2016/10/6
Java集合框架
“如果一个程序只包含固定数量的且其生命周期都是已知的对象,那么这将是一个简单的程序”
复杂的程序对于数据的组织有多种多样的需求,从中提取共性形成了Java的集合框架。下图摘自:http://www.importnew.com/23549.html#comment-542805
如图所说,Java集合框架有Collection, Collections, Map, Comparator, Comparable五个接口。还有一个接口Iterator,我认为也在这个框架中的扮演重要角色。
Collection接口:
Collection是Java集合框架的一个根接口,也是List、Set和Queue接口的父接口。同时它定义了可用于操作List、Set和Queue的方法—增删改查。Collection继承了java.lang.Iterable接口,Iterable只定义了一个方法就是iterator,返回一个Iterator对象。
Map接口:
它提供了一种映射关系,其中的元素是以键值对(key-value)的形式存储的。Map接口有一个重要的实现类HashMap。
Comparator接口:
临时的比较规则。如果某一个类要实现这个接口,那必然要实现它的Compare()方法。
根据JDK1.8的说明,Comparator接口是一个函数式接口,带有FunctionalInterface注释,如下图:
所谓的函数式接口,当然首先是一个接口,然后就是在这个接口里面只能有一个抽象方法。这种类型的接口也称为SAM接口,即Single Abstract Method interfaces。
1 函数式接口里允许定义默认方法:
函数式接口里是可以包含默认方法,因为默认方法不是抽象方法,其有一个默认实现,所以是符合函数式接口的定义的;
2 函数式接口里允许定义静态方法:
函数式接口里是可以包含静态方法,因为静态方法不能是抽象方法,是一个已经实现了的方法,所以是符合函数式接口的定义的;
3 函数式接口里允许定义Java.lang.Object里的public方法:
函数式接口里是可以包含Object里的public方法,这些方法对于函数式接口来说,不被当成是抽象方法(虽然它们是抽象方法);因为任何一个函数式接口的实现,默认都继承了Object类,包含了来自java.lang.Object里对这些抽象方法的实现;
4 函数式接口里允许子接口继承多个父接口,但每个父接口中都只能存在一个抽象方法,且必须的相同的抽象方法。
int compare(T o1,T o2)就是这个抽象方法,o1<o2
时返回负整数, o1=o2
时返回0, o1>o2
时返回正整数。
Comparable接口:
默认的比较规则。当实现了这个接口,则表示这个类的实例可以比较大小,可以进行自然排序。如果某一个类要实现这个接口,那必然要实现它的CompareTo()方法。
int compareTo(T o) 方法,小于o时返回负整数,等于o时返回0, 大于时返回正整数。
Iterator接口:
Iterator(java.util.Iterator) 用于有序容器对象的游标。
稍微具体介绍
List
数组是存储一组数据对象最有效的方式,但是数组具有数量限制。编写程序的时侯可能并不知道将需要多少个对象,或者是否需要更复杂的对象,因此数组也有很大的局限性。List接口的实现类可以解决这样的问题。
List接口:List接口继承Collection接口,有两个重要的实现类ArrayList(数组序列)和LinkedList(链表)。
①List是元素有序并且可以重复的集合。
②List可以精确的控制每个元素的插入位置,或删除某个元素的位置。
ArrayList就可以理解为可变的数组,根据索引位置进行快速随机访问。
LinkedList是采用链表数据结构保存的对象,可以更有效率地插入删除,但随机访问效率低。
ArrayList和LinkedList的这点区别实际上就是数据结构中无序表和单链表的区别。
Set
Set集合中的对象不按特定的方式组合,只是简单地把对象加入到集合中,但Set集合中不能包含重复对象。这更类似于我们平常生活中“集合”一次的概念:如动物的集合包含牛,马,羊……,不存在重复和顺序。
Set接口常用的实现类有HashSet与TreeSet。
HashSet类由Hash表(实际上是一个HashMap实例)支持,Hash表保证了HashSet的不重复性,但不保证顺序性。HashSet可以有null元素(是不是可以这么理解?空集是任何集合的子集)。
TreeSet类不仅实现了Set接口,还实现了java.util.SortedSet接口,因此TreeSet中元素是有顺序的,因此可以使用比较器方法和迭代器。这就要求存入TreeSet 的集合必须事先Comparable接口。
例子:
package treeset;
import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;
/**
* Created by Liu on 2016-10-06.
