Java基础---集合框架---迭代器、ListIterator、Vector中枚举、LinkedList、ArrayList、HashSet、TreeSet、二叉树、Comparator

2023-08-12 13:58:04

为什么出现集合类？

面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式，所以为了方便对多个对象的操作，就对对象进行存储，集合就是存储对象最常用的一种方式。

数组和集合类同是容器，有何不同？

数组虽然也可以存储对象，但长度是固定的，集合长度是可变的，数组中可以存储基本数据类型，集合只能存储对象

集合类的特点

集合只用于存储对象，集合长度是可变的，集合可以存储不同类型的对象。

collection 中有两个常见的接口，如一个是

List 另一个是Set

List中有ArrayList,LinkedList,Vector

Set中有HashSet，还有一个是TreeSet

为什么会出现这么多的容器呢？

因为每一个容器对数据的存储方式不同，这个存储方式称之为：数据结构。

collection共性。

remove()删除

clear()清空

retainAll()去交集，只会保留相同的元素

Iterator:接口型引用，只会指向自己的子类对象

什么是迭代器？

其实就是集合的取出元素

直接操作元素，在集合中内部最方便。所以就定义了一个内部类。

一般都会进行判断，有，就取。

就会取出方式定义在集合的内部

这样取出方式就可以直接访问集合内容的元素，那么取出方式就被定义成了内部类，而每一个容器的数据结构不同，所以取出的动作细节也不一样，但是都有共性内容，判断与取出，那么就可以将写共性抽取。

那么这些内部类都符合一个规则，该规则是Iterator,如何获取集合的取出对象呢？

通过一个对外提供的方法，Iterator()

相当于电玩城的抓娃娃的夹子，这个迭代器，它是被封装成内部，对外有一个接口

容器是一个事物，内部还有一个事物，这个事物就是内部类。

看看下面

for(Iterator it=al.Iterator();it.hasNext();){

sop(it.next());

}

这个里面的Iterator it是一个局部变量。用完之后就可能释放。避免了对象留在内存在。

Collection

---|list:

-----| ArrayList:底层的数据结构使用的是数组结构，特点：查询速度很快。但是增删稍慢，构造一个初始量为10的空列表。

-----|LinkedList:底层使用的链表数据结构。特点：增删速度很快，查询稍慢。

-----|Vector:底层是数组数据结构。线程同步，被ArrayList替代了。

Vector和ArrayList都是初始量为10，如果超过长度，就会进行延长，vector会延长到20，ArrayList只会延长到15，所以更节省空间。

元素是有序的，元素可以重复，因为该集合体系有索引。可以在指定的位置插入索引号。带脚标的，都是特有方法。它可以改变一个位置上的元素。

增：add(index element);

addAll(intdex,collection);

删：remove

改：set(index,element)

查：get(index)

subList(from,to)

listIterator()

Set：元素是无序，元素不可重复。

不能对一种元素即执行集合操作，又执行迭代器操作。这样会暴出ConcurrentModificationException

List集合特有的迭代器，ListIterator是Iterator的子接口。

在迭代时，不可以通过集合对象的方法操作集合中的元素。因为会发生ConcurrentModificationException异常。

所以在迭代器时，只能用迭代器的放过操作元素。可是Iterator方法有限的，只能元素进行判断，取出，删除的操作。如果想要其他的操作的添加，修改等，就需要其子接口。ListIterator.

该接口只能通过List集合的listIterator来获取

Vector支持枚举。而Iterator没有。

枚举就是Vector特有的取出方式，发现枚举和迭代器很像，其实枚举和迭代是一样的。

因为枚举的名称以及方法的名称都过长

所以被迭代器取代了。

枚举郁郁而终了

Linklist的特有用法：

getFirst();

getLast();//获取元素，但不删除元素

addFirst();//添加元素

addLast();

removeLast();//删除元素

removeFirst();

JDK 1.6:

pollFirst()

获取并移除此列表的第一个元素；如果此列表为空，则返回 null。

pollLast()

获取并移除此列表的最后一个元素；如果此列表为空，则返回 null。

peekFirst()

获取但不移除此列表的第一个元素；如果此列表为空，则返回 null。

peekLast()

获取但不移除此列表的最后一个元素；如果此列表为空，则返回 null。

class LinkedListDemo{
	public static void main(){
		Linked link=new LinkedList();
		link.addList("java01");
		link.addlist("java02");

		while(!link.isEmpty()){
			sop(link.removeLast());
		}

	}
	public static void sop(Object object){
		System.out.println("obj");
	}

}

使用LinkedList模拟一个堆栈或者队列数据结构

堆栈:先进后出，如一个杯子。

队列:先进先出，如一个水管。

class Queue{
	private LinkedList link;
	Queue{
		link=new LinkedList();
	}
	public void myadd(Object obj){
		link.addFirst(obj);
	}
	public Object myGet(){
		return link.removeLast();
	}
	public boolean isNull(){
		return link.isEmpty();
	}

