集合与映射

fehly

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java

Java 数据结构 OS 多线程 Apple

集合框架概述

集合就是将若干用途,性质相同或相见的数组合成一个整体.

从体系上讲，集合类型可以归纳为三种:

集(Set):Set集合中不区分元素的顺序,不允许出现重复元素.
列表(List):List集合区分元素的顺序,且允许包含重复元素.
映射(Map):映射中保存成对的"键-值"(Key-Value)信息,映射中不能包含重复的键,每个键最多只能映射一个值.
java集合中能保存引用类型的数据，实际上存放的对象时引用，而非对象本身，集合中元素相当于引用类型变量

Collection接口

java.util.Collection接口是描述Set和List集合类型的根接口，其中定义了有关集合操作的普遍性方法：

boolean add(Object o)
boolean remove(Object o)
int size()
boolean isEmpty()
boolean contains(Object o)
void clear()
Iterator iterator()
Object[] toArray()

Set和List接口

java.util.Set和java.util.List分别描述前述的集合列表结构，二者均为Collection的子接口。
List接口规定使用者可以对列表元素的插入位置进行精确控制，并添加了根据元素索引来访问元素等功能，接口中新天津了相应的方法:
void add(int index,Object element)
Object get(int index)
Object set(int index,Object element)
int indexOf(Object o)
Object remove(int index)

Map接口

java.util.Map接口描述了映射结构,Map结构允许以键集、值集合或键-值映射关系集的形式查看某个映射的内容.

主要方法:

Object put(Object key,Object value)
Object get(Object key)
boolean isEmpty()
void clear()
int size()
boolean containsKey(Object key)
boolean containsValue(Object value)
Set keySet()
Collection values()

集合相关API关系结构

ArrayList

java.util.ArrayList类实现了List接口,用于表述长度可变的数组列表
ArrayList列表允许元素取值为null,除实现了List接口定义的所有功能外,还提供了一些方法来操作列表容量的大小，相关方法包括:
public ArrayList()
public ArrayList(int initialCapacity)
public void ensureCapacity(int minCapacity)
public void trimToSize()

import java.util.Date;
import java.util.ArrayList;

public class TestArrayList{
	public static void main(String[] args) {
		ArrayList h = new ArrayList();
		h.add("1st");
		h.add("2nd");
		h.add(new Integer(3));
		h.add(new Double(4.0));
		h.add("2nd");      // 重复元素, 加入
		h.add(new Integer(3)); // 重复元素,加入
		System.out.println(h);		
		System.out.println("size=" + h.size());
		System.out.println("-----替换指定元素-----");	
		h.set(3,"replace");		
		System.out.println("-----for循环遍历-----");
		for(int i=0;i<h.size();i++){
			System.out.println(h.get(i));
		}		
		System.out.println("-----取用特定元素-----");		
		Integer it = (Integer)h.get(2);
		System.out.println(it.intValue());
		System.out.println("-----插入元素-----");		
		h.add(3,new Date());
		System.out.println("-----转换为数组-----");	
		Object[] os = h.toArray();
		for(Object o : os){
			System.out.println(o);	
		}		
	}
}

Vector

java.util.vector也实现了List接口,其描述的也是可变长度的对象数组.

与ArrayList的差别:Vector是同步(线程安全)的，运行效率要低一些，主要用在多线程环境中，而ArrayList是不同步的，适合在单线程环境中使用。

常用方法(除实现List接口中定义的方法外):

public vector()
public Object elementAt(int index)
public void addElement(Object obj)
public void removeElementAt(int index)
public void insertElementAt(E obj,int index)
public boolean removeElement(Object obj)
public void removeAllElements()
public Object[] toArray()

import java.util.Date;
import java.util.Vector;

public class TestVector{
	public static void main(String[] args) {
		Vector v = new Vector();
		v.add("1st");
		v.add("2nd");
		v.add(new Integer(3));
		v.add(new Double(4.0));
		v.add("2nd");      // 重复元素, 加入
		v.add(new Integer(3)); // 重复元素,加入
		System.out.println(v);		
		System.out.println("size=" + v.size());
		System.out.println("-----替换指定元素-----");	
		v.set(3,"replace");		
		System.out.println("-----for循环遍历-----");
		for(int i=0;i<v.size();i++){
			System.out.println(v.get(i));
		}		
		System.out.println("-----取用特定元素-----");		
		Integer it = (Integer)v.get(2);
		System.out.println(it.intValue());
		System.out.println("-----插入元素-----");		
		v.add(3,new Date());
		System.out.println("-----转换为数组-----");	
		Object[] os = v.toArray();
		for(Object o : os){
			System.out.println(o);	
		}		
	}
}

Stack

java.util.Stack类继承了Vector类,对应数据结构中以"后进先出"(Last in First out,LIFO)方式存储和操作数据的对象栈.

