第11章_集合框架

学习目标

• 能够熟练使用Collection集合的API
• 能够使用Iterator迭代器遍历Collection系列的集合
• 能够使用foreach遍历Collection系列的集合
• 能够说出foreach循环与Iterator迭代器的联系与区别
• 掌握三种Collection集合的元素删除方式

---

1. 集合框架概述

1.1 容器：数组、集合

• 一方面，面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式，为了方便对多个对象的操作，就要对对象进行存储。另一方面，使用Array存储对象方面具有一些弊端，而Java 集合就像一种容器，可以动态地把多个对象的引用放入容器中。

• 数组在内存存储方面的特点：

  • 数组初始化以后，长度就确定了。
  • 数组声明的类型，就决定了进行元素初始化时的类型
  • 可以存储基本数据类型值，也可以存储对象

• 数组在存储数据方面的弊端：

  • 数组初始化以后，长度就不可变了，不便于扩展
  • 数组中提供的属性和方法少，不便于进行添加、删除、插入等操作，且效率不高。同时无法直接获取存储元素的个数
  • 数组存储的数据是有序的、可以重复的。---->存储数据的特点单一

• Java 集合类可以用于存储数量不等的多个对象，还可用于保存具有映射关系的关联数组。

1.2 集合的使用场景

1.3 Java集合框架体系

• Java 集合可分为 Collection 和 Map 两种体系：

  • Collection接口：单列数据，定义了存取一组对象的方法的集合

    • List：元素有序、可重复的集合
    • Set：元素无序、不可重复的集合

  • Map接口：双列数据，保存具有映射关系“key-value对”的集合

• JDK提供的集合API位于java.util包内

• 图示：Collection接口继承树

Map接口继承树

2. Collection接口及方法

• Collection 接口是 List、Set 和 Queue 接口的父接口，该接口里定义的方法既可用于操作 Set 集合，也可用于操作 List 和 Queue 集合。

• JDK不提供此接口的任何直接实现，而是提供更具体的子接口(如：Set和List)实现。

• 在 Java5 之前，Java 集合会丢失容器中所有对象的数据类型，把所有对象都当成 Object 类型处理；从 JDK 5.0 增加了泛型以后，Java 集合可以记住容器中对象的数据类型。

Collection<E>是所有单列集合的父接口，因此在Collection中定义了单列集合 (List和Set) 通用的一些方法，这些方法可用于操作所有的单列集合。方法如下：

2.1 添加

（1）add(E obj)：添加元素对象到当前集合中

（2）addAll(Collection<? extends E> other)：添加other集合中的所有元素对象到当前集合中，即this = this ∪ other

注意：add和addAll的区别

package com.atguigu.collection;

import org.junit.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

public class TestCollectionAdd {
    @Test
    public void testAdd(){
        //ArrayList是Collection的子接口List的实现类之一。
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add("小李广");
        coll.add("扫地僧");
        coll.add("石破天");
        System.out.println(coll);
    }

    @Test
    public void testAddAll(){
        Collection c1 = new ArrayList();
        c1.add(1);
        c1.add(2);
        System.out.println("c1集合元素的个数：" + c1.size());//2
        System.out.println("c1 = " + c1);

        Collection c2 = new ArrayList();
        c2.add(1);
        c2.add(2);
        System.out.println("c2集合元素的个数：" + c2.size());//2
        System.out.println("c2 = " + c2);

        Collection other = new ArrayList();
        other.add(1);
        other.add(2);
        other.add(3);
        System.out.println("other集合元素的个数：" + other.size());//3
        System.out.println("other = " + other);
        System.out.println();

        c1.addAll(other);
        System.out.println("c1集合元素的个数：" + c1.size());//5
        System.out.println("c1.addAll(other) = " + c1);

        c2.add(other);
        System.out.println("c2集合元素的个数：" + c2.size());
        System.out.println("c2.add(other) = " + c2);
    }
}

注意：coll.addAll(other);与coll.add(other);

