Java知识点汇总--Set集合
Java集合
- 1. set集合
- 1.1 Set集合概述和特点
- 1.2 哈希值
- 1.3 HashSet集合概述和特点
- 1.4 HashSet集合保证元素唯一性源码分析
- 1.5 常见数据结构之哈希表
- 1.6 HashSet 集合存储学生对象并遍历
- 1.7 LinkedHashSet集合概述和特点
- 2. Set 集合排序
- 2.1 TreeSet集合概述和特点
- 2.2 自然排序Comparable的使用
- 2.3 比较器排序Comparator的使用
- 2.4 成绩排序案例
- 2.5 不重复的随机数案例
- 2.6 总结
- 3. 泛型
- 3.1 泛型概述和好处
- 3.2 泛型类
- 3.3 泛型方法
- 3.4 泛型接口
- 3.5 类型通配符
- 4. 可变参数
- 4.1 可变参数
- 4.2 可变参数的使用
1. set集合
1.1 Set集合概述和特点
- Set 集合的特点
- 元素存取无序
- 没有索引、只能通过迭代器或增强 for循环遍历
- 不能存储重复元素
- Set 集合的基本使用
public class SetDemo {public static void main(String[] args) {//创建集合对象Set<String> set = new HashSet<String>();//添加元素set.add("hello");set.add("world");set.add("java");//不包含重复元素的集合set.add("world");//遍历for(String s : set) {System.out.println(s);}}
}
1.2 哈希值
- 哈希值简介
是JDK根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值 - 如何获取哈希值
Object类中的public int hashCode():返回对象的哈希码值 - 哈希值的特点
- 同一个对象多次调用 hashCode()方法返回的哈希值是相同的
- 默认情况下,不同对象的哈希值是不同的。而重写 hashCode()方法,可以实现让不同对象的哈希值相同
- 获取哈希值的代码
学生类
public class Student {private String name;private int age;public Student() {}public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = 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;}@Overridepublic int hashCode() {return 0;}
}
测试类
public class HashDemo {public static void main(String[] args) {//创建学生对象Student s1 = new Student("林青霞",30);//同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的System.out.println(s1.hashCode()); //1060830840System.out.println(s1.hashCode()); //1060830840System.out.println("--------");Student s2 = new Student("林青霞",30);//默认情况下,不同对象的哈希值是不相同的//通过方法重写,可以实现不同对象的哈希值是相同的System.out.println(s2.hashCode()); //2137211482System.out.println("--------");System.out.println("hello".hashCode()); //99162322System.out.println("world".hashCode()); //113318802System.out.println("java".hashCode()); //3254818System.out.println("world".hashCode()); //113318802System.out.println("--------");System.out.println("重地".hashCode()); //1179395System.out.println("通话".hashCode()); //1179395}
}
1.3 HashSet集合概述和特点
- HashSet 集合的特点
- 底层数据结构是哈希表
- 对集合的迭代顺序不作任何保证,也就是说不保证存储和取出的元素顺序一致
- 没有带索引的方法,所以不能使用普通 for循环遍历
- 由于是 Set集合,所以是不包含重复元素的集合
- HashSet 集合的基本使用
public class HashSetDemo01 {public static void main(String[] args) {//创建集合对象HashSet<String> hs = new HashSet<String>();//添加元素hs.add("hello");hs.add("world");hs.add("java");hs.add("world");//遍历for(String s : hs) {System.out.println(s);}}
}
1.4 HashSet集合保证元素唯一性源码分析
HashSet 集合保证元素唯一性的原理
- 根据对象的哈希值计算存储位置,如果当前位置没有元素则直接存入,如果当前位置有元素存在,则进入第二步
- 当前元素的元素和已经存在的元素比较哈希值,如果哈希值不同,则将当前元素进行存储,如果哈希值相同,则进入第三步
- 通过equals()方法比较两个元素的内容,如果内容不相同,则将当前元素进行存储,如果内容相同,则不存储当前元素
哈希表底层:
- JDK1.8之前:数组+链表+哈希算法
- JDK1.8之后:数组+链表+红黑树+哈希算法
HashSet 集合保证元素唯一性的图解
1.5 常见数据结构之哈希表
1.6 HashSet 集合存储学生对象并遍历
- 案例需求
- 创建一个存储学生对象的集合,存储多个学生对象,使用程序实现在控制台遍历该集合
- 要求:学生对象的成员变量值相同,我们就认为是同一个对象
- 代码实现
学生类
public class Student {private String name;private int age;public Student() {}public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = 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;}@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) return true;if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;Student student = (Student) o;if (age != student.age) return false;return name != null ? name.equals(student.name) : student.name ==
null;}@Overridepublic int hashCode() {int result = name != null ? name.hashCode() : 0;result = 31 * result + age;return result;}
}
测试类
