【从零开始的Java开发】1-5-4 ArrayList、HashSet、HashMap 概述与案例

文章目录

集合框架的体系结构
List概述
ArrayList
- 案例：在List中操作String
- 案例：公告管理——在ArrayList中对自定义对象的操作
Set概述
- 案例：在Set中操作String
- 案例：宠物猫信息管理——在HashSet中对自定义对象的操作
Map概述
- 案例：在Map中操作String
- 案例：商品信息管理
总结
- ArrayList
- HashSet
- HashMap
- Iterator迭代器
- hashCode
- equals

集合框架的体系结构

List概述

List是元素有序并且可以重复的集合，称为序列。
List可以精确的控制每个元素的插入位置，或删除某个位置的元素。
List的两个主要实现类是ArrayList和LinkedList

ArrayList

ArrayList底层是由数组实现的
动态增长，以满足应用程序的需求
在列表尾部插入或删除数据非常有效
更适合查找和更新元素
元素可以为null

案例：在List中操作String

add
size
get
remove

代码：

public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stub// 用ArrayList存储编程语言的名称并输出:Java、C、C++、GoList list = new ArrayList();list.add("Java");list.add("C");list.add("C++");list.add("Go");// 输出列表中元素的个数System.out.println(list.size());// 遍历输出所有编程语言for (int i = 0; i < list.size(); i++) {System.out.print(list.get(i) + " ");}System.out.println();// 移除列表中的C++list.remove(2);// 移除列表中的Javalist.remove("Java");// 查看for (int i = 0; i < list.size(); i++) {System.out.print(list.get(i) + " ");}}

输出：

4
Java C C++ Go
C Go

案例：公告管理——在ArrayList中对自定义对象的操作

需求：

公告的添加和显示
在指定位置处插入公告
删除公告
修改公告

即：增删查改。

公告类属性：

编号 id
标题 title
创建人 creator
创建时间 createTime

公告类方法：

构造方法
Getter Setter

公告类：

public class Notice {private int id;// IDprivate String title;// 标题private String creator;// 创建人private Date createTime;// 创建时间public Notice(int id, String title, String creator, Date createTime) {super();this.id = id;this.title = title;this.creator = creator;this.createTime = createTime;}public int getId() {return id;}public void setId(int id) {this.id = id;}public String getTitle() {return title;}public void setTitle(String title) {this.title = title;}public String getCreator() {return creator;}public void setCreator(String creator) {this.creator = creator;}public Date getCreateTime() {return createTime;}public void setCreateTime(Date createTime) {this.createTime = createTime;}}

公告测试类：

public class NoticeTest {public static void main(String[] args) {// 创建Notice类的对象，生成三条公告Notice not1 = new Notice(1, "欢迎学习Java!", "管理员", new Date());Notice not2 = new Notice(2, "请按时提交作业!", "老师", new Date());Notice not3 = new Notice(3, "考勤通知!", "老师", new Date());// 添加公告ArrayList noticeList = new ArrayList();noticeList.add(not1);noticeList.add(not2);noticeList.add(not3);// 显示公告System.out.println("公告内容为：");for (int i = 0; i < noticeList.size(); i++) {// 要强制转换：因为get(i)返回的是Object，它没有getTitle方法System.out.println((i + 1) + "    " + ((Notice) (noticeList.get(i))).getTitle());}System.out.println();// 在第一条公告后添加新公告Notice not4 = new Notice(4, "在线编辑器可以使用了", "管理员", new Date());noticeList.add(1, not4);// 删除按时完成作业的公告noticeList.remove(2);// 显示公告System.out.println("修改后公告内容为：");for (int i = 0; i < noticeList.size(); i++) {// 要强制转换：因为get(i)返回的是Object，它没有getTitle方法System.out.println((i + 1) + "    " + ((Notice) (noticeList.get(i))).getTitle());}System.out.println();//将第二条公告改为：Java在线编辑器可以使用了！not4.setTitle("Java在线编辑器可以使用了");// 显示公告System.out.println("修改后公告内容为：");for (int i = 0; i < noticeList.size(); i++) {// 要强制转换：因为get(i)返回的是Object，它没有getTitle方法System.out.println((i + 1) + "    " + ((Notice) (noticeList.get(i))).getTitle());}System.out.println();}}

输出：

公告内容为：
1    欢迎学习Java!
2    请按时提交作业!
3    考勤通知!修改后公告内容为：
1    欢迎学习Java!
2    在线编辑器可以使用了
3    考勤通知!修改后公告内容为：
1    欢迎学习Java!
2    Java在线编辑器可以使用了
3    考勤通知!

