Java中的集合框架（上）

由于Java中的集合框架的內容比較多，在這里分為三個部分介紹Java的集合框架，內容是從淺到深，如果已經有java基礎的小伙伴可以直接跳到淺入深出之Java集合框架（下）。

目錄

淺入深出之Java集合框架（上）

淺入深出之Java集合框架（中）??

淺入深出之Java集合框架（下）

Java集合框架編程練習小程序——撲克牌小游戲

一、集合概述

1）集合的概念

現實生活中的集合：很多事物湊在一起。

數學中的集合：具有共同屬性的事物的總體。

Java中的集合類：是一種工具類，就像是容器，儲存任意數量的具有共同屬性的對象。

2）集合的作用

如果一個類的內部有多相同類型的屬性，并且它們的作用和意義是一樣的。比如說，一個學生可以選多個課程，對于一個學生類來說，XX課程就是他的一個屬性，而xx課程通常不只有一個。對于像這種情況，如果把每一個課程都定一個屬性就太繁瑣了，這里我們就要用到集合的概念。

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綜上所述，集合的作用有以下幾點：

在類的內部，對數據進行組織。

簡單而快速的搜索大數量的條目。

有的集合接口，提供了一系列排列有序的元素，并且可以在序列中間快速的插入或者刪除有關元素。

有的集合接口，提供了映射關系，可以通過關鍵字（key）去快速查找到對應的唯一對象，而這個關鍵字可以是任意類型。

3)集合和數組的對比

可以看出集合和數組的功能類似，都是把一系列的數據放入到一個容器中，但是在類的內部我們為什么要用集合而不是數組呢？

數組的長度固定，集合長度可變。集合的優勢就在于，集合的長度是隨著里面的內容而擴充的，而數組的長度是已經定義好的。

數組只能通過下標訪問元素，類型固定（數組下標只能是整形的），而有的集合可以通過任意類型查找所映射的具體對象（key關鍵字可以是任意類型）。

二、Java集合框架體系結構

我們來簡單看一下java集合框架：(還有很多接口和類沒有列出，這里只列出常用的接口和類)

如圖所示，JAVA集合框架體系結構：Collection與Map是兩個根接口。

Collection接口：內部存儲的是一個個獨立的對象。包含：

1、List接口：序列，存儲元素排列有序且可重復。實現類:ArrayList，數組序列；實現類：LinkedList，鏈表。

2、Queue接口：隊列，存儲元素排列有序且可重復。實現類：LinkedList，鏈表。

3、Set接口：集，存儲元素無序且不可重復。實現類：HashSet，哈希集。

Map接口：內部以<Key,Value>（任意類型）的一個映射去存儲數據，這一個映射就是Entry類（Map的內部類）的實例。包括：實現類：HashMap，哈希表。

Collection接口是List、Set、Queue接口的父接口，Collection接口定義了可用于操作List、Set和Queue的方法--增刪改查。（具體的Collection接口的方法可以通過查API，這里就不列舉了。）

其中，ArrayList、HashSet和HashMap是使用最多的三個實現類，這里我們將逐個介紹這三個實現類。

在這篇文章中將先介紹ArrayList的用法。

三、ArrayList實現類

List接口及其實現類--ArrayList

List可以精確的控制每個元素的插入位置，或刪除某個位置元素；

List有add()插入方法和get()獲取方法；

ArrayList--數組序列，是List的一個重要實現類

ArrayList底層是由數組實現的，這也是其名字的由來。

那么如何使用這些集合呢？我們來通過一個小例子，寫一個小程序來更直觀的學習集合的使用方法。（之后的文章的例子也是基于此的）

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程序功能——模擬學生選課功能

選擇課程（往集合添加課程）

刪除所選的某門課程（刪除集合中的元素）

查看所選課程

修改所選課程

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以下是該程序的代碼片段，因為是用于測試來介紹集合的使用，所以請不要在意細節，代碼會一步步改進的。

