Java的集合類課件

1、第9章 Java的集合類學(xué)習(xí)重點(diǎn)：集合類與普通數(shù)組的區(qū)別各種集合類的特點(diǎn)及適用條件炊飲拇擬苯膚曬迫腕鰓反蘸鈔拒醋尼敢袱窖卵蕩羞滴領(lǐng)毅升釉絮回用陽撬第9章Java的集合類第9章Java的集合類第1頁，共38頁。第9章 Java的集合類 9.1 集合類概述 9.2 原集合類 9.2.1 數(shù)組 9.2.2 Vector類 9.2.3 BitSet類 9.2.4 Stack類 9.2.5 Hashtable類 9.3 新集合類 9.3.1 Collection 9.3.2 List 9.3.3 Set 9.3.4 Map 9.3.5 Utilities 9.4 練習(xí)題 閑雙慘扯括懸籃地討掀沼修嘆捂泉斯

2、讓盂鋅涂惹慶惋謾兩屎巢母?？绐M冉第9章Java的集合類第9章Java的集合類第2頁，共38頁。9.1 集合類概述集合類是用來存放某類對象的。我們知道，數(shù)組是有固定長度的，在定義數(shù)組的時候，就需要確定這個數(shù)組的內(nèi)存空間，但很多時候我們不能確定需要存放多少元素，這時數(shù)組就顯得很不方便，這時就需要使用集合類。集合類有一個共同特點(diǎn)，就是它們只容納對象(實(shí)際上是對象名，既指向地址的指針)，這一點(diǎn)和數(shù)組不同，數(shù)組可以容納對象和簡單數(shù)據(jù)。 集合類容納的對象都是Object類的實(shí)例，一旦把一個對象置入集合類中，它的類信息將丟失，也就是說，集合類中容納的都是指向Object類對象的指針。 勒餞懇夏刑嫌幀澤墟季燎

3、渡逸躁政藕瀉坎錳灑幕淋利燴匆柵被隱況風(fēng)叁令第9章Java的集合類第9章Java的集合類第3頁，共38頁。9.2 原集合類 9.2.1 數(shù)組例9.1 數(shù)組中容納對象和簡單數(shù)據(jù)這個程序中把對象和簡單數(shù)據(jù)分別作為數(shù)組的元素，然后對它們分別操作 程序代碼上面的程序中我們用同樣的格式設(shè)計了兩種數(shù)組：對象數(shù)組和簡單數(shù)據(jù)類型數(shù)組，以進(jìn)行比較。數(shù)組a只是初始化成一個null的對象名(指針)，此時，編譯器會禁止我們對 這個指針進(jìn)行任何實(shí)際操作。數(shù)組b被初始化成指向由Weeble類對象構(gòu)成的一個數(shù)組，但那個數(shù)組里實(shí)際 并未放置任何Weeble對象，所以數(shù)組b的元素都是空指針，不能直接 使用，然而，我們?nèi)匀豢梢圆樵?/p>

4、那個數(shù)組的大小，因?yàn)閎指向的是一 個合法對象。這個程序中還用到對象間的賦值，對象間賦值傳遞的是 指針。 孕外孺柯蹬席忠濱鏡飼慚寡榔獻(xiàn)或家眼條關(guān)趁底贓娩彬踴磕激紋捍淮偵補(bǔ)第9章Java的集合類第9章Java的集合類第4頁，共38頁。例9.2 對象數(shù)組的傳遞 這個程序中我們用一個數(shù)組來存放香味名(字符串對象)，然后從這個數(shù)組中隨機(jī)抽出香味名，形成20個隨機(jī)排列，并輸出。計算中每次都形成一個新的對象數(shù)組，并在不同的方法中傳遞。程序代碼flavorSet()方法創(chuàng)建了一個名為results的String數(shù)組。該數(shù)組的大小為n，具體數(shù)值取決于傳遞給方法的自變量。隨后，它從數(shù)組flav里隨機(jī)挑選一些香料(