public class HashSetDemo02 {public static void main(String[] args) {//创建HashSet集合对象HashSet<Student> hs = new HashSet<Student>();//创建学生对象Student s1 = new Student("林青霞", 30);Student s2 = new Student("张曼玉", 35);Student s3 = new Student("王祖贤", 33);Student s4 = new Student("王祖贤", 33);//把学生添加到集合hs.add(s1);hs.add(s2);hs.add(s3);hs.add(s4);//遍历集合(增强for)for (Student s : hs) {System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());}}
}
1.7 LinkedHashSet集合概述和特点
- LinkedHashSet 集合特点
- 哈希表和链表实现的 Set接口,具有可预测的迭代次序
- 由链表保证元素有序,也就是说元素的存储和取出顺序是一致的
- 由哈希表保证元素唯一,也就是说没有重复的元素
- LinkedHashSet 集合基本使用
public class LinkedHashSetDemo {public static void main(String[] args) {//创建集合对象LinkedHashSet<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<String>();//添加元素linkedHashSet.add("hello");linkedHashSet.add("world");linkedHashSet.add("java");linkedHashSet.add("world");//遍历集合for(String s : linkedHashSet) {System.out.println(s);}}
}
2. Set 集合排序
2.1 TreeSet集合概述和特点
- TreeSet 集合概述
- 元素有序,可以按照一定的规则进行排序,具体排序方式取决于构造方法
- TreeSet() :根据其元素的自然排序进行排序
- TreeSet(Comparator comparator) :根据指定的比较器进行排序
- 没有带索引的方法,所以不能使用普通 for循环遍历
- 由于是 Set集合,所以不包含重复元素的集合
- 元素有序,可以按照一定的规则进行排序,具体排序方式取决于构造方法
- TreeSet 集合基本使用
public class TreeSetDemo01 {public static void main(String[] args) {//创建集合对象TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();//添加元素ts.add(10);ts.add(40);ts.add(30);ts.add(50);ts.add(20);ts.add(30);//遍历集合for(Integer i : ts) {System.out.println(i);}}
}
2.2 自然排序Comparable的使用
- 案例需求
- 存储学生对象并遍历,创建 TreeSet集合使用无参构造方法
- 要求:按照年龄从小到大排序,年龄相同时,按照姓名的字母顺序排序
- 实现步骤
- 用 TreeSet集合存储自定义对象,无参构造方法使用的是自然排序对元素进行排序的
- 自然排序,就是让元素所属的类实现 Comparable接口,重写compareTo(T o)方法
- 重写方法时,一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
- 代码实现
学生类
public class Student implements Comparable<Student> {private String name;private int age;public Student() {}public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = 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;}@Overridepublic int compareTo(Student s) {// return 0;
// return 1;
// return -1;//按照年龄从小到大排序int num = this.age - s.age;
// int num = s.age - this.age;//年龄相同时,按照姓名的字母顺序排序int num2 = num==0?this.name.compareTo(s.name):num;return num2;}
}
测试类
public class TreeSetDemo02 {public static void main(String[] args) {//创建集合对象TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();//创建学生对象Student s1 = new Student("xishi", 29);Student s2 = new Student("wangzhaojun", 28);Student s3 = new Student("diaochan", 30);Student s4 = new Student("yangyuhuan", 33);Student s5 = new Student("linqingxia",33);Student s6 = new Student("linqingxia",33);//把学生添加到集合ts.add(s1);ts.add(s2);ts.add(s3);ts.add(s4);ts.add(s5);ts.add(s6);//遍历集合for (Student s : ts) {System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());}}
}
2.3 比较器排序Comparator的使用
- 案例需求
- 存储学生对象并遍历,创建 TreeSet集合使用带参构造方法
- 要求:按照年龄从小到大排序,年龄相同时,按照姓名的字母顺序排序
- 实现步骤
- 用 TreeSet集合存储自定义对象,带参构造方法使用的是比较器排序对元素进行排序的
- 比较器排序,就是让集合构造方法接收 Comparator的实现类对象,重写compare(T o1,T o2)方法
- 重写方法时,一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
- 代码实现
学生类
public class Student {private String name;private int age;public Student() {}public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = 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;}
}
测试类
public class TreeSetDemo {public static void main(String[] args) {//创建集合对象TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() {@Overridepublic int compare(Student s1, Student s2) {//this.age - s.age//s1,s2int num = s1.getAge() - s2.getAge();int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num;return num2;}});//创建学生对象Student s1 = new Student("xishi", 29);Student s2 = new Student("wangzhaojun", 28);Student s3 = new Student("diaochan", 30);Student s4 = new Student("yangyuhuan", 33);Student s5 = new Student("linqingxia",33);Student s6 = new Student("linqingxia",33);//把学生添加到集合ts.add(s1);ts.add(s2);ts.add(s3);ts.add(s4);ts.add(s5);ts.add(s6);//遍历集合for (Student s : ts) {System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());}}