Set概述

Set是元素无序且不可重复的集合，称为集
HashSet：是Set的一个重要实现类，称为哈希集，具有良好的存取和查找性能，底层是HashMap

案例：在Set中操作String

用HashSet存储多个表示颜色的英文单词，并输出。

关于迭代器 Iterator

Iterator接口可以以统一的方式对各种集合元素进行遍历
有两个重要的方法：HasNext()和next()
HasNext()：检测集合中是否还有下一个元素
next()：返回集合中的下一个元素

由样例可见：set的插入是无序的，且不可重复。

public class SetDemo1 {public static void main(String[] args) {// 将英文单词添加到HashSet中Set set = new HashSet();// 向集合中添加元素set.add("blue");set.add("red");set.add("black");set.add("yellow");set.add("whilte");// 显示输出System.out.println("集合中的元素为：");Iterator it = set.iterator();while (it.hasNext()) {System.out.print(it.next() + " ");}System.out.println();// 在集合中插入新的单词set.add("green");// 再显示输出System.out.println("插入元素后集合中的元素为：");it = set.iterator();while (it.hasNext()) {System.out.print(it.next() + " ");}System.out.println();// 重复插入set.add("green");// 再显示输出System.out.println("插入重复元素后的集合中的元素为：");it = set.iterator();while (it.hasNext()) {System.out.print(it.next() + " ");}// 插入失败，但是不会报错}}

输出：

集合中的元素为：
red blue black yellow whilte
插入元素后集合中的元素为：
red green blue black yellow whilte
插入重复元素后的集合中的元素为：
red green blue black yellow whilte

案例：宠物猫信息管理——在HashSet中对自定义对象的操作

需求：

添加和显示宠物猫的信息
查找某只宠物猫的信息并输出
修改宠物猫的信息
删除宠物猫的信息

即：增删查改。

宠物猫属性：

名字 name
年龄 month
品种 species

宠物猫方法：

构造方法
Getter Setter 方法
其他方法

重写toString，hashCode，equals方法可以这样：

增
没有重写hashCode和equals方法的情况：

宠物猫类：

public class Cat {private String name;// 名字private int month;// 年龄private String species;// 品种public Cat(String name, int month, String species) {super();this.name = name;this.month = month;this.species = species;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getMonth() {return month;}public void setMonth(int month) {this.month = month;}public String getSpecies() {return species;}public void setSpecies(String species) {this.species = species;}// 重写toString方法@Overridepublic String toString() {return "[姓名=" + name + ", 年龄=" + month + ", 品种=" + species + "]";}}

测试类：

public class CatTest {public static void main(String[] args) {// 定义宠物猫对象Cat cat1 = new Cat("花花", 1, "狸花");Cat cat2 = new Cat("草草", 2, "英短");// 将宠物猫对象放到HashSet中Set set = new HashSet();set.add(cat1);set.add(cat2);// 显示System.out.println("显示输出：");Iterator it = set.iterator();while (it.hasNext()) {System.out.println(((Cat) (it.next())).toString());}System.out.println();// 添加重复数据Cat cat3 = new Cat("花花", 1, "狸花");set.add(cat3);// 显示System.out.println("插入重复的猫后显示输出：");it = set.iterator();while (it.hasNext()) {System.out.println(((Cat) (it.next())).toString());}System.out.println();//发现插入成功}}

输出：插入成功

显示输出：
[姓名=花花, 年龄=1, 品种=狸花]
[姓名=草草, 年龄=2, 品种=英短]插入重复的猫后显示输出：
[姓名=花花, 年龄=1, 品种=狸花]
[姓名=花花, 年龄=1, 品种=狸花]
[姓名=草草, 年龄=2, 品种=英短]