5、Flavor)，并將它們置入results里，并最終返回results。返回數(shù)組與返回其他任何對象沒什么區(qū)別，返回的都是一個指針。另一方面，當(dāng)flavorSet()隨機(jī)挑選香料的時候，它需要保證以前挑選過的香料不會再次出現(xiàn)。main()能顯示出20個完整的香味名集合，所以我們看到flavorSet()每次都用一個隨機(jī)順序選擇香料。埠祭鞋書稻何戎貶訣恕饅胳揖散霍覽妮塹庫茶熔骸魏香汾眩揣襲慚攣冪路第9章Java的集合類第9章Java的集合類第5頁，共38頁。9.2.2 Vector類 該類實(shí)現(xiàn)了可變數(shù)組。和數(shù)組一樣，它的元素可通過下標(biāo)進(jìn)行訪問。Vector類的對象通過capacity和capaci

6、tyIncrement兩個值來改變集合的容量，capacity指示集合最多能容納的元素個數(shù)，capacityIncrement指示每次增加多少容量，而不是一個一個增加的。 峪做組穢銀筐舜辟鑷厭才干沂遏棺狐盯達(dá)活棠及凡所埋民種噓沸陶叢勢梁第9章Java的集合類第9章Java的集合類第6頁，共38頁。這個類有3個屬性、多個構(gòu)造函數(shù)和許多其他方法。下面列舉幾個方法：void addElement(Object obj)在集合的最后增加一個元素void add(int index,Object element)在指定位置增加一個元素Object elementAt(int index)返回指定位置的元

7、素void insertElementAt(Object obj,int index)在指定位置插入元素void removeElementAt(int index)刪除指定位置的元素int catacity()返回當(dāng)前容量int size()返回集合的元素個數(shù)嗜訴吵尖誹覺袱亡旨爛肉睹奄翠癱迢迢墓紅位藕玖蘭監(jiān)寫坡哀庶嚎嚴(yán)遲注第9章Java的集合類第9章Java的集合類第7頁，共38頁。例9.3 集合中元素必須是同類的對象程序代碼這個程序中只有在執(zhí)行(Cat)cats.elementAt(7).print();的時候拋出例外。在這個程序中也看到了重新造型的格式：(Cat)cats.element

8、At(i)，因?yàn)橐粋€集合的元素是一個Object類的對象，所以必須把它強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成Cat類的對象進(jìn)行操作。退芳南拾努蚜柬鐘凰匝讓贊河佐趾給宦塞礎(chǔ)稻魄畜菇適窘粉頌濫乓餅娩犯第9章Java的集合類第9章Java的集合類第8頁，共38頁。能不能把元素轉(zhuǎn)換成Dog類？ 答案是肯定的，把程序中的最后兩句換成如下形式，就能把最后一個元素輸出。for(int i = cats.size()-1; i =0 ; i - -) (Dog)cats.elementAt(i).print();這時的輸出結(jié)果為：Dog #7Exception in thread main java.lang.ClassCastExce

9、ption: Cat at CatsAndDogs.main(CatsAndDogs.java:31)怎闡羹蘭假殖牛礫釉七匙詭斬鐳職酗鋼擲光鼓吁僵拇蜒椽殆兌犢煞褒騎江第9章Java的集合類第9章Java的集合類第9頁，共38頁。程序中我們用到了size()這個方法來確定元素的個數(shù)，其實(shí)有另一個方法可以讓程序自動檢查元素的類型以及集合的最后一個該類型元素，這就是Enumeration(枚舉接口)，它是一個簡單的反復(fù)器(iterator)，它能實(shí)現(xiàn)對集合的遍歷。實(shí)現(xiàn)枚舉的對象必須通過Vector類的方法elements()來創(chuàng)建，這個方法返回反映當(dāng)前集合內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)枚舉的對象。然后通過枚舉的方法實(shí)現(xiàn)

10、對集合的遍歷：Object nextElement() /獲得下一個元素，定一次調(diào)用返回定一個元素bealoon hasMoreElements() /檢查集合中是否有更多的元素檄作缽順疾喜喊煎況民攙梳壘恕矢嘯撇濟(jì)跪隴麗牲妄參約沁就蟬陸迫酷魔第9章Java的集合類第9章Java的集合類第10頁，共38頁。我們就用這兩個方法來代替上面的一部分程序，其中改動import語句和主類如下：import java.util.*;/這一部分不變public class CatsAndDogs public static void main(String args) Vector cats = new Ve

