《Java語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課件第6章 Java集合、泛型和枚舉

第六章Java集合、泛型和枚舉

本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)

了解集合概念及結(jié)構(gòu)；掌握Arraylist集合的使用方法；掌握LinkedList集合的使用方法；掌握Set集合的使用方法；掌握HashSet集合的使用方法；掌握TreeSet集合的使用方法；掌握HashMap集合的使用方法；掌握TreeMap集合的使用方法；掌握Iterator的使用方法；了解泛型集合的概念及使用方法。6.1Java集合類的概念

6.1.1集合中的接口

6.1.2接口實(shí)現(xiàn)類

6.1.1集合中的接口

集合框架是一個(gè)類庫(kù)的集合，包含實(shí)現(xiàn)集合的接口。接口是集合的抽象數(shù)據(jù)類型，提供對(duì)集合中所表示的內(nèi)容進(jìn)行單獨(dú)操作的可能。常見(jiàn)的集合接口有四種。Collection：該接口是最基本的集合接口，存儲(chǔ)不唯一的無(wú)序的數(shù)據(jù)。List：該接口實(shí)現(xiàn)了Collection接口，存儲(chǔ)有序的不唯一的數(shù)據(jù)。Set：該接口實(shí)現(xiàn)了Collection接口，存儲(chǔ)無(wú)序的唯一的數(shù)據(jù)。Map：以健值對(duì)的形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以鍵取值，鍵不能重復(fù)，值可以重復(fù)。

6.1.1集合中的接口集合框架中的接口結(jié)構(gòu)如圖所示。

6.1.2接口實(shí)現(xiàn)類

List接口的常用實(shí)現(xiàn)類有ArrayList、LinkedList和Vector。Set接口常用的實(shí)現(xiàn)類有HashSet和TreeSet。Map接口的常用實(shí)現(xiàn)類有HashMap和TreeMap。集合框架接口中實(shí)現(xiàn)類的結(jié)構(gòu)如圖所示。

6.2JavaCollection接口Collection是最基本的集合接口，聲明了適用于Java集合（只包括Set和List）的通用方法。Map接口并不是Collection接口的子接口，但是它仍然被看作是Collection框架的一部分。

6.2JavaCollection接口Collection接口中常用的方法如下：方法名稱說(shuō)明booleanadd(Ee)向集合中添加一個(gè)元素，E是元素的數(shù)據(jù)類型booleanaddAll(Collectionc)向集合中添加集合c中的所有元素voidclear()刪除集合中的所有元素booleancontains(Objecto)判斷集合中是否存在指定元素booleancontainsAll(Collectionc)判斷集合中是否包含集合c中的所有元素booleanisEmpty()判斷集合是否為空Iterator<E>iterator()返回一個(gè)Iterator對(duì)象，用于遍歷集合中的元素booleanremove(Objecto)從集合中刪除一個(gè)指定元素booleanremoveAll(Collectionc)從集合中刪除所有在集合c中出現(xiàn)的元素booleanretainAll(Collectionc)僅僅保留集合中所有在集合c中出現(xiàn)的元素intsize()返回集合中元素的個(gè)數(shù)Object[]toArray()返回包含此集合中所有元素的數(shù)組6.3JavaList集合6.3.1

ArrayList類6.3.2LinkList類6.3.1

ArrayList類

List接口實(shí)現(xiàn)了Collection接口，它主要有兩個(gè)實(shí)現(xiàn)類：ArrayList類和LinkedList類。在List集合中允許出現(xiàn)重復(fù)元素。與Set集合不同的是，在List集合中的元素是有序的，可以根據(jù)索引位置來(lái)檢索List集合中的元素，第一個(gè)添加到List集合中的元素的索引為0，第二個(gè)為1，依此類推。6.3.1

ArrayList類ArrayList是Java集合框架中的一個(gè)重要的類，它繼承于AbstractList，實(shí)現(xiàn)了List接口，是一個(gè)長(zhǎng)度可變的集合，提供了增刪改查的功能。集合中允許null的存在。ArrayList類還是實(shí)現(xiàn)了RandomAccess接口，可以對(duì)元素進(jìn)行快速訪問(wèn)。實(shí)現(xiàn)了Serializable接口，說(shuō)明ArrayList可以被序列化，還有Cloneable接口，可以被復(fù)制。和Vector不同的是，ArrayList不是線程安全的。6.3.1