*/
public class student implements Comparable<Object>{
String name;
long ID;
public student(String name,long ID){
this.name=name;
this.ID=ID;
}
public int compareTo(Object o){//比较此对象与指定对象的顺序
student stu=(student)o;
int result=ID>stu.ID?1:(ID==stu.ID?0:-1);//如果该对象大于,等于或小雨指定对象,则分别返回1,0,-1
return result;
}
public long getID(){return ID;}
public String getName(){return name;}
public void setID(long ID){this.ID=ID;}
public void srtName(String name){this.name=name;}
public static void main(String[] args){
student stu1=new student("wang",000111);
student stu2=new student("zhang",000117);
student stu3=new student("li",000115);
student stu4=new student("liu",000114);
/*------------*/
TreeSet<student> tree=new TreeSet<>();
tree.add(stu1);
tree.add(stu2);
tree.add(stu3);
tree.add(stu4);
Iterator<student> iter=tree.iterator();
System.out.println("Set集合中的所有元素:");
while(iter.hasNext()){
student stu=(student)iter.next();
System.out.println(stu.getID()+stu.getName()+stu.getClass());
}
iter=tree.headSet(stu2).iterator();
System.out.println("截取前面部分的集合:");
while(iter.hasNext()){
student stu=(student)iter.next();
System.out.println(stu.getID()+stu.getName()+stu.getClass());
}
iter=tree.subSet(stu3,stu2).iterator();
System.out.println("截取中间部分的集合:");
while(iter.hasNext()){
student stu=(student)iter.next();
System.out.println(stu.getID()+stu.getName()+stu.getClass());
}
}
}
由上例可以体会到TreeSet的有序性
Map
①在Map接口中的键值对是以Entry类型的对象实例形式存在。
②在Map接口中键值(Key值)是不可以重复的,value值却可以重复,也就是存在多对一的关系。
③在Map接口中提供了分别返回Key值的集合、value值的集合以及Entry集合的方法。
④Map支持泛型,同时Key值和value值都是可以为null的。
⑤在HashMap中的Entry对象是无序排序的,这点特性和List接口是相反的。
⑥在HashMap中有且只能有一个Key值为null的映射。(注:key值是不能重复的)
Iterator与Iterable
Iterator接口定义了三个方法
boolean hasNext();//下一个是否为空
E next();//返回下一个对象
void remove();//删除下一个对象,可抛出空指针错
default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action)//JDK1.8新增方法,和函数式编程相关,暂不考虑
Iterable接口:有三个方法
Iterator<T> iterator();
//后两个也是JDK1.8函数式编程的方法
default void forEach(Consumer<? super T> action)
default Spliterator<T> spliterator()
遍历集合类
对于List,Set等所有继承于Collection类的集合类,可以使用Iterator进行元素遍历,因为Collection实现了Iterable接口,而如前所述,Iterable实际上就是定义了一个Iterator iterator()方法。使用Iterator.hasNext()和Iterator.next()进行遍历。另外,所有Iterable的类可以使用for each语法来遍历。
而对于Map,不继承Collection类,但它包含了一个Set
for(Map.Entry<String, String> entry:map.entrySet()){
System.out.println(entry.getKey());
System.out.println(entry.getValue());
}
2017/2/3批注:
这篇博客也稍显浅显,要花点时间在数据结构上了
2017/3/4增添内容
2017/5/23增添Map遍历