}
2.4 成绩排序案例
- 案例需求
- 用 TreeSet集合存储多个学生信息(姓名,语文成绩,数学成绩),并遍历该集合
- 要求:按照总分从高到低出现
- 代码实现
学生类
public class Student {private String name;private int chinese;private int math;public Student() {}public Student(String name, int chinese, int math) {this.name = name;this.chinese = chinese;this.math = math;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getChinese() {return chinese;}public void setChinese(int chinese) {this.chinese = chinese;}public int getMath() {return math;}public void setMath(int math) {this.math = math;}public int getSum() {return this.chinese + this.math;}
}
测试类
public class TreeSetDemo {public static void main(String[] args) {//创建TreeSet集合对象,通过比较器排序进行排序TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>
() {@Overridepublic int compare(Student s1, Student s2) {// int num = (s2.getChinese()+s2.getMath())-
(s1.getChinese()+s1.getMath());//主要条件int num = s2.getSum() - s1.getSum();//次要条件int num2 = num == 0 ? s1.getChinese() - s2.getChinese() :
num;int num3 = num2 == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName())
: num2;return num3;}});//创建学生对象Student s1 = new Student("林青霞", 98, 100);Student s2 = new Student("张曼玉", 95, 95);Student s3 = new Student("王祖贤", 100, 93);Student s4 = new Student("柳岩", 100, 97);Student s5 = new Student("风清扬", 98, 98);Student s6 = new Student("左冷禅", 97, 99);
// Student s7 = new Student("左冷禅", 97, 99);Student s7 = new Student("赵云", 97, 99);//把学生对象添加到集合ts.add(s1);ts.add(s2);ts.add(s3);ts.add(s4);ts.add(s5);ts.add(s6);ts.add(s7);//遍历集合for (Student s : ts) {System.out.println(s.getName() + "," + s.getChinese() + "," +
s.getMath() + "," + s.getSum());}}
}
2.5 不重复的随机数案例
- 案例需求
编写一个程序,获取 10个1-20之间的随机数,要求随机数不能重复,并在控制台输出 - 代码实现
public class SetDemo {public static void main(String[] args) {//创建Set集合对象
// Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();Set<Integer> set = new TreeSet<Integer>();//创建随机数对象Random r = new Random();//判断集合的长度是不是小于10while (set.size()<10) {//产生一个随机数,添加到集合int number = r.nextInt(20) + 1;set.add(number);}//遍历集合for(Integer i : set) {System.out.println(i);}}
}
2.6 总结
如果希望元素可以重复,又有索引,查询要快用ArrayList集合。
如果希望元素可以重复,又有索引,增删要快要用LinkedList集合(适合查询元素比较少的情况,经常要首尾操作元素的情况)
如果希望增删要快,但是元素不重复以及无序无索引,那么用hashset集合。
如果希望增删要快且有序,但是元素可以不重复,且没有索引,那么用LinkedHashSet集合。
3. 泛型
3.1 泛型概述和好处
- 泛型概述
是JDK5中引入的特性,它提供了编译时类型安全检测机制,该机制允许在编译时检测到非法的类型它的本质是参数化类型,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。一提到参数,最熟悉的就是定义方法时有形参,然后调用此方法时传递实参。那么参数化类型怎么理解呢?顾名思义,就是将类型由原来的具体的类型参数化,然后在使用/调用时传入具体的类型。这种参数类型可以用在类、方法和接口中,分别被称为泛型类、泛型方法、泛型接口 - 泛型定义格式
- < 类型>:指定一种类型的格式。这里的类型可以看成是形参
- < 类型1,类型2…>:指定多种类型的格式,多种类型之间用逗号隔开。这里的类型可以看成是形参
- 将来具体调用时候给定的类型可以看成是实参,并且实参的类型只能是引用数据类型
- 泛型的好处
- 把运行时期的问题提前到了编译期间
- 避免了强制类型转换
3.2 泛型类
- 定义格式
修饰符 class 类名<类型> { }
- 示例代码
泛型类
public class Generic<T> {private T t;public T getT() {return t;}public void setT(T t) {this.t = t;}
}
测试类
public class GenericDemo {public static void main(String[] args) {Generic<String> g1 = new Generic<String>();g1.setT("林青霞");System.out.println(g1.getT());Generic<Integer> g2 = new Generic<Integer>();g2.setT(30);System.out.println(g2.getT());Generic<Boolean> g3 = new Generic<Boolean>();g3.setT(true);System.out.println(g3.getT());}
}
3.3 泛型方法
- 定义格式
修饰符 <类型> 返回值类型 方法名(类型 变量名) { }
- 示例代码
带有泛型方法的类
public class Generic {public <T> void show(T t) {System.out.println(t);}
}
测试类
