Java進階3：Java集合框架、ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap和他們的迭代器

Java集合框架

集合框架被設計成的目標：

高性能、高效
允許不同類型的結合，以類似的方式進行工作，有高度的互操作性
對一個集合的擴展和適應必須是簡單的

請添加圖片描述

兩種容器：集合Collection、圖Map

集合接口被分為了三種子類型：List、Set、Queue

具體的實現類：ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkHashMap

集合接口

集合框架定義了一些接口，每個接口都提供了不同的功能。
詳情可見:https://www.runoob.com/java/java-collections.html

Set和List區別

Set是一個集合，無序而且不允許被重復
Set檢索效率低下
List和數組相似，但是它可以被動態地增長，會自動增加List的長度

Java ArrayList

ArrayList是一個可以被動態修改的數組，它和普通數組的區別就是沒有固定的長度，可以隨時被更改（增加或者刪除）
ArrayList繼承了AbstractList，并且實現了List接口
ArrayList位于java.util包中，使用之前必須導入它

import java.util.ArrayList;
ArrayList<E> objectName = new ArrayList<>()

E是泛型數據類型，用于設置objectName的數據類型，只能作為引用數據類型
objectName 對象名字

添加元素

public static void main(String[] args){ArrayList<String> sites = new ArrayList<String>();sites.add("Google");sites.add("Bing");sites.add("Youtube");sites.add("Bilibili");System.out.println(sites);}

訪問元素

使用get()方法來訪問元素

System.out.println(sites.get(1));
//訪問第一個

修改元素

使用set方法來修改ArrayList中的元素

sites.set(2,"Wiki");
//第一個參數是索引的位置，第二個位置是修改之后的值

刪除元素

使用remove方法可以用于刪除元素

sites.remove(3);
//刪除3號元素

輸出元素數量

使用size()來輸出ArrayList()中的元素個數

sites.size();

迭代數組列表

使用for來迭代數組中列表中的元素

for(int i=0;i<sites.size();i++){System.out.println(sites.get(1));
}

當然Java中還封裝了for–each循環，我們也可通過for-each來迭代元素

for(String i:sites){System.out.println(i);
}

其他的引用類型

ArrayList中的元素實際上是對象，在上述的實例中，數組列表元素都是字符串String類型。
如果我們需要存儲其他的類型，而只能為引用數據類型，這個時候我們就需要使用到基本類型的包裝類，即Java的裝箱

ArrayList排序

Collections類也是一個非常有用的類，位于java.utils包中，提供sort()方法對字符或者數字列表進行排序，以下的實例對字母進行排序。


import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;  
// 引入 Collections 類
public class RunoobTest {public static void main(String[] args) {ArrayList<Integer> myNumbers = new ArrayList<Integer>();        myNumbers.add(33);myNumbers.add(15);myNumbers.add(20);myNumbers.add(34);        myNumbers.add(8);        myNumbers.add(12);        Collections.sort(myNumbers);  // 數字排序        for (int i : myNumbers) {System.out.println(i);     }   }
}

LinkedList

鏈表LinkedList是一種常見的基礎類型數據結構，是一種線性表，但是不會按照線性的順序來存儲數據，而是每個節點里面存儲了下一個結點的地址

與ArrayList相比較，LinkedList的增加和刪除操作的效率更高，但是查找和修改的效率更低。

建議使用ArrayList的情況

頻繁地訪問列表中的某一個元素
只需要在列表末尾進行添加和刪除的元素的操作

建議使用LinkedList的情況

需要通過循環迭代來訪問列表中的某些元素
需要頻繁地在列表開頭、中間、末尾等地方進行增加和刪除元素的操作

LinkedList 類位于 java.util 包中，使用前需要引入它，語法格式如下：

// 引入 LinkedList 類
import java.util.LinkedList; LinkedList<E> list = new LinkedList<E>();   
// 普通創建方法或者
LinkedList<E> list = new LinkedList(Collection<? extends E> c);
// 使用集合創建鏈表

以下是存放LinkList的一個實例，這個實例中使用了LinkedList來存放了String類型的變量

import java.util.LinkedList;public class Init {//main函數，程序入口public static void main(String[] args) {LinkedList<String> sites = new LinkedList<String>();sites.add("google");sites.add("baidu");sites.add("yahoo");System.out.println(sites);for(String i:sites){System.out.println(i);}}
}

在LinkedList中添加了很多的方法，給我們提供了很多方便的地方，例如getFirst()取第一個，getLast()取最后一個等，詳見：
https://www.runoob.com/java/java-linkedlist.html

Java HashSet

Java HashSet是基于HashMap來實現的，是一個不允許有重復元素的集合。
允許具有null值。
無序，不會記錄順序。
不是線程安全的，多個線程嘗試修改了它，那么結果也會具有不確定性。
它實現了Set接口。
他的基本元素實際上是對象，那么一些基本的類型可以使用它的包裝類。
導入包：java.util.HashSet

添加元素

使用add()方法來添加元素

import java.util.HashSet;public class Init {//main函數，程序入口public static void main(String[] args) {HashSet<Integer> newhashset = new HashSet<Integer>();newhashset.add(1);newhashset.add(2);newhashset.add(3);System.out.println(newhashset);}
}

判斷元素是否存在

使用contains()方法來判斷元素是否存在

import java.util.HashSet;public class Init {//main函數，程序入口public static void main(String[] args) {HashSet<Integer> newhashset = new HashSet<Integer>();newhashset.add(1);newhashset.add(2);newhashset.add(3);System.out.println(newhashset.contains(3));}
}

