JAVA集合框架--详解

java集合框架为我们提供了一套性能优良、使用方便的接口和类，它们都位于java.util包中。集合框架是一种为表示和操作而规定的一种统一的彼岸准体系结构。

集合框架包含的主要内容及彼此之间的关系如图所示：

集合框架被设计成要满足以下几个目标。

该框架必须是高性能的。基本集合（动态数组，链表，树，哈希表）的实现也必须是高效的。
该框架允许不同类型的集合，以类似的方式工作，具有高度的互操作性。
对一个集合的扩展和适应必须是简单的。

通常说java集合框架共有三大类接口：

Collection接口存储一组不唯一(允许重复)，无序的对象。
Set接口继承Collection接口，存储一组唯一（不允许重复），无序的对象
List接口继承Collection接口，存储一组不唯一（允许重复），有序（以元素插入次序来放置元素，不会重新排列）的对象
Map接口存储一组成对的键-值对象，提供key（键）到values（值）的映射，Map中的Key不要求有序，不允许重复。values同样不要求有序，但是允许重复

List接口（ArraryList集合类）：

实现List接口的常用类有ArraryList和LinkList。他们都可以通过容纳所有类型的对象，包括null，允许重复，并且都保证元素的存储顺序；ArrayList对数组进行了封装，实现了长度可变的数组。

问题：集合存储多个狗狗的信息，获取存储狗狗的总数，按照存储顺序获取各个狗狗信息并逐条输出相关内容；

分析：元素个数不确定，要求获得存储元素的实际个数，按照存储的顺序获取并输出元素的信息，可以通过List接口的实现

上述问题实现步骤：

创建多个狗狗的对象
创建ArraryList集合对象，并把多个狗狗的对象放入其中
输出集合中狗狗的数量
通过遍历集合显示各个狗狗的信息

实现代码：

Dog类：对狗狗属性进行定义声明、封装

 * Created by WuHuaSen .* Created Date:  2022/3/15 9:08* Version:  V1.0*/
class Dog {private String Name;//名字private String Variety;//品种public Dog() {}public Dog(String Name, String Variety) {this.Name = Name;this.Variety = Variety;}public String getName() {return Name;}public void setName(String name) {Name = name;}public String getVariety() {return Variety;}public void setVariety(String variety) {Variety = variety;}
}

ListInterFace类：问题中通过实现List接口，对问题要求进行实现：

public class ListInterFace {public static void main(String[] args) {//创建多个狗狗对象Dog ououDog = new Dog("欧欧", "雪纳瑞");Dog yayaDog = new Dog("亚亚", "拉布拉多");Dog meimeiDog = new Dog("美美", "雪瑞纳");Dog feifeiDog = new Dog("菲菲", "拉布拉多");//创建ArrayLIst集合对象并把4个狗狗对象放入其中List dogs = new ArrayList();dogs.add(ououDog);dogs.add(yayaDog);dogs.add(meimeiDog);dogs.add(2, feifeiDog);//菲菲添加到指定的位置//输出集合中狗狗的数量System.out.println("共计有：" + dogs.size() + "条狗狗");//通过遍历集合显示各条狗狗的信息System.out.println("姓名\t\t品种");for (int i = 0; i < dogs.size(); i++) {Dog dog = (Dog) dogs.get(i);//ArraryList存储数据类型是Object，所以使用get（）方法时需要强制类型转换System.out.println(dog.getName() + "\t\t" + dog.getVariety());}}
}

执行结果：

注！！List接口的add（Object o）方法的参数类型是Object类型，及时在调用时实参是Dog类型，但是系统认为里面是Object类型，所以在通过get(int i)方法获取元素必须进行强制类型转换，如 Dog dog = (Dog) dogs.get(i),否则会编译错误

LinkedList集合类：

由于ArraryList采用了和数组相同得到存储方式，在内存中分配连续的空间，在添加和删除非尾部元素时会导后面所有元素的移动，性能低下。所以在插入、删除操作比较频繁时，可以考虑使用LinkesList来提高效率。

问题：在集合的头部或尾部添加或者删除狗狗对象的实现

上述问题实现步骤：

创建多个狗狗的对象
创建LinkedList集合对象并把狗狗对象放入其中
查看集合第一条狗狗的昵称、查看最后一条狗狗的昵称
删除集合中第一条狗狗和最后一条狗狗
显示删除部分狗狗后集合中的各条狗狗的信息

实现代码：

test2类：对问题需求进行实现

import java.util.LinkedList;/*** Description: JiHeKuangJIA* Created by WuHuaSen .* Created Date:  2022/3/15 15:10* Version:  V1.0*/
public class test02 {public static void main(String[] args) {//创建多个狗狗对象Dog ououDog = new Dog("欧欧", "雪纳瑞");Dog yayaDog = new Dog("亚亚", "拉布拉多");Dog meimeiDog = new Dog("美美", "雪瑞纳");Dog feifeiDog = new Dog("菲菲", "拉布拉多");//创建LinkedList集合对象并把狗狗对象放入其中LinkedList dogs = new LinkedList();dogs.add(ououDog);dogs.add(yayaDog);dogs.addLast(meimeiDog);dogs.addFirst(feifeiDog);//3、查看集合第一条狗狗的昵称Dog dogFirst = (Dog) dogs.getFirst();System.out.println("第一条狗狗的昵称是" + dogFirst.getName());//4、查看最后一条狗狗的昵称Dog dogLast = (Dog) dogs.getLast();System.out.println("第一条狗狗的昵称是" + dogLast.getName());//5\删除集合中第一条狗狗和最后一条狗狗dogs.removeFirst();dogs.removeLast();//6、显示删除部分狗狗后集合中的各条狗狗的信息System.out.println("删除部分狗狗后还有"+dogs.size()+"狗狗");for (int i = 0;i<dogs.size();i++){Dog dog = (Dog) dogs.get(i);System.out.println(dog.getName()+"\t"+dog.getVariety());}}
}