public class GenericDemo {public static void main(String[] args) {Generic g = new Generic();g.show("林青霞");g.show(30);g.show(true);g.show(12.34);}
}
3.4 泛型接口
- 定义格式
修饰符 interface 接口名<类型> { }
- 示例代码
泛型接口
public interface Generic<T> {void show(T t);
}
泛型接口实现类
public class GenericImpl<T> implements Generic<T> {@Overridepublic void show(T t) {System.out.println(t);}
}
测试类
public class GenericDemo {public static void main(String[] args) {Generic<String> g1 = new GenericImpl<String>();g1.show("林青霞");Generic<Integer> g2 = new GenericImpl<Integer>();g2.show(30);}
}
3.5 类型通配符
- 类型通配符的作用
为了表示各种泛型 List的父类,可以使用类型通配符 - 类型通配符的分类
- 类型通配符: <?>
- List<?> :表示元素类型未知的List,它的元素可以匹配任何的类型
- 这种带通配符的 List仅表示它是各种泛型List的父类,并不能把元素添加到其中
- 类型通配符上限: <? extends 类型>
- List<? extends Number> :它表示的类型是Number或者其子类型
- 类型通配符下限: <? super 类型>
- List<? super Number> :它表示的类型是Number或者其父类型
- 类型通配符: <?>
- 类型通配符的基本使用
public class GenericDemo {public static void main(String[] args) {//类型通配符:<?>List<?> list1 = new ArrayList<Object>();List<?> list2 = new ArrayList<Number>();List<?> list3 = new ArrayList<Integer>();System.out.println("--------");//类型通配符上限:<? extends 类型>
// List<? extends Number> list4 = new ArrayList<Object>();List<? extends Number> list5 = new ArrayList<Number>();List<? extends Number> list6 = new ArrayList<Integer>();System.out.println("--------");//类型通配符下限:<? super 类型>List<? super Number> list7 = new ArrayList<Object>();List<? super Number> list8 = new ArrayList<Number>();
// List<? super Number> list9 = new ArrayList<Integer>();}
}
4. 可变参数
4.1 可变参数
- 可变参数介绍
可变参数又称参数个数可变,用作方法的形参出现,那么方法参数个数就是可变的了 - 可变参数定义格式
修饰符 返回值类型 方法名(数据类型… 变量名) { }
- 可变参数的注意事项
- 这里的变量其实是一个数组
- 如果一个方法有多个参数,包含可变参数,可变参数要放在最后
- 可变参数的基本使用
public class ArgsDemo01 {public static void main(String[] args) {System.out.println(sum(10, 20));System.out.println(sum(10, 20, 30));System.out.println(sum(10, 20, 30, 40));System.out.println(sum(10,20,30,40,50));System.out.println(sum(10,20,30,40,50,60));System.out.println(sum(10,20,30,40,50,60,70));System.out.println(sum(10,20,30,40,50,60,70,80,90,100));}
// public static int sum(int b,int... a) {// return 0;
// }public static int sum(int... a) {int sum = 0;for(int i : a) {sum += i;}return sum;}
}
4.2 可变参数的使用
- Arrays 工具类中有一个静态方法:
- public static List asList(T… a):返回由指定数组支持的固定大小的列表
- 返回的集合不能做增删操作,可以做修改操作
- List 接口中有一个静态方法:
- public static List of(E… elements):返回包含任意数量元素的不可变列表
- 返回的集合不能做增删改操作
- Set 接口中有一个静态方法:
- public static Set of(E… elements) :返回一个包含任意数量元素的不可变集合
- 在给元素的时候,不能给重复的元素
- 返回的集合不能做增删操作,没有修改的方法
- 示例代码
public class ArgsDemo02 {public static void main(String[] args) {//public static <T> List<T> asList(T... a):返回由指定数组支持的固定大小的列表
// List<String> list = Arrays.asList("hello", "world", "java");
//
list.add("javaee"); //UnsupportedOperationException
list.remove("world"); //UnsupportedOperationException
// list.set(1,"javaee");
//
// System.out.println(list);//public static <E> List<E> of(E... elements):返回包含任意数量元素的不可变列表
// List<String> list = List.of("hello", "world", "java", "world");
//
list.add("javaee");//UnsupportedOperationException
list.remove("java");//UnsupportedOperationException
list.set(1,"javaee");//UnsupportedOperationException
//
// System.out.println(list);//public static <E> Set<E> of(E... elements) :返回一个包含任意数量元素的不可变集合
// Set<String> set = Set.of("hello", "world", "java","world");
//IllegalArgumentException//Set<String> set = Set.of("hello", "world", "java");
// set.add("javaee");//UnsupportedOperationException
// set.remove("world");//UnsupportedOperationException//System.out.println(set);}
}
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