}

去除ArrayList中的重复元素:

classArraylistTest{
	public static void  main(){
		ArrayList a1=new ArrayList();
		a1.add("java01");
		a1.add("java01");
		a1.add("java01");
		a1.add("java01");
		a1.add("java01");

		sop(a1);
		a1=singleElement(a1);
		sop(a1);
	}

	public static ArrayList singleElement(ArrayList al){
		ArrayList newAl=new ArrayList();
		Iterator it=al.iterator();
		while(it.hasNext()){
			Object obj=it.next();
			if(newAl.contains(obj)){
				newAl.add(obj);
			}

		}
		return newAl;

	}
	public static void sop(Object object){
		System.out.println("obj");
	}

}

class Person{
	private String name;
	private int age;
	Person(String name,int age)
	{
		this.name=name;
		this.age=age;
	}
	public boolean equals(Object object){
		if(!obj instanceof Person)
			return false;
		Person p=(Person)Obj;
		return this.name.equals(p.name)&&this.age=p.age;

	}

	public String getName(){
		return name;
	}
	public int getAge(){
		return age;
	}

}

Class ArrayListTest2{
	public static void main(String[] args){
		ArrayList a1=new ArrayList();
		a1.add(new Person("lisi01,30"));

		Iterator it=al.iterator();
		while(it.hasNext()){
			//想用特有方法时，就要转型，因为迭代器不知道你是什么类型，只返回obj
			Object obj=it.next();
			Person p=(Person) obj;
			sop(it.next().getName()+"::"+it.next().getAge());
		}

	}

	public static ArrayList singleElement(ArrayList al){
		ArrayList newAl=new ArrayList();
		Iterator it=al.iterator();
		while(it.hasNext()){
			Object obj=it.next();
			if(newAl.contains(obj)){
				newAl.add(obj);
			}

		}
		return newAl;

	}
}

什么时候用linkedList,什么时候用ArrayList?

答：当操作的数据比较多时，并且元素中涉及到比较频繁的增删数据时，就会LinkedList.同时使用了增删，同时又用了查询，建议使用ArrayList.ArrayList比LinkedList更加常用。

小提示：很多底层都调用了equals，为什么？例，remove,这个里面，它是先进行判断，只要有判断的话就会有equals。只是我们看不到而已。ArrayList和LindList,无论是contains还是remove，都是依耐equals方法

Set：元素无序(存入的数据)

----|底层数据结构是哈希表

HashSet是如何保证元素唯一性的呢？

是通过元素的两个方法，hashcode和equals来完成。

如果元素Hashcode值不同，才会判断equals是否为true.

如果元素的HashCode值不同，才会判断equals是否为true.

如果元素的hashcode值不同，才会使用equals。

注意：对于判断元素是否存在，以及删除等操作，依赖的方法是元素HashCode和Equals方法。

set集合和collection是一致的

哈希表是按照哈希值来存的

要删除元素，要判断元素，都必须判断Hash值。而去调用里面的equals方法。

没个字符串都有自己的哈希值。我们可以写name.hasCode();这个方法

class HashSetDemo
{
	public static void sop(Object obj)
	{
		System.out.println(obj);
	}
	public static void main(String[] args)
	{

		HashSet hs = new HashSet();

		sop(hs.add("java01"));
		sop(hs.add("java01"));
		hs.add("java02");
		hs.add("java03");
		hs.add("java03");
		hs.add("java04");

		Iterator it = hs.iterator();

		while(it.hasNext())
		{
			sop(it.next());
		}
	}
}

Set:元素是无序，存入和取出的顺序不一定一致，元素不可以重复。

import java.util.*;

/*
往hashSet集合中存入自定对象
姓名和年龄相同为同一个人，重复元素。
*/
class HashSetTest
{
	public static void sop(Object obj)
	{
		System.out.println(obj);
	}
	public static void main(String[] args)
	{
		HashSet hs = new HashSet();

		hs.add(new Person("a1",11));
		hs.add(new Person("a2",12));
		hs.add(new Person("a3",13));
//		hs.add(new Person("a2",12));
//		hs.add(new Person("a4",14));

		//sop("a1:"+hs.contains(new Person("a2",12)));

//		hs.remove(new Person("a4",13));