代码执行结果如下：

Map接口（HashMap集合类）：

Map接口存储一组成对的键-值对象，提供key（键）到values(值)的映射。Map中的key不要求有序，不允许重复。values同样不要求有序，但是值可以重复。最常用的Map实现类是HashMap，存储方式是哈希表，哈希表也称散列表，是根据关键码值而直接进行访问的数据结构。

问题：建立国家英文简称和中文全名之间的键-值映射，如CN-中华人民共和国，根据“CN”可以查到“妆花人民共和国”，通过删除键实现对应值的删除

分析：Java集合框架中提供了Map接口，专门用来处理键-值映射数据的存储。Map中可以存储多个元素，每个对象都是由两个对象组成，即一个键对象对用一个值对象，可以根据键的实际对应值进行映射

上述问题实现步骤：
根据HashMap存储多组国家英文简称和中文全称的“键-值对”
显示“CN”对应国家的中文简称
显示集合中元素的个数
判断两次Map中是否存在"FR"键
分别显示键集、值集和键-值集

实现代码：

test2类：对问题需求进行实现

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;/*** Description: JiHeKuangJIA* Created by WuHuaSen .* Created Date:  2022/3/15 15:42* Version:  V1.0*/
public class test03 {public static void main(String[] args) {//1、根据HashMap存储多组国家英文简称和中文全称的“键-值对”Map countries = new HashMap();countries.put("CN", "中华人民共和国");countries.put("RU", "俄罗斯联邦");countries.put("FR", "法兰西共和国");countries.put("US", "美利坚共和国");//2、显示“CN”对应国家的中文简称String Country = (String) countries.get("CN");System.out.println("CN对应的国家是：" + Country);System.out.println("----------------------------");//3、显示集合中元素的个数System.out.println("Map集合中共有" + countries.size() + "个国家");System.out.println("----------------------------");//4、判断两次Map中是否存在"FR"键System.out.println("Map中包含FR的key吗？" + countries.containsKey("FR"));countries.remove("FR");System.out.println("Map中包含FR的key吗？" + countries.containsKey("FR"));System.out.println("----------------------------");//5、分别显示键集、值集和键-值集System.out.println(countries.keySet());System.out.println(countries.values());System.out.println(countries);System.out.println("----------------------------");//6、清空HashMap并判断countries.clear();if (countries.isEmpty()){System.out.println("已经清空Map中的数据");}}
}

代码执行结果如下：

Iterator迭代器

所有集合的接口和类都没有提供相应的遍历方法，而是把遍历交给了迭代器Iterator完成。Iterator为集合而生，专门实现集合的遍历。他隐藏了各种集合实现类的内部细节，提供了遍历集合的统一编程接口；

Collection接口的iterator（）方法返回一个Iterator，然后通过Iterator接口的两个方法即可方便地实现遍历。

boolean hasNext（）：判断是否存在另一个可访问的元素。

Object next（）：返回要访问的下一个元素。

示例需求说明：

根据宠物昵称查找对应的宠物，如果找到，则显示宠物信息；否则给出错误提示，使用Iterator迭代器

实现步骤：

创建多个狗狗对象
创建Map集合对象并把多个狗狗对象放入其中
通过迭代器一次输出集合中所有狗狗的信息

实现代码：

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;/*** Description: JiHeKuangJIA* Created by WuHuaSen .* Created Date:  2022/3/15 18:49* Version:  V1.0*/
public class test04 {public static void main(String[] args) {//创建多个狗狗对象Dog ououDog = new Dog("欧欧", "雪纳瑞");Dog yayaDog = new Dog("亚亚", "拉布拉多");Dog meimeiDog = new Dog("美美", "雪瑞纳");Dog feifeiDog = new Dog("菲菲", "拉布拉多");//2、创建Map集合对象并把多个狗狗对象放入其中Map dogMap = new HashMap();dogMap.put(ououDog.getName(), ououDog);dogMap.put(yayaDog.getName(), yayaDog);dogMap.put(meimeiDog.getName(), meimeiDog);dogMap.put(feifeiDog.getName(), feifeiDog);//3、通过迭代器一次输出集合中所有狗狗的信息System.out.println("使用Iterator遍历，所有狗狗的昵称是：\t所有狗狗的品种是：");Set keys = dogMap.keySet();//取出所有key的集合Iterator iterator = keys.iterator();//获取Iterator对象while (iterator.hasNext()) {String key = (String) iterator.next();//取出keyDog dog = (Dog) dogMap.get(key);//根据key取出对应的值System.out.println(key + "\t" + dog.getVariety());}//}
}

代码执行结果：

小结：集合弥补了数组的缺陷，它比数组更灵活更实用，可大大提高软件的开发效率，而且不同的集合可适用于不同的场合。集合框架是为表示和操作集合而规定的一种标准体系结构。集合框架包括三大块内容：对外的接口，接口的实现和集合运算的算法~~~~