?1)創建學生類和課程類

1 /** 2 * 學生類 3 * @author hysum 4 * 5 */ 6 public class Student implements { 7 private String name;//學生姓名 8 private String id;//學生id 9 private Set courses;//所選課程的set集合 10 11 public Student(){} 12 public Student(String id,String name){ 13 this.id=id; 14 this.name=name; 15 this.courses=new HashSet();//初始化集合 16 } 17 public String getName() { 18 return name; 19 } 20 public void setName(String name) { 21 this.name = name; 22 } 23 public String getId() { 24 return id; 25 } 26 public void setId(String id) { 27 this.id = id; 28 } 29 public Set getCourses() { 30 return courses; 31 } 32 public void setCourses(Set courses) { 33 this.courses = courses; 34 } 1 /** 2 * 課程類 3 * @author hysum 4 * 5 */ 6 public class Course { 7 private String id;//課程id 8 private String name;//課程名稱 9 10 public Course(){ 11 12 } 13 public Course(String name){ 14 this.name=name; 15 } 16 public String getId() { 17 return id; 18 } 19 public void setId(String id) { 20 this.id = id; 21 } 22 public String getName() { 23 return name; 24 } 25 public void setName(String name) { 26 this.name = name; 27 } 28 public Course(String id,String name){ 29 this.id=id; 30 this.name=name; 31 } 32 }

2）創建備選課程類

1 /** 2 * 備選課程類 3 * 4 * @author hysum 5 * 6 */ 7 public class ListCourse { 8 private List CoresesToSelect;// 備選課程 9 private Student stu; 10 private static Scanner in; 11 { 12 in = new Scanner(System.in); 13 } 14 public ListCourse() { 15 this.CoresesToSelect = new ArrayList();// 初始化List集合 16 } 17 public List getCoresesToSelect() { 18 return CoresesToSelect; 19 } 20 21 public void setCoresesToSelect(List coresesToSelect) { 22 CoresesToSelect = coresesToSelect; 23 } 26 }

注意：

List是接口，所以在構造方法中不能直接實例化，而通過ArrayList()實例化！！！

例：public List coursesToSelect = new ArrayList();

Set、Map都類似，不可以直接對他實例化，要借助相應的實例化類如HashSet(),HashMap();

3）在備選課程里添加課程

(添加元素)List下總共有4個為List插入元素的方法 ：

1.add(element);

2.add(index,element);

3.addAll(Arrays.asList(對象數組名));

4.addAll(index,Arrays.asList(對象數組名));

以下用代碼示例：

1 /* 2 * 添加備選課程 3 */ 4 public void AddCourse() { 5 Course cr1=new Course("1","數據結構");//創建課程對象 6 this.CoresesToSelect.add(cr1);//用add(element)添加 7 Course temp=(Course)this.CoresesToSelect.get(0);//用get方法取出，注意類型轉換 8 System.out.println("添加了課程："+temp.getId()+" "+temp.getName()); 9 10 Course cr2=new Course("2","C語言");//創建課程對象 11 this.CoresesToSelect.add(0,cr2);//用add(index,element)添加 12 temp=(Course)this.CoresesToSelect.get(0); 13 System.out.println("添加了課程："+temp.getId()+" "+temp.getName()); 14 } 1 Course[] course = { new Course("1", "數據結構"), new Course("2", "C語言"), new Course("3", "匯編語言"), 2 new Course("4", "離散數學") }; 3 this.CoresesToSelect.addAll(Arrays.asList(course));//用addAll(Arrays.asList(對象數組名))添加

注意：

1.對象被存入集合都變成object類型了 取出時需要類型強轉。（之后會用泛型來解決這個問題）

例：Course temp = (Course)coursesToSelect.get(0);