重写了hashCode和equals方法的情况：

// 重写HashCode@Overridepublic int hashCode() {return Objects.hash(month, name, species);}// 重写equals@Overridepublic boolean equals(Object obj) {// 对象相等返回trueif (this == obj)return true;// 比较内容if (obj.getClass() == Cat.class) {Cat cat = (Cat) obj;return cat.getName().equals(name) && cat.getMonth() == month && cat.getSpecies().equals(species);}return false;}

测试输出：插入失败

显示输出：
[姓名=花花, 年龄=1, 品种=狸花]
[姓名=草草, 年龄=2, 品种=英短]插入重复的猫后显示输出：
[姓名=花花, 年龄=1, 品种=狸花]
[姓名=草草, 年龄=2, 品种=英短]

显然，重写后的才符合HashSet的要求。

查
测试类添加代码如下：

// 在集合中查找草草的信息并输出// 通过对象查找if (set.contains(cat2)) {System.out.println("草草找到了！");System.out.println(cat2);} else {System.out.println("草草没找到！");}// 通过名字查找it = set.iterator();boolean flag = false;Cat temp;while (it.hasNext()) {temp = (Cat) (it.next());if (temp.getName().equals("草草")) {System.out.println("草草找到了！");System.out.println(temp);flag = true;break;}}if (flag == false) {System.out.println("草草没找到！");}}

输出：

草草找到了！
[姓名=草草, 年龄=2, 品种=英短]
草草找到了！
[姓名=草草, 年龄=2, 品种=英短]

删
看这一句代码：temp = (Cat) (it.next());
由于next方法取出的是Object类型，而我们需要的是Cat类型——我们就要进行强制转换，这里由于我们知道其实这个temp是Cat类型的所以可以强制转换。但如果不是，就会报错。如，我们把代码改成：String temp = (String) (it.next());，则会：

这是一种隐患：编译时不会报错，运行时才会。
解决方法：泛型。

把代码改成：

Set<Cat> set = new HashSet<Cat>();
...
Iterator<Cat> it = set.iterator();
...
temp = it.next();//这里不用强制类型转换了

这样，如果出现String temp = (String) (it.next());的代码，就会报错。

删除代码：使用增强型for循环

// 删除草草2的信息并输出
// for (Cat cat : set) 增强型for循环
for (Cat cat : set) {if ("草草2".equals(cat.getName())) {set.remove(cat);break;//注意，这里只有一个满足条件的猫}
}// 输出查看
System.out.println("删除后的信息输出：");
for (Cat cat : set) {System.out.println(cat);
}

输出：

删除后的信息输出：
[姓名=花花, 年龄=1, 品种=狸花]
[姓名=草草, 年龄=2, 品种=英短]

删除成功！

删除集合所有猫的方法：removeAll()
判断集合是否为空的方法：isEmpty()
如果有多种满足删除要求的猫，我们可以这样：new一个新的set1，把满足要求的猫add进去，然后set.removeAll(set1)即可。

Map概述

Map中的数据是以键值对key-value的形式存储的
key-value以Entry类型的对象实例存在
可以通过key值快速查找value
一个映射不能包含重复的键：key唯一
每个键只能映射到一个值

HashMap

基于哈希表的Map接口的实现
允许使用null值和null键
HashMap中的Entry对象是无序排列的

Map接口的常用方法：（详情请见文档，这里只是大致提一下）

clear：清空
entrySet：返回键值对的所有信息
get：通过key取得对应value
keySet：取出所有key的值
put：相当于set的add
remove：移除参数为key的值
values：返回值