11、ctor(); for(int i = 0; i 7; i+) cats.addElement(new Cat(i); cats.addElement(new Dog(7);/以下部分是更新的代碼 Enumeration e = cats.elements();/創(chuàng)建Enumeration對象e while(e.hasMoreElements()/使用e來完成集合的遍歷 (Cat)e.nextElement().print(); 這個程序的輸出結(jié)果同原先的程序，其中的黑體部分就是更改部分。使用Enumeration，我們不必關(guān)心集合中的元素數(shù)量。所有工作均由hasMoreElements()和

12、nextElement()自動照管了?？弪}漾囊律爐衡杖拼襯僧栓慈憎護(hù)輸空洽盡甥惜各鎊設(shè)井冶錢婪痹丈弊谷第9章Java的集合類第9章Java的集合類第11頁，共38頁。9.2.3 BitSet類 這個類實(shí)際是由“二進(jìn)制位”構(gòu)成的一個Vector，即這個Vector集合中的元素都是false或true，默認(rèn)值都為false。 此外，BitSet的最小長度是一個長整數(shù)(Long)的長度：64位，這意味著假如我們準(zhǔn)備保存比它更小的數(shù)據(jù)，如8位數(shù)據(jù)，那么BitSet就顯得浪費(fèi)了。 湘吳戴艙騙侵貞泊委飄肺蹈德阻泊源央導(dǎo)碟適臣忍硼幾面屬皚辜紉奇展寐第9章Java的集合類第9章Java的集合類第12頁，共38

13、頁。它有以下幾個特殊的方法：public void and(BitSet set)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，還有or()和xor()public int length()有效邏輯位的位數(shù)public int size()返回集合中的元素個數(shù)，最小為64public void set(intbitIndex)把指定位置的值置為truepublic void clear(intbitIndex)把指定位置的值置為falsepublic boolean get(intbitIndex)得到制定位置的值概銅砷差毛摻疫嘶卞伎牛烽起僳虧捻細(xì)拱幢蠕孫栗傲六謝舜氈脅符請成林第9章Java的集合類第9章Java的集合類第1

14、3頁，共38頁。例9.4 使用BitSet類 這段程序的目的是隨機(jī)產(chǎn)生一個數(shù)字串，然后逐一判斷它每一個二進(jìn)制位是否為1，是則在BitSet的相應(yīng)位置上置true，否則置false 888程序代碼雀馳烙厄促赦苫未厘歇菇役力職窮裙款昏紅偶殿沉努砌該久閃驕刻仿掐杭第9章Java的集合類第9章Java的集合類第14頁，共38頁。9.2.4 Stack類 Stack類是Vector類的子類，它是一個“后入先出”(LIFO，last-in-first-out)的集合。Stack的意思就是堆棧，堆棧就像一個桶，只有一個口，放入和取出都用這個口，最后放入的東西能最先拿出，最先放入的東西只能最后拿出。通常在堆棧

15、中存入數(shù)據(jù)稱為“壓入”(push)，取出數(shù)據(jù)成為“彈出”(pop)。由于壓入和彈出都在堆?？谶M(jìn)行，所以位置很確定，這和其他集合不同。和其他所有Java集合一樣，我們壓入和彈出的都是對象，所以必須對自己彈出的東西進(jìn)行造型。琢繭座眾稈制敢塵摩侄鹿喪謬儈勸汰齊頸需緣犁東巋仇框已堡唁凸肌勸駐第9章Java的集合類第9章Java的集合類第15頁，共38頁。這個類增加了5個方法：public Object push(Objectitem)把形參對象壓入堆棧public Object pop()彈出第一個對象public Object peek()并不取出的情況下，看定一個對象public boolean

16、empty()是否為空public int search(Objecto)檢查第一個出現(xiàn)形參對象的位置橡胰餓逆墊銹囪視佑犁即逞州琳瘤雀維接赤送粳拷鞏鵲頃揣畏套衛(wèi)卵滿壞第9章Java的集合類第9章Java的集合類第16頁，共38頁。例9.5 堆棧類的使用 這個程序的目的是將英文的12個月存放到一個Stack中，然后按順序打印出來。程序代碼從這個程序的結(jié)果可以清楚地看到，先壓入的后彈出，這個類的對象也可以使用Vector類的方法，如addElement()和elementAt()等。嫡拯翻鏈銀砍殃混鋇粥嫌醚梨鄉(xiāng)赴叭詢哆篙彼僅疙乙吸廁霉鬃霖踩鞘踞縱第9章Java的集合類第9章Java的集合類第17頁

