {
liuYi.add(array.get(x));
}
} // 看牌(遍历TreeSet集合,获取编号,到HashMap集合找对应的牌)
lookPoker("风清扬", fengQingYang, hm);
lookPoker("林青霞", linQingXia, hm);
lookPoker("刘意", liuYi, hm);
lookPoker("底牌", diPai, hm);
} // 写看牌的功能
public static void lookPoker(String name, TreeSet<Integer> ts,
HashMap<Integer, String> hm) {
System.out.print(name + "的牌是:");
for (Integer key : ts) {
String value = hm.get(key);
System.out.print(value + " ");
}
System.out.println();
}
}

集合总结: 

Collection(单列集合)
  List(有序,可重复)

    ArrayList

      底层数据结构是数组,查询快,增删慢。线程不安全,效率高。

    Vector

      底层数据结构是数组,查询快,增删慢。线程安全,效率低。

    LinkedList

      底层数据结构是链表,查询慢,增删快。线程不安全,效率高。
  Set(无序,唯一)

    HashSet

      底层数据结构是哈希表,哈希表以来两个方法: hashCode()和equals()

      执行顺序:

        首先判断hashCode()值是否相同

          是:继续执行equals(),看其返回值是ture:说明元素重复,不添加;如果是false:就直接添加到集合

          否:就直接添加到集合

        最终:

          自动生成hashCode()和equals()即可

      LinkedHashSet

        底层数据结构由链表和哈希表组成,由链表保证元素有序,哈希表保证元素唯一。

    TreeSet

      底层数据结构是红黑树。(是一种自平衡的二叉树)

      如何保证元素的唯一性呢?

        根据元素的返回值是否是0来决定

      如何保证元素的排序呢?

        两种方式:

          自然排序(元素具备比较性)

            让元素所属的类实现Comparable接口

          比较器排序(集合具备比较性)

            让集合接受一个Comparator的实现类对象

Map(双列集合)

  A:Map集合的数据结构仅仅针对键有效,与值无关。

  B:存储的是键值对形式的元素,键唯一,值可重复。

  HashMap

      底层数据结构是哈希表。线程不安全,效率高。哈希表依赖两个方法: hashCode()和equals()

      执行顺序:

        首先判断hashCode()值是否相同

          是:继续执行equals(),看其返回值是ture:说明元素重复,不添加;如果是false:就直接添加到集合

          否:就直接添加到集合

        最终:

          自动生成hashCode()和equals()即可

    LinkedHashMap

        底层数据结构由链表和哈希表组成,由链表保证元素有序,哈希表保证元素唯一。

  Hashtable

      底层数据结构是哈希表,线程安全,效率低。哈希表依赖两个方法: hashCode()和equals()

      执行顺序:

        首先判断hashCode()值是否相同

          是:继续执行equals(),看其返回值是ture:说明元素重复,不添加;如果是false:就直接添加到集合

          否:就直接添加到集合

        最终:

          自动生成hashCode()和equals()即可

  TreeMap

      底层数据结构是红黑树。(是一种自平衡的二叉树)

      如何保证元素的唯一性呢?

        根据元素的返回值是否是0来决定

      如何保证元素的排序呢?

        两种方式:

          自然排序(元素具备比较性)

            让元素所属的类实现Comparable接口

          比较器排序(集合具备比较性)

            让集合接受一个Comparator的实现类对象

    

2:到底使用那种集合

  看需求。

  是否是键值对形式:

    是:Map

      键是否需要排序:

         是:TreeMap

         否:HashMap

      不知道,就是用HashMap

    否:Collection

      元素是否唯一:

        是:Set

          元素是否需要排序:

            是:TreeSet

            否:HashSet

          不知道就使用HashSet

        否:List

          要安全吗:

            是:Vector(其实我们也不用,后面我们讲解了多线程以后,我在给你回顾用谁)

            否:ArrayList或者LinkedList

              增删多:LinkedList

              查询多:ArrayList

            不知道就使用ArrayList

      不知道就使用ArrayList

3:集合的常见方法及遍历方式
  Collection:

    add()

    remove()

    contains()

    iterator()

    size()

    |--List

      get()

      遍历:

        增强for

        迭代器

        普通for

    |--Set

      遍历:

        增强for

        迭代器

  Map:

    put()

    remove()

    containskey(), containsValue()

    keySet()

    get()

    value()

    entrySet()

    size()

    遍历:

      根据键找值

      根据键值对对象分别找键和值

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