Stack类提供了常规的栈操作方法:

public Stack()
public Object push(E item)
public Object pop()
Public Object peek()
public boolean empty()
public void clear()
public int search(Object o)

import java.util.Date;
import java.util.Stack;

public class TestStack{
	public static void main(String[] args) {
		Stack s = new Stack();
		s.push("hello");
		s.push(new Date());
		s.push(400);  //自动封装,等价于s.push(new Integer(400));
		s.push(3.14);
		
		System.out.println("弹栈前:size=" + s.size());
		System.out.println(s.pop());
		System.out.println("弹栈后:size=" + s.size());
		System.out.println(s.peek());
		System.out.println("peek操作后:size=" + s.size());
		while(!s.isEmpty())
			System.out.println(s.pop());
	}
}

Iterator接口

java.util.Iterator接口描述的是以统一方式对各种集合进行遍历/迭代的工具,也称"迭代器".

允许在"遍历"过程中移除结合中的(当前遍历到的那个)元素.

主要方法:

boolean hasNext()
Object next()
void remove()

import java.util.Date;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Vector;
import java.util.Iterator;

public class TestIterator{
	public static void main(String[] args) {
		ArrayList a = new ArrayList();
		a.add("China");
		a.add("USA");
		a.add("Korea");
		Iterator  it = a.iterator();
		while(it.hasNext()){
			String country = (String)it.next();
			System.out.println(country);	
		}		
		
		Vector v = new Vector();
		v.addElement(new Date());	
		v.addElement(new Date(200008755554L));
		it = v.iterator();
		while(it.hasNext()){
			Date time = (Date)it.next();
			System.out.println(time);	
		}			
	}
}

HashSet

java.util.HashSet类实现了java.util.Set接口,描述典型的Set集合结构
HashSet中不允许出现重复元素,不保证集合中元素的顺序
HashSet中允许包含值为null的元素,但最多只能有一个null元素。

import java.util.Date;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;

public class TestHashSet{
	public static void main(String[] args) {
		HashSet h = new HashSet();
		h.add("1st");
		h.add("2nd");
		h.add(new Integer(3));
		h.add(new Double(4.0));
		h.add("2nd");      	// 重复元素, 未被加入
		h.add(new Integer(3)); 	// 重复元素,未被加入
		h.add(new Date()); 
		System.out.println("开始: size=" + h.size());
		Iterator it = h.iterator();
		while(it.hasNext()){
			Object o = it.next();
			System.out.println(o);	
		}
		
		h.remove("2nd");
		System.out.println("移除元素后: size=" + h.size());
		System.out.println(h);
	}
}

TreeSet

java.util.TreeSet类也实现了java.util.Set,它描述的是Set的一种变体——可以显示排序的集合。
在将对象元素添加到TreeSet集中时会自动按照某种比较规则将其插入到有序的对象序列中，以保证TreeSet集合元素组成的对象序列时刻按照"升序"排列.

import java.util.TreeSet;
import java.util.Iterator;

public class TestTreeSet{
	public static void main(String[] args) {
		TreeSet ts = new TreeSet();
		ts.add("orange");
		ts.add("banana");
		ts.add("apple");
		ts.add("grape");

		Iterator it = ts.iterator();
		while(it.hasNext()){
			String fruit = (String)it.next();
			System.out.println(fruit);	
		}
	}
}

Comparable接口

java.lang.Comparable接口中定义的compareTo()方法用于提供对其实现类的对象进行整体排序所需的比较逻辑。
实现类基于compareTo()方法的排序被称为自然排序,而compareTo()方法被称为它的自然比较方法,具体的排序原则可由实现类根据需要而定
用户在重新compareTo()方法以定制比较逻辑时,需要确保与等价性质判断方法equals()保持一致。

public class Person implements java.lang.Comparable{
	private final int id;
	private String name;
	private int age;
	
	public Person(int id,String name,int age){
		this.id = id;
		this.name = name;
		this.age = age;	
	}
	public int getId(){
		return id;	
	}
	public void setName(String name){
		this.name = name;
	}
	public String getName(){
		return name;	
	}
	public void setAge(int age){
		this.age = age;	
	} 
	public int getAge(){
		return age;	
	}
	public String toString(){
		return "Id: " + id + "\tName: " + name + "\tAge: " + age; 	
	}	
	@Override
	public int compareTo(Object o){
		Person p = (Person)o;
		return this.id - p.id;		
	}
	@Override
	public boolean equals(Object o){
		boolean flag = false;
		if(o instanceof Person){
			if(this.id == ((Person)o).id)
				flag = true;
		}
		return false;		
	}	
}

import java.util.TreeSet;
import java.util.Iterator;

public class TestComparable{
	public static void main(String[] args) {
		TreeSet ts = new TreeSet();
		ts.add(new Person(1003,"张三",15));
		ts.add(new Person(1008,"李四",25));
		ts.add(new Person(1015,"王五",73));
		ts.add(new Person(1001,"赵六",49));

		Iterator it = ts.iterator();
		while(it.hasNext()){
			Person employee = (Person)it.next();
			System.out.println(employee);	
		}
	}
}