ArrayList類構(gòu)造方法如下：構(gòu)造方法說(shuō)明ArrayList()默認(rèn)提供初始容量為10的空列表。ArrayList(intinitialCapacity)構(gòu)造一個(gè)具有指定初始容量的空列表。ArrayList(Collection<?extendsE>c)構(gòu)造一個(gè)包含指定collection的元素6.3.1

ArrayList類常用方法：方法名稱說(shuō)明Eget(intindex)獲取此集合中指定索引位置的元素，E為集合中元素的數(shù)據(jù)類型intindex(Objecto)返回此集合中第一次出現(xiàn)指定元素的索引，如果此集合不包含該元素，則返回-1intlastIndexOf(Objecto)返回此集合中最后一次出現(xiàn)指定元素的索引，如果此集合不包含該元素，則返回-1Eset(intindex,Eelement)將此集合中指定索引位置的元素修改為element參數(shù)指定的對(duì)象。此方法返回此集合中指定索引位置的原元素List<E>subList(intfromlndex,inttolndex)返回一個(gè)新的集合，新集合中包含fromlndex和tolndex索引之間的所有元素。包含fromlndex處的元素，不包含tolndex索引處的元素6.3.2LinkList類

ArrayList基于動(dòng)態(tài)數(shù)組的實(shí)現(xiàn)，它長(zhǎng)于隨機(jī)訪問(wèn)元素，但是在中間插入和移除元素時(shí)較慢。LinkedList基于鏈表實(shí)現(xiàn)，在List中間進(jìn)行插入和刪除的代價(jià)較低，提供了優(yōu)化的順序訪問(wèn)。LinkedList在隨機(jī)訪問(wèn)方面相對(duì)比較慢，但是它的特性集較ArrayList更大。6.3.2LinkList類常用方法方法名稱說(shuō)明voidaddFirst(Ee)將指定元素添加到此集合的開(kāi)頭voidaddLast(Ee)將指定元素添加到此集合的末尾EgetFirst()返回此集合的第一個(gè)元素EgetLast()返回此集合的最后一個(gè)元素EremoveFirst()刪除此集合中的第一個(gè)元素EremoveLast()刪除此集合中的最后一個(gè)元素6.4JavaSet集合6.4.1HashSet類6.4.2TreeSet類6.4.1HashSet類

Set集合也實(shí)現(xiàn)了Collection接口，它主要有兩個(gè)實(shí)現(xiàn)類：HashSet類和TreeSet類。Set集合中的對(duì)象不按特定的方式排序，只是簡(jiǎn)單地把對(duì)象加入集合，集合中不能包含重復(fù)的對(duì)象，并且最多只允許包含一個(gè)null元素。HashSet查找某個(gè)對(duì)象時(shí)，首先用hashCode()方法計(jì)算出這個(gè)對(duì)象的Hash碼，然后再根據(jù)Hash碼到相應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)域用equals()方法查找，從而提高了效率。由于是集合，所以同一個(gè)對(duì)象只能有一個(gè)。6.4.1HashSet類常用方法方法名稱說(shuō)明booleanadd(E

e)將指定的元素添加到此集合（如果尚未存在）voidclear()從此集合中刪除所有元素booleancontains(Object

o)如果此集合包含指定元素，則返回truebooleanisEmpty()如果此集合不包含元素，則返回trueIterator<E>iterator()返回此集合中元素的迭代器booleanremove(Object

o)如果存在則從該集合中刪除指定的元素intsize()返回此集合中的元素?cái)?shù)（其基數(shù)）Spliterator<E>spliterator()在此集合中的元素上創(chuàng)建late-binding和故障快速Spliterator6.4.2TreeSet類

TreeSet類同時(shí)實(shí)現(xiàn)了Set接口和SortedSet接口。SortedSet接口是Set接口的子接口，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)集合進(jìn)行自然排序，因此使用TreeSet類實(shí)現(xiàn)的Set接口默認(rèn)情況下是自然排序的，這里的自然排序指的是升序排序。6.4.2TreeSet類構(gòu)造方法：方法說(shuō)明TreeSet()構(gòu)造一個(gè)新的，空的樹(shù)組，根據(jù)其元素的自然排序進(jìn)行排序TreeSet(Collection<?extendsE>c)構(gòu)造一個(gè)包含指定集合中的元素的新樹(shù)集，根據(jù)其元素的自然排序進(jìn)行排序TreeSet(Comparator<?superE>comparator)構(gòu)造一個(gè)新的，空的樹(shù)集，根據(jù)指定的比較器進(jìn)行排序TreeSet(SortedSet<E>s)構(gòu)造一個(gè)包含相同元素的新樹(shù)，并使用與指定排序集相同的順序6.4.2TreeSet類常用方法：方法名稱說(shuō)明booleanadd(E

e)將指定元素添加到此集合BooleanaddAll(Collection<?extends

E>

c)將指定集合中的所有元素添加到此集合E

ceiling(E

e)返回此集合中最小元素大于或等于給定元素，如果沒(méi)有此元素，則返回nullVoidclear()從此集合中刪除所有元素Comparator<?super