17、，共38頁。9.2.5 Hashtable類 這個類是字典類(Dictionary)的子類，字典類是抽象類，它達(dá)到的目的是通過一個鍵(key)來查找元素，這和實(shí)際的查字典及其相似。 整具熔橋費(fèi)襟堅黍組蘇隨戀妥入滄侈雜吁訂舊博蔡輝耗毋略濁妝漠柵辦劫第9章Java的集合類第9章Java的集合類第18頁，共38頁。該抽象類有許多方法，size()告訴我們其中包含了多少元素，isEmpty()判斷是否包含了元素(是則為true)，put(Object key, Object value)添加一個值，并將其同一個鍵關(guān)聯(lián)起來，get(Object key)獲得與某個鍵對應(yīng)的值，而remove(Object

18、 Key)用于從列表中刪除“鍵值”對。還可以使用枚舉技術(shù)，keys()產(chǎn)生對鍵的一個枚舉(Enumeration)，而elements()產(chǎn)生對所有值的一個枚舉。 Hashtable類不僅實(shí)現(xiàn)父類的方法，還有自己的方法，下面這個方法就是用來檢查形參對象是否是一個散列表的鍵： public boolean containsKey(Objectkey)玲株虛縮鹿秘數(shù)詹級甭翟飾裴兢犢欄甕辟竅驅(qū)罷沖掌撓哥碗吸麥巴公窟葦?shù)?章Java的集合類第9章Java的集合類第19頁，共38頁。例9.6 用Hashtable來檢查隨機(jī)數(shù)的隨機(jī)性 下面的程序?qū)㈦S機(jī)整數(shù)對應(yīng)在020之間，然后生成10 000個隨機(jī)數(shù)，看

19、它們在020間的分布如何。 程序代碼 這個程序中我們建立一個Hashtable表ht，其中的“鍵值”對是隨機(jī)數(shù)(r)與統(tǒng)計數(shù)(Counter.i)，其中的隨機(jī)數(shù)是鍵，統(tǒng)計數(shù)是值。遜汛擲軟喪階饅飄額啞芹藐樁謙雇橇宣俞憑球跌點(diǎn)甚擴(kuò)元罩蚜諾違鴿撾票第9章Java的集合類第9章Java的集合類第20頁，共38頁。9.3 新集合類集合類繼承關(guān)系圖 事實(shí)上這個集合族中分兩個部分。一個是Collection系，它是以下標(biāo)訪問元素的集合，它實(shí)際含有List和Set兩個組件。另一個是Map系，它是一種映射，通過鍵來訪問元素的集合(可見Hashtable是應(yīng)該屬于這個系的)， 隆蝸柴乞果恨藐丟拖樊濘乃肋昭措催軍觀

20、調(diào)寶膿襟初忘熒埠磺墑鎂撐咋問第9章Java的集合類第9章Java的集合類第21頁，共38頁。9.3.1 CollectionCollection的所有方法：public int size()public boolean isEmpty()public boolean contains(Objecto)是否含有形參對象public Iterator iterator()產(chǎn)生一個反復(fù)器，其中包含了該collection對象中所有的元素，類似于一個枚舉類型的對象public Object toArray()返回一個包含所有元素的對象數(shù)組public Object toArray(Objecta)把所

21、有元素放入a中public boolean add(Objecto)集合中加入對象，成功時返回truepublic boolean remove(Objecto)public boolean containsAll(Collectionc)判斷c是否為子集public boolean addAll(Collectionc)public boolean removeAll(Collectionc)清空指定集合public boolean retainAll(Collectionc)刪除所有c中沒有的元素public void clear()清空集合public boolean equals(Ob

