【JAVA】集合与背后的逻辑框架，包装类，List，Map，Set，静态内部类

亚太地区百大最帅面孔第101名2023-10-16 9:38

❤️ Author： 老九

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collection

Collection 接口，在 Java 当中，Collection 也是重要的数据结构。

Collection创建

在创建 Collection 的时候，要通过 new 关键字 来使用。但是查看 Collection 源码的时候，发现 Collecting 是一个接口 ：

**因为接口是不能实例化的，所以 new 的时候，要用一个具体的类。**这里用ArrayList来举例：

java 复制代码 
Collection collection = new ArrayList();

collection使用泛型

使用泛型就是加上 <> 里面写元素类型，要注意的是，这里的类型全是包装类。字符串的包装类是：String 整形的包装类是：Integer 。写了包装类的话，add 的时候就只能添加这一类型：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    Collection<String> collection = new ArrayList<String>();
    collection.add("hello");
    collection.add("word");
    System.out.println(collection);
}

Collection 后面的 String 可以不写，因为不写的话，编译器会通过前面的 String 来推导出相应的类型。如果这里 add 非字符类型的话，就会报错。运行结果如下：

collection方法

Collection 里面有很多自带的方法：

使用代码测试：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    Collection<String> collection = new ArrayList<>();
    collection.add("hello");
    collection.add("word");
    System.out.println(collection);
    System.out.println(collection.size());
    System.out.println(collection.isEmpty());
    collection.remove("word");
    System.out.println(collection);
    Object[] objects = collection.toArray();
    System.out.println(Arrays.toString(objects));
    System.out.println(objects);
}

Map 接口

Map 是在 util 包下的接口。Map 有两个参数 <key,val> ，而且这两个参数必须是字符串。实现 Map 的方法 有HashMap 和 TreeMap 。Map 的基本功能如下

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    Map<String,String> map = new HashMap<>();
    map.put("Lockey","鲁班锁");
    map.put("及时雨","宋江");
    String ret = map.get("及时雨");
    String tmp = map.getOrDefault("及时雨1","FM850");
    System.out.println(ret);
    System.out.println(tmp);
    boolean flag = map.containsKey("Lockey");
    System.out.println(flag);
}

Map的存储结构

  • map在存储 的时候，并不是顺序存储的，而是通过映射去存储的。代码示例：
java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    Map<String,String> map = new HashMap<>();
    map.put("及时雨","宋江");
    map.put("Lockey","鲁班锁");
    System.out.println(map);
}

先输出 "Lockey" 然后才是 "及时雨" 。

HashMap和TreeMap的有序和无序

  • HashMap存储的时候是根据key值排序的，是有序的。
  • TreeMap放入的时候没有进行比较，没有排序。
java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    Map<Integer,String> map = new HashMap<>();
    map.put(10,"宋江");
    map.put(3,"鲁班锁");
    System.out.println(map);
    Map<String,String> map2 = new HashMap<>();
    map2.put("efg","宋江");
    map2.put("abc","鲁班锁");
    System.out.println(map2);
    Map<String,String> map3 = new TreeMap<>();
    map3.put("及时雨","宋江");
    map3.put("国民女神","鲁班锁");
    System.out.println(map3);
    Map<String,String> map4 = new HashMap<>();
    map4.put("及时雨","宋江");
    map4.put("国民女神","鲁班锁");
    System.out.println(map4);
}

包装类

包装类是根据基本类型出现的，八大基本类型对应着八种包装类：

要注意的是：String 不是包装类。**包装类的好处在于：可以完成对数据的操作。**例如：把字符串变为整形：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    String str = "123";
    int ret = Integer.valueOf(str);
    System.out.println(ret+1);
}

装箱与拆箱（装包与拆包）

装箱：把简单数据类型变为包装类类型

拆箱：把包装类类型变为简单数据类型

代码示例，这里是隐式的：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    //装箱
    Integer a = 123;
    //拆箱
    int b = a;//隐式的：因为把 Integer 变为 int 了
    System.out.println(a+"   "+b);
}

下面我们通过 powershell 窗口来看编译的过程：

可以看到，画圈的部分就是两次过程。第一次是通过 Integer 的 valueOf 来把 123 变成 Integer 类。第二次则是通过 Integer 的 intValue 来变成 int 类型。下面的就是字符串的拼接了。
显式拆包：

通过直接将方法写出来，一看就明白了的方法就是显式的：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    //这里就是显式的装包
    Integer a2 = Integer.valueOf(123);
    Integer a3 = new Integer(123);
    //显式的拆包
    int b2 = a2.intValue();
    double d = a2.doubleValue();
}

LIst

List使用

在使用 List 的时候，后面括号可以加参数，也可以不加参数，加的参数是表示容量大小：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    List<String> list1 = new ArrayList<>(20);
    List<String> list2 = new ArrayList<>();
}

List 是一个很大的类，这里用它下层的 ArrayList ：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();
    list2.add("hello");
    list2.add("word");
    list2.add("123");
    System.out.println(list2);
    ArrayList<String> list3 = new ArrayList<>(list2);
    System.out.println(list3);
}

