JAVA面向对象基础-容器

一、泛型

我们可以在类的声明处增加泛型列表，如：<T,E,V>。

此处，字符可以是任何标识符，一般采用这3个字母。

【示例9-1】泛型类的声明

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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | class MyCollection<E> {``// E:表示泛型; ``Object[] objs = ``new Object[``5``]; ``public E get(``int index) {``// E:表示泛型; ``return (E) objs[index]; ``} ``public void set(E e, ``int index) {``// E:表示泛型; ``objs[index] = e; ``} } |

泛型E像一个占位符一样表示"未知的某个数据类型"，我们在真正调用的时候传入这个"数据类型"。

【示例9-2】泛型类的应用

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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | public class TestGenerics { ``public static void main(String[] args) { ``// 这里的"String"就是实际传入的数据类型； ``MyCollection<String> mc = ``new MyCollection<String>(); ``mc.set(``"aaa"``, ``0``); ``mc.set(``"bbb"``, ``1``); ``String str = mc.get(``1``); ``//加了泛型，直接返回String类型，不用强制转换; ``System.out.println(str); ``} } |

二、Collection接口

Collection 表示一组对象，它是集中、收集的意思。Collection接口的两个子接口是List、Set接口。

表9-1 Collection接口中定义的方法

由于List、Set是Collection的子接口，意味着所有List、Set的实现类都有上面的方法。我们下一节中，通过ArrayList实现类来测试上面的方法。

三、List特点和常用方法

List是有序、可重复的容器。

**有序：**List中每个元素都有索引标记。可以根据元素的索引标记(在List中的位置)访问元素，从而精确控制这些元素。

**可重复：**List允许加入重复的元素。更确切地讲，List通常允许满足 e1.equals(e2) 的元素重复加入容器。

除了Collection接口中的方法，List多了一些跟顺序(索引)有关的方法，参见下表：

表9-2 List接口中定义的方法

List接口常用的实现类有3个：ArrayList、LinkedList和Vector。

【示例9-4】List的常用方法

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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 | public class TestList { ``/** ``* 测试add/remove/size/isEmpty/contains/clear/toArrays等方法 ``*/ ``public static void test01() { ``List<String> list = ``new ArrayList<String>(); ``System.out.println(list.isEmpty()); ``// true,容器里面没有元素 ``list.add(``"高淇"``); ``System.out.println(list.isEmpty()); ``// false,容器里面有元素 ``list.add(``"高小七"``); ``list.add(``"高小八"``); ``System.out.println(list); ``System.out.println(``"list的大小：" + list.size()); ``System.out.println(``"是否包含指定元素：" + list.contains(``"高小七"``)); ``list.remove(``"高淇"``); ``System.out.println(list); ``Object[] objs = list.toArray(); ``System.out.println(``"转化成Object数组：" + Arrays.toString(objs)); ``list.clear(); ``System.out.println(``"清空所有元素：" + list); ``} ``public static void main(String[] args) { ``test01(); ``} } |

执行结果如图9-3所示：

【示例9-5】两个List之间的元素处理

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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 | public class TestList { ``public static void main(String[] args) { ``test02(); ``} ``/** ``* 测试两个容器之间元素处理 ``*/ ``public static void test02() { ``List<String> list = ``new ArrayList<String>(); ``list.add(``"高淇"``); ``list.add(``"高小七"``); ``list.add(``"高小八"``); ``List<String> list2 = ``new ArrayList<String>(); ``list2.add(``"高淇"``); ``list2.add(``"张三"``); ``list2.add(``"李四"``); ``System.out.println(list.containsAll(list2)); ``//false list是否包含list2中所有元素 ``System.out.println(list); ``list.addAll(list2); ``//将list2中所有元素都添加到list中 ``System.out.println(list); ``list.removeAll(list2); ``//从list中删除同时在list和list2中存在的元素 ``System.out.println(list); ``list.retainAll(list2); ``//取list和list2的交集 ``System.out.println(list); ``} } |

执行结果如图9-4所示：

图9-4 示例9-5运行效果图

【示例9-6】List中操作索引的常用方法

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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 | public class TestList { ``public static void main(String[] args) { ``test03(); ``} ``/** ``* 测试List中关于索引操作的方法 ``*/ ``public static void test03() { ``List<String> list = ``new ArrayList<String>(); ``list.add(``"A"``); ``list.add(``"B"``); ``list.add(``"C"``); ``list.add(``"D"``); ``System.out.println(list); ``// [A, B, C, D] ``list.add(``2``, ``"高"``); ``System.out.println(list); ``// [A, B, 高, C, D] ``list.remove(``2``); ``System.out.println(list); ``// [A, B, C, D] ``list.set(``2``, ``"c"``); ``System.out.println(list); ``// [A, B, c, D] ``System.out.println(list.get(``1``)); ``// 返回：B ``list.add(``"B"``); ``System.out.println(list); ``// [A, B, c, D, B] ``System.out.println(list.indexOf(``"B"``)); ``// 1 从头到尾找到第一个"B" ``System.out.println(list.lastIndexOf(``"B"``)); ``// 4 从尾到头找到第一个"B" ``} } |