2.添加進list中的位置（index）介于[0，length]之間；0代表插到隊頭，length代表插到隊尾。

3.如果添加到List中的長度大于他目前的長度，則系統會出現異常，即數組下表越界異常,如：

1 Course cr2=new Course("2","C語言");//創建課程對象 2 this.CoresesToSelect.add(2,cr2);//用add方法添加,超出集合現有長度 temp=(Course)

4）備選課程取出打印

以下三種方法都是用來取出List中元素的方法：

?-----for循環-----

1 public void testGet(){ 2 int size=CoursesToSelect.size(); 3 for(int i=0;i<size;i++){ 4 Course cr=(Course) CoursesToSelect.get(i); 5 System.out.println("取出的課程："+cr.getId()+":"+cr.getName()); 6 } 7 }

-----迭代器-----

Iterator是一個接口,依賴于集合存在的。

1 Iterator it=CourseToSelect.iterator(); 2 while(it.hasNext()){ 3 Course cr=(Course) it.next(); 4 System.out.println("課程:" + cr.id + ":" + cr.name); 5 }

-----for each(推薦使用)-----

1 for(Object obj:CoursesToSelect){//遍歷集合中的每一個元素，作為每一個Object變量 2 Course cr=(Course) obj; 3 System.out.println("課程:" + cr.id + ":" + cr.name); 4 }

5）備選課程修改

使用set（index,Object element）修改元素，index表示索引位置，element表示新對象。

1 /* 2 * 修改備選課程 3 */ 4 public void Modify(int index, Course c) {// 傳入要修改的參數 5 this.CoresesToSelect.set(index, c); 6 }

6）刪除備選課程元素

List中有remove(index),remove(對象值)和removeAll(Arrays.asList(對象數組名))方法來刪除容器中元素的值(用法和add類似)。

Course是信息課程類，有id和name屬性；courseToSelect是list的序列容器對象。

1 /* 2 * 刪除備選課程，跟添加方法類似 3 */ 4 public void Remove(int index) {// 通過索引位置刪除 5 this.CoresesToSelect.remove(index); 6 } 7 8 public void Remove(Course c) {// 通過課程對象刪除 9 this.CoresesToSelect.remove(c); 10 11 } 12 13 public void Remove(Course[] c) {// 通過集合對象刪除 14 this.CoresesToSelect.removeAll(Arrays.asList(c)); 15 16 }

注意：

1.remove(index);刪除位置要大于0并且小于List(序列容器)的長度。如果要刪除全部可以用for循環嵌套此方法。

2.remove(object);先要獲得刪除的值，用法是先定義一個信息變量通過get()來存放要刪除的值,然后用remove(刪除的對象值);

3.removeAll(Arrays.asList());要刪除指定的多個位置? Arrays.asLIst(對象數組名);作用是把數組轉換為集合。用法是先創建信息對象數組存放刪除元素的值，然后再用removeAll(Arrays.asList(對象數組名))方法,刪除集合數組的元素。

四、應用泛型管理課程

在上面的幾個例子中，小伙伴是否發現對于集合的取出和遍歷都要將Object對象進行強制轉換后才能使用，每次這樣做不僅增加了編程難度還使代碼特別繁瑣，這里我們可以利用泛型來幫助我們更加方便地使用java集合。

首先，我們要知道沒有使用泛型的話，集合中的元素,可以是任意類型的對象(對象的引用)，如果把某個對象放入集合,則會忽略他的類型把他當做Object處理。

那么我們就在剛才的例子里往備選課程類里的CoresesToSelect的List集合添加一些奇怪的東西會發什么有趣的事呢？

1 　　　/* 2 * 往List中添加一些奇怪的東西 3 */ 4 public void testType(){ 5 System.out.println("能否往List中添加一些奇怪的東西呢?"); 6 this.CoresesToSelect.add("我不是課程，我是字符串！"); 7 }