E>comparator()返回用于對(duì)該集合中的元素進(jìn)行排序的比較器，或null，如果此集合使用其元素的naturalorderingbooleancontains(Object

o)如果此集合包含指定的元素，則返回trueIterator<E>descendingIterator()以降序返回該集合中的元素的迭代器。6.5JavaMap集合6.5.1HashMap類6.5.2TreeMap類6.5.1HashMap類

Map是一種鍵-值對(duì)（key-value）集合，Map集合中的每一個(gè)元素都包含一個(gè)鍵對(duì)象和一個(gè)值對(duì)象。其中，鍵對(duì)象不允許重復(fù)，而值對(duì)象可以重復(fù)，并且值對(duì)象還可以是Map類型的，就像數(shù)組中的元素還可以是數(shù)組一樣。Map接口主要有兩個(gè)實(shí)現(xiàn)類：HashMap類和TreeMap類。其中，HashMap類按哈希算法來(lái)存取鍵對(duì)象，而TreeMap類可以對(duì)鍵對(duì)象進(jìn)行排序。6.5.1HashMap類HashMap是一個(gè)最常用的Map,它根據(jù)鍵的hashCode值存儲(chǔ)數(shù)據(jù),根據(jù)鍵可以直接獲取它的值,具有很快的訪問(wèn)速度。構(gòu)造方法：方法說(shuō)明HashMap()構(gòu)造一個(gè)空的HashMap，默認(rèn)初始容量（16）和默認(rèn)負(fù)載系數(shù)（0.75）HashMap(intinitialCapacity)構(gòu)造一個(gè)空的HashMap具有指定的初始容量和默認(rèn)負(fù)載因子（0.75）HashMap(intinitialCapacity,floatloadFactor)構(gòu)造一個(gè)空的HashMap具有指定的初始容量和負(fù)載因子HashMap(Map<?extendsK,?extendsV>m)構(gòu)造一個(gè)新的HashMap與指定的相同的映射Map6.5.1HashMap類常用方法方法名稱說(shuō)明voidclear()從這張地圖中刪除所有的映射booleancontainsKey(Objectkey)如果此映射包含指定鍵的映射，則返回trueBooleancontainsValue(Objectvalue)如果此地圖將一個(gè)或多個(gè)鍵映射到指定值，則返回trueSet<Map.Entry<K,V>>entrySet()返回此地圖中包含的映射的Set視圖V

get(Objectkey)返回到指定鍵所映射的值，或null如果此映射包含該鍵的映射BooleanisEmpty()如果此地圖不包含鍵值映射，則返回trueSet<K>keySet()返回此地圖中包含的鍵的Set視圖V

put(Kkey,Vvalue)將指定的值與此映射中的指定鍵相關(guān)聯(lián)V

remove(Objectkey)從該地圖中刪除指定鍵的映射（如果存在）Intsize()返回此地圖中鍵值映射的數(shù)量6.5.2TreeMap類

TreeMap基于紅黑樹(shù)（Red-Blacktree）實(shí)現(xiàn)。該映射根據(jù)其鍵的自然順序進(jìn)行排序，或者根據(jù)創(chuàng)建映射時(shí)提供的Comparator進(jìn)行排序，具體取決于使用的構(gòu)造方法。構(gòu)造方法：方法名稱說(shuō)明TreeMap()使用其鍵的自然排序構(gòu)造一個(gè)新的空樹(shù)狀圖TreeMap(Comparator<?superK>comparator)構(gòu)造一個(gè)新的，空的樹(shù)圖，按照給定的比較器排序TreeMap(Map<?extendsK,?extendsV>m)構(gòu)造一個(gè)新的樹(shù)狀圖，其中包含與給定地圖相同的映射，根據(jù)其鍵的自然順序進(jìn)行排序TreeMap(SortedMap<K,?extendsV>m)構(gòu)造一個(gè)包含相同映射并使用與指定排序映射相同順序的新樹(shù)映射6.5.2TreeMap類常用方法：方法名稱說(shuō)明voidclear()從這張地圖中刪除所有的映射booleancontainsKey(Objectkey)如果此地圖將一個(gè)或多個(gè)鍵映射到指定值，則返回trueSet<Map.Entry<K,V>>entrySet()返回此地圖中包含的映射的Set視圖V