HashMap类的构造方法：

HashMap类的常用方法：

clear
entrySet
get
isEmpty
keySet
put
remove
size
values

案例：在Map中操作String

需求：完成一个类似字典的功能

将单词以及单词的注释存储到HashMap中
显示HashMap的内容
查找某单词的注释并显示

添加和显示

输入为：

dog
狗
cat
猫
bird
鸟

代码：

public class DicDemo {public static void main(String[] args) {Map<String, String> animal = new HashMap<String, String>();// 存储/** dog-狗 cat-猫 bird-鸟*/System.out.println("请输入三组单词的注释，并存放到HashMap中");Scanner console = new Scanner(System.in);for (int i = 0; i < 3; i++) {String key = console.next();String value = console.next();animal.put(key, value);}// 显示value的值：无序，因此输出顺序与输入顺序不一致System.out.println("显示value的内容");Iterator<String> it = animal.values().iterator();while (it.hasNext()) {System.out.print(it.next() + "   ");}System.out.println();// 显示key和value的值Set<Entry<String, String>> entrySet = animal.entrySet();for (Entry<String, String> e : entrySet) {System.out.println(e.getKey() + "——" + e.getValue());}}}

输出：

显示value的内容
猫   鸟   狗
cat——猫
bird——鸟
dog——狗

查找
代码：

// 通过单词找到注释并输出：KeySet
String strSearch = console.next();
// 1.取得keySet
Set<String> ks = animal.keySet();
// 2.遍历ks
for (String key : ks) {if (key.equals(strSearch)) {System.out.println("找到啦：" + animal.get(key));break;}
}

输入：dog
输出：找到啦：狗

案例：商品信息管理

需求：使用HashMap对商品信息进行管理

key是商品编号，value是商品对象
对HashMap中的商品进行增删查改

商品类：

属性：

商品编号：id
商品名称：name
商品价格：price

方法：

构造方法
Getter Setter
其他方法

商品Goods类：

public class Goods {private String id;private String name;private double price;public Goods(String id, String name, double price) {super();this.id = id;this.name = name;this.price = price;}public String getId() {return id;}public void setId(String id) {this.id = id;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public double getPrice() {return price;}public void setPrice(double price) {this.price = price;}@Overridepublic String toString() {return "[商品编号=" + id + ", 商品名字=" + name + ", 商品价格=" + price + "]";}}

测试类：

public class GoodsTest {public static void main(String[] args) {Scanner console = new Scanner(System.in);// 定义HashMap对象Map<String, Goods> goodsMap = new HashMap<String, Goods>();System.out.println("请输入三条商品信息：");for (int i = 0; i < 3; i++) {System.out.println("请输入商品编号：");String id = console.next();while (goodsMap.containsKey(id)) {System.out.println("该商品编号已经存在，请重新输入！");id = console.next();}System.out.println("请输入商品名字：");String name = console.next();System.out.println("请输入商品价格：");double price = console.nextDouble();Goods goods = new Goods(id, name, price);goodsMap.put(id, goods);}// 遍历MapSystem.out.println("显示商品信息：");Iterator<Goods> it = goodsMap.values().iterator();while (it.hasNext()) {System.out.println(it.next().toString());}System.out.println();}
}

输入：

s01
冰箱
5000
s02
手机
2000
s03
电脑
5000

输出：

显示商品信息：
[商品编号=s02, 商品名字=手机, 商品价格=2000.0]
[商品编号=s01, 商品名字=冰箱, 商品价格=5000.0]
[商品编号=s03, 商品名字=电脑, 商品价格=5000.0]

总结

ArrayList

底层由数组实现
元素有序且重复
可以动态增长，以满足应用程序的需求
元素值可以为null

HashSet

元素无序且不可重复
只允许一个null元素

HashMap

键不能重复
允许使用null值和null键
HashMap中的Entry对象是无序排列的

Iterator迭代器

Iterator接口以统一的方式对各种集合元素进行遍历。

Iterator<String> it = set.iterator();
while (it.hasNext()) {System.out.println(it.next().toString());
}

hashCode

public int hashCode() {final int prime = 31;int result = 1;result = prime * result + age;result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());result = prime * result + ((species == null) ? 0 : species.hashCode());return result;}

equals

// 重写equals@Overridepublic boolean equals(Object obj) {// 对象相等返回trueif (this == obj)return true;// 比较内容if (obj.getClass() == Cat.class) {Cat cat = (Cat) obj;return cat.getName().equals(name) && cat.getMonth() == month && cat.getSpecies().equals(species);}return false;}