可以使用另外一个 Array List 对 list 初始化：这里的 list3 就是用 list2 来进行初始化。

List的多种输出方式

直接通过字符串输出

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();
    list2.add("hello");
    list2.add("word");
    list2.add("123");
    System.out.println(list2);
}

通过for循环打印

- 用size()获取长度，用add()添加，用get(int)获取

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();
    list2.add("hello");
    list2.add("word");
    list2.add("123");
    for (int i = 0; i < list2.size(); i++){
        System.out.println(list2.get(i));
    }
}

通过foreach输出

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();
    list2.add("hello");
    list2.add("word");
    list2.add("123");
    for (String s:list2) {
        System.out.println(s);
    }
}

通过迭代器打印

  • 通过使用List的方法：iterator()来完成输出
java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();
    list2.add("hello");
    list2.add("word");
    list2.add("123");
    System.out.println("迭代器打印");
    Iterator<String> i = list2.iterator();
    while (i.hasNext()) {
        System.out.println(i.next());
    }
}

List的API

add

List 当中的 add 方法，默认是放在最后一个位置的：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    //add 方法 默认是放到数组的最后一个位置的
    ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
    list.add("a");
    list.add("b");
    list.add("c");
    System.out.println(list);
}

通过增加一个参数index的add方法

通过在 add 方法放第一次参数，将元素放到某个位置下面：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
    list.add("a");
    list.add("b");
    list.add("c");
    System.out.println(list);
    list.add(0,"Lockey");
    System.out.println(list);
}

把一个 List 放在另一个 List 后面

通过 List 的方法 addALL 来完成，代码如下：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
    list.add("a");
    list.add("b");
    list.add("c");
    System.out.println(list);
    ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
    list1.add("qwe");
    list1.add("rty");
    list1.addAll(list);
    System.out.println(list1);
}

删除某个值

通过 remove 方法来完成删除：

java 复制代码 
public static void main9(String[] args) {
    ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
    list.add("a");
    list.add("b");
    list.add("c");
    System.out.println(list);
    boolean flag = list.remove("a");
    System.out.println(flag);
    System.out.println(list);
}

获取某个下标的值

通过 get 方法来完成获取：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
    list.add("a");
    list.add("b");
    list.add("c");
    String ret = list.get(1);
    System.out.println(ret);
}

更改某个位置的值

通过 set 方法来完成：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
    list.add("a");
    list.add("b");
    list.add("c");
    list.set(1,"d");
    System.out.println(list);
}

清空List

通过 clear 方法来完成：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
    list.add("a");
    list.add("b");
    list.add("c");
    list.clear();
    System.out.println(list);
}

Map的API

map 和 set 是一种专门用来搜索和查询的容器或数据结构，效率很高。是为了解决在 "增删查改" 情况下使用的数据结构。

HashMap 在存储元素的时候，是根据一个函数进行存储的，具体存储到哪里，由函数来确定。这个函数就是哈希函数。所以输出的时候，并不是按照存储顺序进行输出的。Map是一个接口类，没有继承自Collection，类中存储的是 <K,V> 结构的键值对，并且 K 一定是唯一的，不能重复。在遇到相同的 K 的时候，V 是可以改变的。

put

在 map 当中，put 是放入元素的意思，有两个参数，第一个是 key ，第二个是 value ，代码如下：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
    map.put("abc",3);
    map.put("word",2);
    map.put("hello",4);
    System.out.println(map);
}

输出的时候按照key值从大到小输出。

put 如果存储元素的时候，如果 key 值相同的话，val 值会覆盖。代码如下：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
    map.put("abc",3);
    map.put("word",2);
    map.put("hello",4);
    map.put("abc",5);
    System.out.println(map);
}

get

使用 get 通过 key 来获取对应的 value 的值。代码如下：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
    map.put("abc",3);
    map.put("word",2);
    map.put("hello",4);
    int ret = map.get("abc");
    System.out.println(ret);
}

getOrDefault

getOrDefault 方法有两个参数，一个是 key ，如果没有 key 的话，就返回设置的默认值。如果有 key 的话，就返回 key 的 value 。代码如下：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
    map.put("abc",3);
    map.put("word",2);
    map.put("hello",4);
    System.out.println(map.getOrDefault("abc",98));
}

因为 abc 存在，所以返回 abc 的 value 。就是 3 。

remove

remove 方法有一个参数，参数是输入的 key ，返回对应的 value 。如果没有 key 的话，就返回 null 。代码如下：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
    Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
    map.put("abc",3);
    map.put("word",2);
    map.put("hello",4);
    Integer ret2 = map.remove("abc");
    System.out.println(ret2);
}

Set的API

set 是一个集合，存入里面的数据会自动去重。Set 是继承自 Collection 的接口类，Set 中只存储了 Key 。

set 自动去重

放入 set 的数据会自动去重，代码如下：

java 复制代码 
public static void main4(String[] args) {
    Set<Integer> set = new HashSet<>();
    set.add(1);
    set.add(2);
    set.add(3);
    set.add(1);
    System.out.println(set);
}

contains是否包含

remove删除

isEmpty()判空

clear()清空

静态内部类

1.外部类可通过内部类的对象调用内部类的私有成员变量或方法。

2.静态内部类访问外部类的静态成员变量或方法必须是静态的。

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