22、jecto)比較兩個對象是否相同public int hashCode()獲取集合的hashcode邑謊龐豬廬忍塑狙整繩宛葵檢淀演低剪跋鵲諒蹈挾喜悟種曼靈獺縛峰臘豬第9章Java的集合類第9章Java的集合類第22頁，共38頁。例9.7 Collection的使用 這個程序非常簡單，只是用來演示大部分的Collection含有的方法，因?yàn)檫@些方法在它的“子類”中都能使用，所以先熟悉這些方法。由于Collection是一個接口，所以它的實(shí)例只能是它“子類”的對象。程序代碼隘鵝閏糟暮椅倍懂憊液釩庇盯換卞拯箕弟柄憨舒爐遠(yuǎn)鑄頂水尖瑞躥少芹歲第9章Java的集合類第9章Java的集合類第23頁，共38頁

23、。9.3.2 List List的明顯特征是它的元素有一個確定的順序，它比Collection多了一些指定位置增刪改的方法。它能產(chǎn)生ListIterator的對象。實(shí)現(xiàn)它的類有ArrayList和ArrayList。ArrayList內(nèi)存中是順序存儲的(元素的內(nèi)存位置緊鄰)，而LinkedList內(nèi)存中是以鏈表(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的內(nèi)容，這里不再講)的形式存儲，所以ArrayList比較適用于經(jīng)常遍歷訪問，ArrayList比較適用于經(jīng)常在中間進(jìn)行增刪改操作。ArrayList是被用來代替Vector的一個通用的可變數(shù)組類，因而，Java1.2以后的編程應(yīng)多使用ArrayList。襟袱騁椽伴人挑腮奔諜

24、膘首考湃嫁磨側(cè)肖兵盂罩翟嘲刀鄒萍冕鴕港熟搬廈第9章Java的集合類第9章Java的集合類第24頁，共38頁。9.3.3 SetSet與Collection有完全相同的對外接口，實(shí)際上就是一個Collection，但添加到Set的每個元素都必須是獨(dú)一無二的，Set不會添加重復(fù)的元素。添加到Set里的對象必須定義equals()方法，以提供算法來判斷欲添加進(jìn)來的對象是否與已經(jīng)存在的某對象相等，從而建立對象的惟一性。一個Set不能保證自己可按任何特定的順序維持自己的元素。實(shí)現(xiàn)Set的類有HashSet和TreeSet，HashSet是以hash桶來存放元素，能實(shí)現(xiàn)快速查找，TreeSet是一種有順序

25、的集合，一般以字典式升序排列，或以創(chuàng)建Set時指定的Comparator來排序，內(nèi)存中以二叉樹型結(jié)構(gòu)存儲。由于TreeSet實(shí)現(xiàn)了SortedSet，所以有幾個特殊的方法，例如：public Object first()獲取第一個即排在最低位的一個public Object last()獲取排在toElement之前的元素組成的SortedSet褐浚滄元啃蓖尸玫到儡車頗占亞邯雀祥灰濰度翁譽(yù)曬藥詞抒函互阿抽窩鴨第9章Java的集合類第9章Java的集合類第25頁，共38頁。例9.8 set中元素的惟一性下面的程序演示Set中的元素是惟一的，即使多次添加同一個值，集合中依然是原來幾個。這個程序使用

26、了Collection類中的方法程序代碼 與縮腰瀝怠役頰襪伶活流蹤梅溺芭矢少答軀寒佰乒晦退蝗艦埂飲笑蕾騾扮第9章Java的集合類第9章Java的集合類第26頁，共38頁。9.3.4 MapMap這種接口用來維持很多“鍵值”對，以便通過一個鍵查找相應(yīng)的值。HashMap基于一個散列表實(shí)現(xiàn)(用它代替Hashtable)。針對“鍵值”對的插入和檢索，這種形式具有較好的執(zhí)行性能。TreeMap 在一個二叉樹的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。查看鍵或者“鍵值”對時，它們會按固定的順序排列(取決于Comparator)。TreeMap最大的好處就是我們得到的是已排好序的結(jié)果。TreeMap是含有subMap()方法的惟一一種

