復習java基礎第三天(集合:Collection、Set、HashSet、LinkedHashSet、TreeSet)

本文轉載自查看原文 2014-05-05 13:52 4960 Java隨筆

一、Collection常用的方法：

Java 集合可分為 Set、List 和 Map 三種體系：

Set：無序、不可重復的集合。

List：有序，可重復的集合。

Map：具有映射關系的集合。

Collection 接口是 List、Set 和 Queue 接口的父接口，

該接口里定義的方法既可用於操作 Set 集合，也可用於操作 List 和 Queue 集合：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;

public class TestCollections {

    public static void main(String[] args) {
        
        //1. 創建一個 Collection 接口的對象. 
        Collection collection = new ArrayList();
    
        //2. Collection 重要方法說明:         
        /**
         * 2.1 用於添加元素的:
         * add()
         * addAll()
         */
        Person p1 = new Person();
        collection.add(p1);
        collection.add(new Person());
        
        Collection collection2 = new ArrayList();
        collection2.add(new Person());
        collection2.add(new Person());

        collection.addAll(collection2);
        
        System.out.println(collection.size()); 
        
        /**
         * 2.2 用於訪問集合的方法: 
         * 獲取集合的長度： size()
         * 對集合進行遍歷的方法: iterator() 可以得到對應的 Iterator 接口對象. 
         * 
         * Iterator: 迭代器
         * ①. 獲取 Iterator 接口對象: 
         * ②. 使用 while 循環和 Iterator 對象遍歷集合中的每一個元素. 具體使用 Iterator 接口的
         *    hasNext() 和 next() 方法. 
         */
        Iterator iterator = collection.iterator();
        
        while(iterator.hasNext()){
            Object obj = iterator.next();
            System.out.println(obj); 
        }
        
        /**
         * 2.3 移除集合中的元素: 
         * remove(): 移除某一個指定的對象. 通過 equals() 方法來判斷要移除的那個元素在集合中是否存在.
                     以及是否能夠成功移除. 
         * removeAll()
         * clear(): 使集合中的元素置空. 
         */
//        collection.clear();
        
//        boolean result = collection.remove(p1);
//        System.out.println(result); 
//        
//        result = collection.removeAll(collection2);
//        
//        System.out.println(collection.size()); 
        
        /**
         * 2.4 用於檢測集合的方法
         * retains()
         * retainsAll()
         * isEmpty()
         */
        System.out.println(collection.contains(new Person()));//false
        System.out.println(collection.contains(p1));//true
        System.out.println(collection.containsAll(collection2));//true
        
        System.out.println(collection.isEmpty()); //false
//      collection.clear();
        System.out.println(collection.isEmpty()); //true
        
        /**
         * 2.5 其他方法
         * toArray(): 
         * **T [] toArray(T[]): 涉及到泛型, 后面再說. 
         * 
         * equals(): 比較兩個集合是否相等. 
         * hasCode(): 
         */
        Object [] objs = collection.toArray();
        System.out.println(objs.length); //4
        
        Person p2 = new Person();
        
        Collection collection3 = new HashSet();//可換ArrayList()試試
        collection3.add(p1);
        collection3.add(p2);
        
        Collection collection4 = new HashSet();
        collection4.add(p2);
        collection4.add(p1);
        
        System.out.println(collection3.equals(collection4)); 
        
        /**
         * 使用增強 for 循環的方式來對集合進行遍歷
         */
        for(Object obj: collection){
            System.out.println(obj); 
        }
    }
}
class Person(){}