HashMap

java.util.HashMap类实现了java.util.Map接口,该类基于哈希表实现了前述的映射集合结构。
HashMap结构不保证其中元素(映射信息)的先后顺序,并且允许使用null"值"和"null"键.
当集合中不存在当前检索的"键"所对应的映射值时,HashMap的get()方法会返回null,而不会运行出错.
影响HaspMap性能的两个参数:
初始容量(Inital Capacity)
加载因子(Load Factor)

import java.util.Set;
import java.util.HashMap;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

public class TestHashMap{
	public static void main(String[] args) {
		HashMap hm = new HashMap();
		hm.put(new Integer(1003),new Person(1003,"张三",15));
		hm.put(new Integer(1008),new Person(1008,"李四",25));
		hm.put(1015,new Person(1015,"王五",73));   //自动封装
		hm.put(1001,new Person(1001,"赵六",49));

		System.out.println("----检索单个元素----");
		Person p = (Person)hm.get(1008);
		System.out.println(p);
		
		System.out.println("----遍历所有\"键\"（元素名）----");
		Set names = hm.keySet();
		for(Object o : names){
			System.out.println(o);
		}
		
		System.out.println("----遍历所有\"值\"（元素值）----");
		Collection values = hm.values();
		for(Object o : values){
			System.out.println(o);
		}
	}
}

Hashtable

java.util.Hashtable与HashMap作用基本相同,也实现了Map接口,采用了哈希表的方式将"键"映射到哦相应的"值".

Hashtable 与HashMap的差别：

Hashtable中元素的"键"和"值"均不允许为null,而HashMap则允许
Hashtable是同步的,即线程安全的,效率相对要低一些,适合在多线程环境下使用;而HashMap是不同步的,效率相对高一些,提倡在单线程环境中使用.
Hashtable与HashMap的用法格式完全相同.

TreeMap

java.util.TreeMap类实现了将Map映射中的元素按照"键"进行升序排列的功能,其排序规则也可以是默认的按照"键"的自然顺序排序,也可以使用指定的其他排序规则.
向TreeMap映射中添加的元素"键"所属的类必须实现Comparable接口

Enumeration接口

java.util.Enumeration接口作用与Iterator接口类似,但只提供了遍历Vector和Hashtable(及子类Properties)类型集合元素的功能

Collections类

java.util.Collections类中定义了多种集合操作方法,实现了对集合元素的排序,取极值,批量拷贝,集合结构转换,循环移位以及配性检查等功能:

主要方法:

public static void sort(List list)
public static void reverse(List list)
public static void shuffle(List list)
public static void copy(List dest,List src)
public static ArrayList list(Enumeration e)
public static int frequency(Collection c,Object o)
public static T max(Collection coll)
public static T min(Collection coll)
public static void rotate(List list,int distance)

import java.util.Vector;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Enumeration;

public class TestCollections{
	public static void main(String[] args) {
		ArrayList alist = new ArrayList();
		alist.add(75); 
		alist.add(38); 
		alist.add(21); 
		alist.add(4); 
		alist.add(12); 

		System.out.println("原列表: " + alist);
		Collections.sort(alist);
		System.out.println("排序后: " + alist);
		Collections.reverse(alist);
		System.out.println("逆序后: " + alist);
		Collections.shuffle(alist);
		System.out.println("混排后: " + alist);
		Collections.rotate(alist,2);
		System.out.println("移位后: " + alist);		
		
		ArrayList blist = new ArrayList();
		blist.add(55); 
		blist.add(66);
		System.out.println("新列表: " + blist);
		Collections.copy(alist,blist);
		System.out.println("拷贝后: " + alist);

		System.out.println("列表中出现元素66的次数: " + Collections.frequency(alist,66));
		System.out.println("列表中元素的最大值: " + Collections.max(alist));
		System.out.println("列表中元素的最小值: " + Collections.min(alist));

		Enumeration en = createDemoEnumeration();
		ArrayList clist = Collections.list(en);
		System.out.println("Enumeration->ArrayList: " + alist);
	}
	
	public static Enumeration createDemoEnumeration(){
		Vector v = new Vector();
		v.add("Tom");		
		v.add("Billy");		
		v.add("Jenny");		
		return v.elements();	
	}
}

Arrays类

java.util.Arrays类定义了多种数组操作方法,实现了对数组元素的排序,填充,转换为列表或字符串形式,增强的检索和深度比较等功能.

主要方法:

public static List asList(Object... a)
public static void sort(<类型>[] a)
public static int binarySearch(int[] a,int key)
public static String toString(int[] a)

import java.util.List;
import java.util.Arrays;

public class TestArrays{
	public static void main(String[] args) {
		Integer[] a = {3,25,12,79,48};
		System.out.println(a);
		System.out.println(Arrays.toString(a));
		Arrays.sort(a);
		System.out.println(Arrays.toString(a));
		int idx = Arrays.binarySearch(a,25);
		System.out.println(idx);
		
		List list = Arrays.asList(3,4,5);
		System.out.println(list);
		list.set(2,66);
		System.out.println(Arrays.toString(a));
	}
}

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Java I/O编程 | 控制台应用程序设计

2010-05-02 20:22
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