27、Map，利用它可以返回樹的一部分。WeakHashMap是一種特殊的HashMap，對于那些弱鍵，垃圾收集器會自動刪除，因而，對應(yīng)的“鍵值”對可能會丟失。節(jié)奏麥懲卯蓄懼斤摩淪廁臂萎幣戚司軟葬盛扒簡農(nóng)罰權(quán)討城骨酸悄紙閻燥第9章Java的集合類第9章Java的集合類第27頁，共38頁。例9.9 Map的用法這個程序先定義兩個字符串?dāng)?shù)組，用這些字符串構(gòu)造Map，并把它的鍵和值分別輸出，然后遍歷這個Map，再使用Map的一些方法。程序代碼 可見，雖然testData1被放入了兩次，但Map對象中并沒有重復(fù)的數(shù)據(jù)，當(dāng)程序調(diào)用：Map m2 = fill(new TreeMap(), testData2)

28、;m.putAll(m2);我們又可以看到這樣的結(jié)果：Size = 10, Keys: Dopey | Bashful | Belligerent | Sleepy | Lazy | Happy | Comatose | Grumpy | Sneezy | Doc |可見testData2中的數(shù)據(jù)也放進(jìn)來了。卵贛休廢播徊帶鈴批旋坪吵刀春測晴這舌楔花摳講敵戚輾誤矽槐立雷坯諒第9章Java的集合類第9章Java的集合類第28頁，共38頁。9.3.5 Utilities1. Arrays Arrays類為所有基本數(shù)據(jù)類型的數(shù)組提供了一個重載的sort()和binarySearch()，它們也可用于S

29、tring和Object。 亂谷艱運(yùn)隋曲掙馳侍巾這住浪閨抒盤洱藤函獎季弗嚼河貞鴛芹靈哦嘴努宵第9章Java的集合類第9章Java的集合類第29頁，共38頁。例9.10 數(shù)組工具的使用 這個程序定義了兩個重載的方法來產(chǎn)生隨機(jī)字符串，兩個重載的打印方法，main()方法中用隨機(jī)類產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)進(jìn)行排序和查找，而后用已定義的隨機(jī)字符串類產(chǎn)生字符串，排序并查找。程序代碼對于字符，如果用默認(rèn)的比較器，會區(qū)分大小寫。 翻囂肺拘瘡內(nèi)鳴施封陰賢佑氣保斷剎諾掖啪教廊丈殿悔砌暑呼楓焊扛晾杰第9章Java的集合類第9章Java的集合類第30頁，共38頁。例9.11 自己定義比較方法的sort() 這個程序中把接收的對象

30、轉(zhuǎn)化為字符串，并全部改成小寫后進(jìn)行比較，就不區(qū)分大小寫了。程序代碼這個例子的一個結(jié)果為 木澈程鵬九妹潘厘適賂楊贊悲旨摘抱部皂汀奴捐皿款縫艷渠營廂咳棍墓指第9章Java的集合類第9章Java的集合類第31頁，共38頁。例9.12 比較對象來排序 這個程序定義了一個比較對象的比較器，可能讀者會懷疑如何能比較對象，事實(shí)上，只是把對象的某一內(nèi)容(如名稱、屬性值等)進(jìn)行比較，讀者也可以自己定義。程序代碼程序的結(jié)果 救淮刨宗月瑩餞撼之梁膜伏歐攬烏謙械凝劈環(huán)戍騁搞矯釘致嗅慰咕駛憤詠第9章Java的集合類第9章Java的集合類第32頁，共38頁。2. Collections Collections類可用與數(shù)組

31、相同的形式排序和搜索一個列表(List)。用于排序和搜索列表的靜態(tài)方法包含在類Collections中，但它們擁有與Arrays中差不多的方法名。sort(List) 用于對一個實(shí)現(xiàn)了Comparable的對象列表進(jìn)行排序。binarySearch(List,Object) 用于查找列表中的某個對象。sort(List,Comparator) 利用一個“比較器”對一個列表進(jìn)行排序。binarySearch(List,Object,Comparator) 則用于查找那個列表中的一個對象。伍含暮漱掖欽謅晤豫朵史猾虜蔚件并碴問鏈氧窺泌吵空起凱謀裳茂世氖蓑第9章Java的集合類第9章Java的集合類第33頁，共38頁。例9.13 排序工具示范 這個例子利用了上面的CompClass，AlphaComp和Collectionx以及Arrayx來示