練習代碼

二、Set、HashSet、LinkedHashSet：

Set 集合不允許包含相同的元素，如果試把兩個相同的元素加入同一個 Set 集合中，則添加操作失敗。

Set 判斷兩個對象是否相同不是使用 == 運算符，而是根據 equals 方法。

注意：

1、當向 HashSet 集合中存入一個元素時，HashSet 會調用該對象的 hashCode() 方法來得到該對象的

hashCode 值，然后根據 hashCode 值決定該對象在 HashSet 中的存儲位置。

2、如果兩個元素的 equals() 方法返回 true，但它們的 hashCode() 返回值不相等，hashSet 將會

把它們存儲在不同的位置，但依然可以添加成功。

3、HashSet 集合判斷兩個元素相等的標准：兩個對象通過 equals() 方法比較相等，並且兩個對象的

hashCode() 方法返回值也相等。即：如果兩個對象通過 equals() 方法返回 true，這兩個對象的

hashCode 值也應該相同。

重寫 hashCode() 方法的基本原則：

1、在程序運行時，同一個對象多次調用 hashCode() 方法應該返回相同的值。

2、當兩個對象的 equals() 方法比較返回 true 時，這兩個對象的 hashCode() 方法的返回值也應相等。

3、對象中用作 equals() 方法比較的 Field，都應該用來計算 hashCode 值。

另外：

1、LinkedHashSet 是 HashSet 的子類。

2、LinkedHashSet 集合根據元素的 hashCode 值來決定元素的存儲位置，但它同時使用鏈表維護元素的次序，

這使得元素看起來是以插入順序保存的。

3、LinkedHashSet 性能插入性能略低於 HashSet，但在迭代訪問 Set 里的全部元素時有很好的性能。

4、LinkedHashSet 有序但不允許集合元素重復。

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;

/**
 * 1. Set 是 Collection 的子接口
 * 2. Set 中不允許存放相同的元素. 判定相同元素的標准是, 兩個對象各調用 equals() 方法, 返回 true
 * 3. HashSet
 * 3.1 基本特征:
 * ①. 不能保證元素的排列順序
 * ②. HashSet 不是線程安全的
 * ③. 集合元素可以使 null
 * ④. 對於 HashSet: 如果兩個對象通過 equals() 方法返回 true，這兩個對象的 hashCode 值也應該相同。
 * 
 * 4. LinkedHashSet:
 * 4.1 LinkedHashSet 是 HashSet 的子類
 * 4.2 使用鏈表維護元素的次序，這使得元素看起來是以插入順序保存的
 * 4.3 LinkedHashSet 不允許集合元素重復
 */
public class TestSet {

    public static void main(String[] args) {
        
        Set set = new LinkedHashSet();
                //new HashSet();
        
        set.add(null);
        System.out.println(set.size()); //1
        
        Person p1 = new Person();
        set.add(p1);
        set.add(p1);

        System.out.println(set.size()); //2
        
        set.add(new Person("AA", 12));
        set.add(new Person("AA", 12));

        System.out.println(set.size()); //3
        
        set.add(new Person("FF", 13));
        
        Iterator it = set.iterator();
        while(it.hasNext()){
            System.out.println(it.next()); 
        }
    }
}

 class Person {

//    @Override
//    public boolean equals(Object obj) {
//        return false;
//    }
    
    private String name;
    private int age;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public Person() {
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }
    
    public Person(String name, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
//    private static int init = 0;
    
    @Override
    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result + age;
        result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
        return result;
        
//    return init++;
    }
    
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (obj == null)
            return false;
        if (getClass() != obj.getClass())
            return false;
        Person other = (Person) obj;
        if (age != other.age)
            return false;
        if (name == null) {
            if (other.name != null)
                return false;
        } else if (!name.equals(other.name))
            return false;
        return true;
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }    
}

練習代碼

三、TreeSet:

TreeSet 是 SortedSet 接口的實現類，TreeSet 可以確保集合元素處於排序狀態。

TreeSet 支持兩種排序方法：自然排序和定制排序。默認情況下，TreeSet 采用自然排序。

排序：

1、TreeSet 會調用集合元素的 compareTo(Object obj) 方法來比較元素之間的大小關系，

然后將集合元素按升序排列。

2、如果試圖把一個對象添加到 TreeSet 時，則該對象的類必須實現 Comparable 接口。

3、實現 Comparable 的類必須實現 compareTo(Object obj) 方法，兩個對象即通過

compareTo(Object obj)方法的返回值來比較大小。

Comparable 的典型實現：

BigDecimal、BigInteger 以及所有的數值型對應的包裝類：按它們對應的數值大小進行比較。

Character：按字符的 UNICODE 值來進行比較。

Boolean： true 對應的包裝類實例大於 false 對應的包裝類實例。

String：按字符串中字符的 UNICODE 值進行比較。

Date、Time：后邊的時間、日期比前面的時間、日期大。

注意：

因為只有相同類的兩個實例才會比較大小，所以向 TreeSet 中添加的應該是同一個類的對象，

當需要把一個對象放入 TreeSet 中，重寫該對象對應的 equals() 方法時，應保證該方法與

compareTo(Object obj) 方法有一致的結果：即如果兩個對象通過 equals() 方法比較返回 true，

則通過 compareTo(Object obj) 方法比較應返回 0.

import java.util.*;

/*
Set:無序，不可以重復元素。
    |--HashSet：數據結構是哈希表。線程是非同步的。
                保證元素唯一性的原理：判斷元素的hashCode值是否相同。
                如果相同，還會繼續判斷元素的equals方法，是否為true。

    |--TreeSet：可以對Set集合中的元素進行排序。
                底層數據結構是二叉樹。
                保證元素唯一性的依據：
                compareTo方法return 0.

                TreeSet排序的第一種方式：讓元素自身具備比較性。
                元素需要實現Comparable接口，覆蓋compareTo方法。
                也種方式也成為元素的自然順序，或者叫做默認順序。

                TreeSet的第二種排序方式。
                當元素自身不具備比較性時，或者具備的比較性不是所需要的。
                這時就需要讓集合自身具備比較性。
                在集合初始化時，就有了比較方式。

需求：
往TreeSet集合中存儲自定義對象學生。
想按照學生的年齡進行排序。

記住，排序時，當主要條件相同時，一定判斷一下次要條件。
*/

class TreeSetDemo 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        TreeSet ts = new TreeSet();

        ts.add(new Student("lisi02",22));
        ts.add(new Student("lisi007",20));
        ts.add(new Student("lisi09",19));
        ts.add(new Student("lisi08",19));
        //ts.add(new Student("lisi007",20));
        //ts.add(new Student("lisi01",40));

        Iterator it = ts.iterator();
        while(it.hasNext())
        {
            Student stu = (Student)it.next();
            System.out.println(stu.getName()+"..."+stu.getAge());
        }
    }
}

class Student implements Comparable//該接口強制讓學生具備比較性。
{
    private String name;
    private int age;

    Student(String name,int age)
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public int compareTo(Object obj)
    {

        //return 0;        
        if(!(obj instanceof Student))
            throw new RuntimeException("不是學生對象");
        Student s = (Student)obj;

        System.out.println(this.name+"....compareto....."+s.name);
        if(this.age>s.age)
            return 1;
        if(this.age==s.age)
        {
            return this.name.compareTo(s.name);
        }
        return -1;
    }

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

練習代碼(自然排序)

import java.util.*;

/*
當元素自身不具備比較性，或者具備的比較性不是所需要的。
這時需要讓容器自身具備比較性。
定義了比較器，將比較器對象作為參數傳遞給TreeSet集合的構造函數。

當兩種排序都存在時，以比較器為主。

定義一個類，實現Comparator接口，覆蓋compare方法。
*/
class Student implements Comparable//該接口強制讓學生具備比較性。
{
    private String name;
    private int age;

    Student(String name,int age)
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public int compareTo(Object obj)
    {

        //return 0;
        
        if(!(obj instanceof Student))
            throw new RuntimeException("不是學生對象");
        Student s = (Student)obj;