		Iterator it = hs.iterator();

		while(it.hasNext())
		{
			Person p = (Person)it.next();
			sop(p.getName()+"::"+p.getAge());
		}
	}
}

class Person
{
	private String name;
	private int age;
	Person(String name,int age)
	{
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public int hashCode()
	{
		System.out.println(this.name+"....hashCode");
		return name.hashCode()+age*37;//这个地方37，只是在一个范围里面。与具体的值无关
	}

	public boolean equals(Object obj)//这个地方记复写，
	{

		if(!(obj instanceof Person))
			return false;

		Person p = (Person)obj;
		System.out.println(this.name+"...equals.."+p.name);

		return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;
	}

	public String getName()
	{
		return name;
	}
	public int getAge()
	{
		return age;
	}
}

保证元素的唯一性的原理：判断元素的HashCode的值是否相同，如果相同，还会继续判断元素的Equals方法。是否为true.

----|TreeSet：可以对Set集合的元素进行排序。按anscII值小的在前。底层数据结构是二叉树，保证元素唯一性的依据是CompareTo 方法return 0;与hash值没有任何关系。对元素进行修改，删除，查找都是使用CompareTO

TreeSet排序中第一种方式，让元素自身具备比较性。元素需要实现Compareable接口，覆盖CompareTo方法。这种方法也称为元素的自然排序。或者叫做默认排序。

第二种排序方式：当元素自身不具备比较性时，或者具备的比较性不是所需要的，这时就需要让集合自身具备比较性。在集合初始化时，就有了比较方式。

TreeSet(Comparator<? super E> comparator)

构造一个新的空 TreeSet，它根据指定比较器进行排序。

当两种排序都存在时，以比较器为主，定义一个类，实现Comparator接口，覆盖compare方法。接口就是对外提供的公共扩展。

需求：

往Treeset集合中存储自定义对象学生

想按照学生的年龄进行排序。

记住：排序时，当主要条件相同时，一定要判断下次要条件进行排序

ClassCastException类型转换异常

Class TreeSetDemo(){
	public static void main(){
		TreeSet ts=new TreeSet();
		ts.add(new Student("liuhan",22));
		ts.add(new Student("diudan",24));//这个学生对象不具有比较性//找一个接口去实现它，实现了就具有比较性
		Iterator it=ts.Iterator();
		while(it.hasNext()){
			System.out.println(it.next());
		}
	}
}

Class Student implements Comparable{//该接口强制学生具有比较性
	private String name;
	private int age;
	Student (String name,int age){
		this.name=name;
		this.age=age;
	}
	public int CompareTo(){
		if(!(obj instanceof Student))
		throw new RuntimeException("不是学生对象");
		Student s=(Student)Obj;
		System.out.println(this.name+"...Compare to"+s.name);
		if(this.age>s.age)//此对象与参数对象进行比较
		return 1;
		if(this.age==s.age)
		{
			this.name.compareTo(s.name);//如果年龄相同，就按照字符串排序
		}
	//当主要条件相同时，就按次要条件排序。
		return 0;
		return -1;
	}
	public String getName(){
		return name;
	}
	public String getAge(){
		return age;
	}
}

class MyCompare implements Comparator{
	public int compare(Object o1,Object o2){
		Student s1=(Student)o1;
		Student s2=(Student)o2;

		int num=s1.getName().compareTo(s2.getName());
		if(num==0){
			return s1.getAge()-s2.getAge();
			//对象封装，调用CompareTo
			return new Integar(s1.getAge()).compareTo(new Integer(s2.getAge()));
		}

		return num;
	}
}

练习：

按照字符串长度排序

字符串本身具备比较性。但是它的技术并不是我们所需要的。这时我们只能使用比较器

import java.util.*;
class  TreeSetTest
{
	public static void main(String[] args)
	{
		TreeSet ts = new TreeSet(new StrLenComparator());

		ts.add("abcd");
		ts.add("cc");
		ts.add("cba");
		ts.add("aaa");
		ts.add("z");
		ts.add("hahaha");

		Iterator it = ts.iterator();

		while(it.hasNext())
		{
			System.out.println(it.next());
		}
	}
}

class StrLenComparator implements Comparator
{
	public int compare(Object o1,Object o2)
	{
		String s1 = (String)o1;
		String s2 = (String)o2;

		/*
		if(s1.length()>s2.length())
			return 1;
		if(s1.length()==s2.length())
			return 0;
			*/

		int num = new Integer(s1.length()).compareTo(new Integer(s2.length()));
		if(num==0)
			return s1.compareTo(s2);

		return num;
	}
}

码农公寓

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