执行结果如图9-5所示：

三、Map接口-HashMap和HashTable

Map就是用来存储"键(key)-值(value) 对"的

Map类中存储的"键值对"通过键来标识，所以"键对象"不能重复(根据equals方法)，否则新的会覆盖旧的

Map 接口的实现类有HashMap、TreeMap、HashTable、Properties等

HashMap底层实现采用了哈希表，这是一种非常重要的数据结构。希表的本质就是"数组+链表"

Entry[] table 就是HashMap的核心数组结构，我们也称之为"位桶数组"。一个Entry对象存储了：

key：键对象，value：值对象
next:下一个节点
hash: 键对象的hash值

Entry[]数组的结构：

存储数据过程put(key,value)

当添加一个元素(key-value)时，首先计算key的hash值，以此确定插入数组中的位置，但是可能存在同一hash值的元素已经被放在数组同一位置了，这时就添加到同一hash值的元素的后面，他们在数组的同一位置，就形成了链表，同一个链表上的Hash值是相同的，所以说数组存放的是链表。

HashMap

HashMap采用哈希算法实现，是Map接口最常用的实现类。由于底层采用了哈希表存储数据，我们要求键不能重复，如果发生重复，新的键值对会替换旧的键值对。 HashMap在查找、删除、修改方面都有非常高的效率。

【示例9-7】Map接口中的常用方法

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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 | public class TestMap { ``public static void main(String[] args) { ``Map<Integer, String> m1 = ``new HashMap<Integer, String>(); ``Map<Integer, String> m2 = ``new HashMap<Integer, String>(); ``m1.put(``1``, ``"one"``); ``m1.put(``2``, ``"two"``); ``m1.put(``3``, ``"three"``); ``m2.put(``1``, ``"一"``); ``m2.put(``2``, ``"二"``); ``System.out.println(m1.size()); ``System.out.println(m1.containsKey(``1``)); ``System.out.println(m2.containsValue(``"two"``)); ``m1.put(``3``, ``"third"``); ``//键重复了，则会替换旧的键值对 ``Map<Integer, String> m3 = ``new HashMap<Integer, String>(); ``m3.putAll(m1); ``m3.putAll(m2); ``System.out.println(``"m1:" + m1); ``System.out.println(``"m2:" + m2); ``System.out.println(``"m3:" + m3); ``} } |

执行结果如图9-11所示：

HashTable

HashTable类和HashMap用法几乎一样，底层实现几乎一样，只不过HashTable的方法添加了synchronized关键字确保线程同步检查，效率较低。

HashMap与HashTable的区别

HashMap: 线程不安全，效率高。允许key或value为null。
HashTable: 线程安全，效率低。不允许key或value为null。

四、Set接口-HashSet基本使用

大家在做下面练习时，重点体会"Set是无序、不可重复"的核心要点。

【示例9-9】HashSet的使用

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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | public class Test { ``public static void main(String[] args) { ``Set<String> s = ``new HashSet<String>(); ``s.add(``"hello"``); ``s.add(``"world"``); ``System.out.println(s); ``s.add(``"hello"``); ``//相同的元素不会被加入 ``System.out.println(s); ``s.add(``null``); ``System.out.println(s); ``s.add(``null``); ``System.out.println(s); ``} } |

执行结果如图9-24所示：

五、Collections工具类

类 java.util.Collections 提供了对Set、List、Map进行排序、填充、查找元素的辅助方法。

void sort(List) //对List容器内的元素排序，排序的规则是按照升序进行排序。
void shuffle(List) //对List容器内的元素进行随机排列。
void reverse(List) //对List容器内的元素进行逆续排列。
void fill(List, Object) //用一个特定的对象重写整个List容器。
int binarySearch(List, Object)//对于顺序的List容器，采用折半查找的方法查找特定对象。

【示例9-23】Collections工具类的常用方法

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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 | public class Test { ``public static void main(String[] args) { ``List<String> aList = ``new ArrayList<String>(); ``for (``int i = ``0``; i < ``5``; i++){ ``aList.add(``"a" + i); ``} ``System.out.println(aList); ``Collections.shuffle(aList); ``// 随机排列 ``System.out.println(aList); ``Collections.reverse(aList); ``// 逆续 ``System.out.println(aList); ``Collections.sort(aList); ``// 排序 ``System.out.println(aList); ``System.out.println(Collections.binarySearch(aList, ``"a2"``)); ``Collections.fill(aList, ``"hello"``); ``System.out.println(aList); ``} } |

执行结果如图9-31所示：