        //System.out.println(this.name+"....compareto....."+s.name);
        if(this.age>s.age)
            return 1;
        if(this.age==s.age)
        {
            return this.name.compareTo(s.name);
        }
        return -1;
    }

    public String getName()
    {
        return name;

    }
    public int getAge()
    {
        return age;
    }
}
class TreeSetDemo2 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        TreeSet ts = new TreeSet();

        ts.add(new Student("lisi02",22));
        ts.add(new Student("lisi02",21));
        ts.add(new Student("lisi007",20));
        ts.add(new Student("lisi09",19));
        ts.add(new Student("lisi06",18));
        ts.add(new Student("lisi06",18));
        ts.add(new Student("lisi007",29));
        //ts.add(new Student("lisi007",20));
        //ts.add(new Student("lisi01",40));

        Iterator it = ts.iterator();
        while(it.hasNext())
        {
            Student stu = (Student)it.next();
            System.out.println(stu.getName()+"..."+stu.getAge());
        }
    }
}

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 new Integer(s1.getAge()).compareTo(new Integer(s2.getAge()));
            /*
            if(s1.getAge()>s2.getAge())
                return 1;
            if(s1.getAge()==s2.getAge())
                return 0;
            return -1;
            */
        }
                
        return num;
    }
}

練習代碼(定制排序)

比較推薦的定制排序做法：

1、首先，定義一個Person類

public class Person {
     private String name;
     private int age;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public Person(String name, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public Person(){}
}

Person類

(附加的練習：Student類)

public class Student implements Comparable{
    
    private String name;
    private int age;
    
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public Student(String name, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    @Override
    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result + age;
        result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
        return result;
    }
    
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (obj == null)
            return false;
        if (getClass() != obj.getClass())
            return false;
        Student other = (Student) obj;
        if (age != other.age)
            return false;
        if (name == null) {
            if (other.name != null)
                return false;
        } else if (!name.equals(other.name))
            return false;
        return true;
    }
    
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        int result;
        if(o instanceof Student){
            Student stu = (Student)o;
            result = this.age-stu.age;
            if(result==0){
            return this.getName().compareTo(stu.getName());
            }
        }else{
            throw new ClassCastException("不是一個學生對象！");
        }
        return result;
    }
    
    public Student(){}
    @Override
    public String toString() {
        return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }        
}

Student類

2、然后寫主程序類

import java.util.Comparator;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;

public class TestTreeSet {
      public static void main(String []args){
/*          Set set = new TreeSet();
//          set.add("123");
//          set.add(123);
//          set.add(null);
//          set.add(new Student());
          set.add(new Student("lisi07",22));
          set.add(new Student("lisi02",16));
          set.add(new Student("lisi008",22));
          set.add(new Student("lisi10",19));
          
          Iterator iterator = set.iterator();
          while(iterator.hasNext()){
              Student stu = (Student) iterator.next();
              System.out.println(stu.getName()+"...."+stu.getAge());
          }
          
          for(Object obj:set){
              System.out.println(obj);
          }*/
          
          Comparator comparator = new  Comparator() {

            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                int result;
                  if(o1 instanceof Person&& o2 instanceof Person){
                      Person p1 = (Person) o1;
                      Person p2 = (Person) o2;
                      result = p1.getAge() - p2.getAge();
                    if(result == 0){
                        return p1.getName().compareTo(p2.getName());
                      }
                  }else{
                      throw new ClassCastException("不能轉換為Person");
                 }   
                  return result;
            }
        };
        
        Set set2 = new TreeSet(comparator);
        set2.add(new Person("lisi006",12));
        set2.add(new Person("lisi002",6));
        set2.add(new Person("lisi015",20));
        set2.add(new Person("lisi013",20));
        
        Iterator iterator = set2.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            Person p = (Person) iterator.next();
            System.out.println(p.getName()+" "+p.getAge()+"\t");         
        }    
    }
}

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