【面向对象的程序设计——集合框架】主要接口

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主要接口

主要接口

集合框架的主要接口

声明了对各种集合类型执行的一般操作

包括Collection、Set、List、Queue、SortedSet、Map、SortedMap

基本结构如图：

Collect接口

声明了一组操作成批对象的抽象方法，包括查询和修改方法，包含两个主要的子接口：集合（Set）、列表（List），Collection接口声明时应该使用泛型，即Collection<E>，以下是Collect接口的几个常见的方法

查询方法

int size()：返回集合对象中包含的元素个数
boolean isEmpty()：判断集合对象中是否还包含元素，如果没有任何元素，则返回true
boolean contains(Object obj)：判断对象是否在集合中
boolean containsAll(Collection c)：判断方法的接收者对象是否包含集合中的所有元素

修改方法

boolean add(Object obj): 向集合中增加对象
boolean addAll(Collection<?> c)：将参数集合中的所有元素增加到接收者集合中
boolean remove(Object obj)：从集合中删除对象
boolean removeAll(Collect c)：将参数集合中的所有元素从接收者集合中删除
boolean retainAll(Collection c)：在接收者集合中保留参数集合中的所有元素，其它元素都删除
void clear()：删除集合中的所有元素

eg-1

调用接口

java 复制代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main
{
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个书籍列表
        List<String> books = new ArrayList<>();
        books.add("Java编程思想");
        books.add("Python编程入门");
        books.add("算法导论");
        books.add("计算机网络");

        // 创建一个要保留的书籍类型的列表
        List<String> typesToRetain = new ArrayList<>();
        typesToRetain.add("Java编程思想");
        typesToRetain.add("算法导论");

        System.out.println("原始书籍列表: " + books);

        // 使用 retainAll 方法保留只存在于 typesToRetain 列表中的书籍
        boolean result = books.retainAll(typesToRetain);

        System.out.println("更新后的书籍列表: " + books);
        System.out.println("是否进行了修改: " + result); // 如果列表有改变，则返回 true
    }
}

运行结果：

原始书籍列表: [Java编程思想, Python编程入门, 算法导论, 计算机网络]

更新后的书籍列表: [Java编程思想, 算法导论]

是否进行了修改: true

Set接口

Set接口不允许有重复的元素，是数学几何的抽象，其不记录元素的保存顺序。对于equals和hashCode操作有了更强的约定，如果两个Set对象包含同样的元素，二者便是相等的。

实现Set接口的类

哈希集合(HashSet)及树集合(TreeSet)

其他：AbstractSet, ConcurrentSkipListSet, CopyOnWriteArraySet, EnumSet, JobStateReasons, LinkedHashSet

eg-1

HashSet接口的使用举例

java 复制代码

//此代码由AI生成
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 HashSet 实例
        Set<String> set = new HashSet<>();

        // 添加元素到 Set 中
        set.add("Apple");
        set.add("Banana");
        set.add("Orange");
        set.add("Apple"); // 尝试添加重复元素，不会成功

        // 输出 Set 的内容
        System.out.println("HashSet 内容: " + set);

        // 检查 Set 是否包含某个元素
        boolean containsBanana = set.contains("Banana");
        System.out.println("Set 包含 Banana: " + containsBanana);

        // 删除一个元素
        set.remove("Orange");
        System.out.println("删除 Orange 后的 HashSet: " + set);
    }
}

运行结果：

HashSet 内容: [Apple, Orange, Banana]

Set 包含 Banana: true

删除 Orange 后的 HashSet: [Apple, Banana]

SortedSet接口

是一种特殊的Set类，其中元素是按照升序排列，还增加了与次序相关的操作，通常用于存放词汇表这样的内容，实现它的类有ConcurrentSkipListSet和TreeSet

eg-2

java 复制代码

//此代码由AI生成
import java.util.SortedSet;
import java.util.TreeSet;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 SortedSet 实例（TreeSet）
        SortedSet<String> sortedSet = new TreeSet<>();

        // 添加元素到 SortedSet 中
        sortedSet.add("Orange");
        sortedSet.add("Apple");
        sortedSet.add("Banana");
        sortedSet.add("Grapes");

        // 输出 SortedSet 的内容，按字母顺序排序
        System.out.println("SortedSet 内容: " + sortedSet);

        // 获取第一个和最后一个元素
        String firstElement = sortedSet.first();
        String lastElement = sortedSet.last();
        System.out.println("第一个元素: " + firstElement);
        System.out.println("最后一个元素: " + lastElement);
    }
}

运行结果：

SortedSet 内容: [Apple, Banana, Grapes, Orange]

第一个元素: Apple

最后一个元素: Orange

List接口：线性表

线性表允许有重复元素；记录元素的保存顺序，每个元素都有一个index值（从0开始）标明元素在列表中的位置。

主要的实现类是ArrayList、LinkedList，以及早期的Vector

实现List接口的类：

ArrayList：一种类似数组的形式进行存储，因此它的随机访问速度极快
LinkedList：内部实现是链表，适合于在链表中间需要频繁进行插入和删除操作
栈Stack：重要线性数据结构，遵循"后进先出"(Last In First Out,LIFO)原则
其他： AbstractList, AbstractSequentialList, AttributeList,CopyOnWriteArrayList, RoleList, RoleUnresolvedList

Queue接口

除了Collection 的基本操作，队列接口另外还有插入、移除和查看操作。队列遵循"先进先出"(First In First Out，FIFO)的原则固定在一端输入数据(称为入队)，另一端输出数据(称为出队)。重要的实现是LinkedList类。

实现Queue接口的类

LinkedList：同时也实现了List，先进先出
PriorityQueue: 按元素值排序的队列
其他：AbstractQueue, ArrayBlockingQueue, ArrayDeque, ConcurrentLinkedQueue, DelayQueue, LinkedBlockingDeque, LinkedBlockingQueue, PriorityBlockingQueue, SynchronousQueue

Map接口

Map接口的定义

用于维护键/值对(key/value pairs)，不能有重复的关键字，每个关键字最多能够映射到一个值，声明时可以带有两个参数，即Map<K, V>，其中K表示关键字的类型，V表示值的类型，每一个Key不可重复并与唯一的Value值对应，在程序中可以通过K找到并访问唯一的V。重要实现类：HashMap类、TreeMap类

Map接口的方法

查询方法

int size() ------ 返回Map中的元素个数
boolean isEmpty() ------ 返回Map中是否包含元素，如不包括任何元素，则返回true
boolean containsKey(Object key) ------ 判断给定的参数是否是Map中的一个关键字key)
boolean containsValue(Object val) ------ 判断给定的参数是否是Map中的一个值(value)
Object get(Object key) ------ 返回Map中与给定关键字相关联的值(value)
Collection values() ------ 返回包含Map中所有值(value)的Collection对象
Set keySet() ------返回包含Map中所有关键字(key)的Set对象
Set entrySet() ------ 返回包含Map中所有项的Set对象

修改方法

Object put(Object key, Object val) ------ 将给定的关键字(key)/值(value)对加入到Map对象中。其中关键字(key)必须唯一，否则，新加入的值会取代Map对象中已有的值
void putAll(Map m) ------ 将给定的参数Map中的所有项加入到接收者Map对象中
Object remove(Object key) ------ 将关键字为给定参数的项从Map对象中删除
void clear() ------ 从Map对象中删除所有的项

SortedMap接口

是Map的子接口；一种特殊的Map，其中的关键字是升序排列的；通常用于词典和电话目录等。

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