get(Objectkey)返回到指定鍵所映射的值，或null如果此映射包含該鍵的映射Set<K>keySet()返回此地圖中包含的鍵的Set視圖V

put(Kkey,Vvalue)將指定的值與此映射中的指定鍵相關(guān)聯(lián)V

remove(Objectkey)從此TreeMap中刪除此鍵的映射（如果存在）intsize()返回此地圖中鍵值映射的數(shù)量

6.6泛型集合

6.6.1泛型的概念

6.6.2泛型類

6.6.3泛型接口

6.6.4泛型方法

6.6.1泛型的概念

泛型（Generictype或者generics）是對(duì)Java語(yǔ)言的類型系統(tǒng)的一種擴(kuò)展，以支持創(chuàng)建可以按類型進(jìn)行參數(shù)化的類?？梢园杨愋蛥?shù)看作是使用參數(shù)化類型時(shí)指定的類型的一個(gè)占位符，就像方法的形式參數(shù)是運(yùn)行時(shí)傳遞的值的占位符一樣。例如，Map類允許您向一個(gè)Map添加任意類的對(duì)象，即使最常見(jiàn)的情況是在給定映射（map）中保存某個(gè)特定類型（比如String）的對(duì)象。因?yàn)镸ap.get()被定義為返回Object，所以一般必須將Map.get()的結(jié)果強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換為期望的類型，如下面的代碼所示：Mapm=newHashMap();m.put("key","blarg");Strings=(String)m.get("key");

6.6.1泛型的概念理想情況下，您可能會(huì)得出這樣一個(gè)觀點(diǎn)，即m是一個(gè)Map，它將String鍵映射到String值。這可以讓您消除代碼中的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，同時(shí)獲得一個(gè)附加的類型檢查層，該檢查層可以防止有人將錯(cuò)誤類型的鍵或值保存在集合中。這就是泛型所做的工作。消除強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。泛型的一個(gè)附帶好處是，消除源代碼中的許多強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。這使得代碼更加可讀，并且減少了出錯(cuò)機(jī)會(huì)。泛型有三種使用方式，分別為：泛型類、泛型接口、泛型方法6.6.2泛型類

泛型類型用于類的定義中，被稱為泛型類。通過(guò)泛型可以完成對(duì)一組類的操作對(duì)外開(kāi)放相同的接口。最典型的就是各種容器類，如：List、Set、Map。泛型類的最基本寫法。publicclassclass_name<data_type1,data_type2,…>{}可以定義一個(gè)或多個(gè)泛型類型,例如。classGenericA<T>{}或者classGenericA<K,T>{}6.6.3泛型接口

泛型接口與泛型類的定義及使用基本相同。泛型接口常被用在各種類的生產(chǎn)器中，可以看一個(gè)例子：定義一個(gè)泛型接口publicinterfaceGenerator<T>{publicTnext();}6.6.3泛型接口當(dāng)實(shí)現(xiàn)泛型接口的類，未傳入泛型實(shí)參時(shí)：classFruitGenerator<T>implementsGenerator<T>{@OverridepublicTnext(){returnnull;}}6.6.3泛型接口未傳入泛型實(shí)參時(shí)，與泛型類的定義相同，在聲明類的時(shí)候，需將泛型的聲明也一起加到類中，即：classFruitGenerator<T>implementsGenerator<T>如果不聲明泛型，如：classFruitGeneratorimplementsGenerator<T>編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)："Unknownclass"6.6.3泛型接口當(dāng)實(shí)現(xiàn)泛型接口的類，傳入泛型實(shí)參時(shí)：publicclassFruitGeneratorimplementsGenerator<String>{privateString[]fruits=newString[]{"Apple","Banana","Pear"};@OverridepublicStringnext(){Randomrand=newRandom();returnfruits[rand.nextInt(3)];}}6.6.3泛型接口傳入泛型實(shí)參時(shí)：定義一個(gè)生產(chǎn)器實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口,雖然我們只創(chuàng)建了一個(gè)泛型接口Generator<T