當調用取出課程方法取出該元素時，運行時出錯：

這是因為取出該元素時String類型不能強制轉換為Course類型，那有什么辦法來避免集合中被添加不希望添加的類型呢？

泛型則是規定了某個集合只可以存放特定類型的對象，會在編譯期間進行類型檢查，可以直接指定類型獲取的集合元素。

泛型：指規定了某個集合只能存放特定類型的對象。

語法：ArrayList<String> array=new ArrayList<String>(); //規定array中只能存放String類型的對象

那么，了解了泛型之后，上面的例子里都可以加上泛型了，修改如下（只列出修改的部分）：（自行對比）

1 private Set<Course> courses;//所選課程的set集合 2 this.courses=new HashSet<Course>();//初始化集合 3 public Set<Course> getCourses() { 4 return courses; 5 } 6 public void setCourses(Set<Course> courses) { 7 this.courses = courses; 8 } 1 private List<Course> CoresesToSelect;// 備選課程 2 public ListCourse() { 3 this.CoresesToSelect = new ArrayList<Course>();// 初始化List集合 4 } 5 public List<Course> getCoresesToSelect() { 6 return CoresesToSelect; 7 } 8 9 public void setCoresesToSelect(List<Course> coresesToSelect) { 10 CoresesToSelect = coresesToSelect; 11 }

foreach循環的修改：

1 for (Course obj : CoresesToSelect) { 2 System.out.println("添加了課程：" + obj.getId() + " " + obj.getName()); 4 }

運用了泛型的話，用foreach語句時 存儲變量應該為泛型的類型。for(Course a:courseToSelect),不必再用Object取出再強轉，因為已經規定容器里裝的都是Course類型。

使用泛型要注意：

1.泛型集合中，不能添加泛型規定的類型和其子類以外的對象，否則會報錯！

2.泛型中可以添加規定的類型的子類型的對象。如：

1 public void testChild() { 2 ChildCourse ccr = new ChildCourse(); 3 ccr.id = "3"; 4 ccr.name = "我是子類型的課程對象實例~~"; 5 courses.add(ccr); 6 }

3.不能直接添加基本類型（int,float等）的對象，如果要添加，需要使用其包裝類。如：

1 public void testBasicType() { 2 List<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); 3 list.add(1); 4 System.out.println("基本類型必須使用包裝類作為泛型！" + list.get(0)); 5 }

五、通過Set集合管理課程

Set集合和List一樣是Collection接口的子接口。它的方法跟List類似，但有稍許不同，因為Set集合是無序且不重復的。

1）添加學生選課的課程

add方法跟ArrayList一樣

1 li.stu=new Student("1","小明"); 2 System.out.println("歡迎"+li.stu.getName()+"同學選擇課程"); 3 for(int i=0;i<3;i++){//循環三次添加選課 4 System.out.println("請選第"+(i+1)+"門課程："); 5 String Id=in.next(); 6 for(Course c:li.getCoresesToSelect()){ 7 if(c.getId().equals(Id)){ 8 li.stu.getCourses().add(c); 9 } 10 } 11 12 }

注意：Set 中添加某個對象，無論添加多少次，最終只會保留一個該對象（的引用）。同時，保留的是第一次添加的那一個。Set集合是無序的不可重復的。

2）打印輸出學生選的課程

1 //輸出學生選的課程 2 for(Course c:li.stu.getCourses()){ 3 System.out.println(c.getId()+" "+c.getName()); 4 5 }

注意：循環遍歷Set中的每一個元素只能用foreach或iterator，不能像List一樣用get()方法。因為是無序的每次的輸出結果都有些差別。

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總結：

1、Set沒有像List中set()方法一樣就修改，因為List是有序的，可以指定位置，而Set是無序的，可以用循環遍歷方式修改。

2、查詢遍歷時，Set不能用get()方法去獲取，因為無序沒有指定索引ID，但可以使用foreach和iterator來遍歷，但是每次遍歷出來可能順序都不一樣，還是因為無序造成的。

3、Set中的size(),add(),addAll(),remove(),removeAll()與List類似。

4、Set還可以添加null(但只能添加一個null，因為不重復)；

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本篇主要講述了List和Set的基本操作：增刪改查，下一篇我將介紹Map接口的基本操作，有興趣的小伙伴可以加一下方的"關注"哦！

轉載于:https://www.cnblogs.com/hysum/p/7136480.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的浅入深出之Java集合框架（上）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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