刪除元素

使用remove()方法來刪除某個元素

import java.util.HashSet;public class Init {//main函數，程序入口public static void main(String[] args) {HashSet<Integer> newhashset = new HashSet<Integer>();newhashset.add(1);newhashset.add(2);newhashset.add(3);System.out.println(newhashset.contains(3));newhashset.remove(3);System.out.println(newhashset.contains(3));}
}

清空

使用clear方法清空所有的元素，變成空的集合

import java.util.HashSet;public class Init {//main函數，程序入口public static void main(String[] args) {HashSet<Integer> newhashset = new HashSet<Integer>();newhashset.add(1);newhashset.add(2);newhashset.add(3);System.out.println(newhashset);newhashset.clear();System.out.println(newhashset);}
}

計算大小

使用size()方法來計算大小

import java.util.HashSet;public class Init {//main函數，程序入口public static void main(String[] args) {HashSet<Integer> newhashset = new HashSet<Integer>();newhashset.add(1);newhashset.add(2);newhashset.add(3);System.out.println(newhashset.size());}
}

迭代HashSet

通過foreach循環來迭代HashSet中的元素

import java.util.HashSet;public class Init {//main函數，程序入口public static void main(String[] args) {HashSet<Integer> newhashset = new HashSet<Integer>();newhashset.add(1);newhashset.add(2);newhashset.add(3);for(Integer item:newhashset){System.out.println(item);}}
}

HashMap

HashMap是一個散列表，用于存儲鍵值對的映射
HashMap實現了Map接口，根據鍵的HashCode值存儲數據，具有很快的訪問速度，最多允許的一條記錄的鍵為null，不支持線程同步
HashMap是無序的
HashMap 繼承于AbstractMap，實現了 Map、Cloneable、java.io.Serializable 接口。

初始化一個鍵值對

使用類的初始化來建立一個HashMap

HashMap<Integer, String> sites = new HashMap<Integer, String>();

添加元素

通過put()方法來添加鍵值對映射

public class Init {//main函數，程序入口public static void main(String[] args) {HashMap<Integer, String> sites = new HashMap<Integer, String>();sites.put(1,"Google");sites.put(2,"Baidu");sites.put(3,"Microsoft");System.out.println(sites);}
}

{1=Google, 2=Baidu, 3=Microsoft}

訪問元素

使用get(key)方法來通過key獲取value

System.out.println(sites.get(3));

刪除元素

使用remove(key)方法類刪除key對應的鍵值對(key-value)

import java.util.HashMap;public class Init {//main函數，程序入口public static void main(String[] args) {HashMap<Integer, String> sites = new HashMap<Integer, String>();sites.put(1,"Google");sites.put(2,"Baidu");sites.put(3,"Microsoft");System.out.println(sites);sites.remove(2);System.out.println(sites);}
}

{1=Google, 2=Baidu, 3=Microsoft}
{1=Google, 3=Microsoft}

刪除所有元素

使用clear()方法來刪除所有的元素

import java.util.HashMap;public class Init {//main函數，程序入口public static void main(String[] args) {HashMap<Integer, String> sites = new HashMap<Integer, String>();sites.put(1,"Google");sites.put(2,"Baidu");sites.put(3,"Microsoft");System.out.println(sites);sites.clear();System.out.println(sites);}
}

{1=Google, 2=Baidu, 3=Microsoft}
{}

迭代HashMap

使用for-each來迭代HashMap的元素
如果你只想獲取 key，可以使用 keySet() 方法，然后可以通過 get(key) 獲取對應的 value，如果你只想獲取 value，可以使用 values() 方法。

import java.util.HashMap;public class Init {//main函數，程序入口public static void main(String[] args) {HashMap<Integer, String> sites = new HashMap<Integer, String>();sites.put(1,"Google");sites.put(2,"Baidu");sites.put(3,"Microsoft");for(Integer i : sites.keySet()){System.out.println("Key: "+i+", Values: "+sites.get(i));}for(String value: sites.values()){System.out.println(value+" ");}}
}

Key: 1, Values: Google
Key: 2, Values: Baidu
Key: 3, Values: Microsoft
Google
Baidu
Microsoft

Iterator迭代器

Java迭代器是Java集合框架中的一種機制，提供了一種在不暴露集合內部實現的情況下遍歷集合元素的方法。
是一種訪問集合的方法，可用于迭代ArrayList、HashSet等集合。
Iterator是Java迭代器最簡單的實現
三個基本操作：next()、hasNext()、remove()

獲取一個迭代器

使用iterator()方法來初始化一個迭代器

import java.util.Iterator;public class Init {//main函數，程序入口public static void main(String[] args) {ArrayList<String>list = new ArrayList<String>();list.add("Zhangsan");list.add("Lisi");list.add("Wangwu");Iterator<String> it = list.iterator();System.out.println(it.next());System.out.println(it.next());System.out.println(it.next());}
}

Zhangsan
Lisi
Wangwu

如果超過了遍歷的范圍，就會報錯

循環集合元素

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;public class Init {//main函數，程序入口public static void main(String[] args) {ArrayList<String>list = new ArrayList<String>();list.add("Zhangsan");list.add("Lisi");list.add("Wangwu");Iterator<String> it = list.iterator();while(it.hasNext()){System.out.println(it.next());}}
}

刪除元素

使用remove()方法來刪除元素
下面方法通過remove()刪除"Lisi"元素

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;public class Init {//main函數，程序入口public static void main(String[] args) {ArrayList<String>list = new ArrayList<String>();list.add("Zhangsan");list.add("Lisi");list.add("Wangwu");Iterator<String> it = list.iterator();while(it.hasNext()){String tmp = it.next();if(tmp.equals("Lisi")){it.remove();}}}
}