2.2 判断

（3）boolean isEmpty()：判断当前集合是否为空集合。

（4）int size()：获取当前集合中实际存储的元素个数

（5）boolean contains(Object obj)：判断当前集合中是否存在一个与obj对象equals返回true的元素。

（6）boolean containsAll(Collection<?> c)：判断c集合中的元素是否在当前集合中都存在。即c集合是否是当前集合的“子集”。

（7）boolean equals(Object obj)：判断当前集合与obj是否相等

演示：

package com.atguigu.collection;

import org.junit.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;

public class TestCollectionContains {
    @Test
    public void test01() {
        Collection coll = new ArrayList();
        System.out.println("coll在添加元素之前，isEmpty = " + coll.isEmpty());
        coll.add("小李广");
        coll.add("扫地僧");
        coll.add("石破天");
        coll.add("佛地魔");
        System.out.println("coll的元素个数" + coll.size());

        System.out.println("coll在添加元素之后，isEmpty = " + coll.isEmpty());
        coll.clear();
        System.out.println("coll在clear之后，isEmpty = " + coll.isEmpty());
    }

    @Test
    public void test02() {
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add("小李广");
        coll.add("扫地僧");
        coll.add("石破天");
        coll.add("佛地魔");
        System.out.println("coll = " + coll);
        System.out.println("coll是否包含“小李广” = " + coll.contains("小李广"));
        System.out.println("coll是否包含“宋红康” = " + coll.contains("宋红康"));

        Collection other = new ArrayList();
        other.add("小李广");
        other.add("扫地僧");
        other.add("尚硅谷");
        System.out.println("other = " + other);

        System.out.println("coll.containsAll(other) = " + coll.containsAll(other));
    }

    @Test
    public void test03(){
        Collection c1 = new ArrayList();
        c1.add(1);
        c1.add(2);
        System.out.println("c1集合元素的个数：" + c1.size());//2
        System.out.println("c1 = " + c1);

        Collection c2 = new ArrayList();
        c2.add(1);
        c2.add(2);
        System.out.println("c2集合元素的个数：" + c2.size());//2
        System.out.println("c2 = " + c2);

        Collection other = new ArrayList();
        other.add(1);
        other.add(2);
        other.add(3);
        System.out.println("other集合元素的个数：" + other.size());//3
        System.out.println("other = " + other);
        System.out.println();

        c1.addAll(other);
        System.out.println("c1集合元素的个数：" + c1.size());//5
        System.out.println("c1.addAll(other) = " + c1);
        System.out.println("c1.contains(other) = " + c1.contains(other));
        System.out.println("c1.containsAll(other) = " + c1.containsAll(other));
        System.out.println();

        c2.add(other);
        System.out.println("c2集合元素的个数：" + c2.size());
        System.out.println("c2.add(other) = " + c2);
        System.out.println("c2.contains(other) = " + c2.contains(other));
        System.out.println("c2.containsAll(other) = " + c2.containsAll(other));
    }

}

2.3 删除

（8）void clear()：清空集合元素

（9） boolean remove(Object obj) ：从当前集合中删除第一个找到的与obj对象equals返回true的元素。

（10）boolean removeAll(Collection<?> coll)：从当前集合中删除所有与coll集合中相同的元素。即this = this - this ∩ coll

（11）boolean retainAll(Collection<?> coll)：从当前集合中删除两个集合中不同的元素，使得当前集合仅保留与c集合中的元素相同的元素，即当前集合中仅保留两个集合的交集，即this = this ∩ coll；

注意几种删除方法的区别

package com.atguigu.collection;

import org.junit.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.function.Predicate;

public class TestCollectionRemove {
    @Test
    public void test01(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add("小李广");
        coll.add("扫地僧");
        coll.add("石破天");
        coll.add("佛地魔");
        System.out.println("coll = " + coll);

        coll.remove("小李广");
        System.out.println("删除元素\"小李广\"之后coll = " + coll);
        
        coll.clear();
        System.out.println("coll清空之后，coll = " + coll);
    }

    @Test
    public void test02() {
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add("小李广");
        coll.add("扫地僧");
        coll.add("石破天");
        coll.add("佛地魔");
        System.out.println("coll = " + coll);

        Collection other = new ArrayList();
        other.add("小李广");
        other.add("扫地僧");
        other.add("尚硅谷");
        System.out.println("other = " + other);

        coll.removeAll(other);
        System.out.println("coll.removeAll(other)之后，coll = " + coll);
        System.out.println("coll.removeAll(other)之后，other = " + other);
    }

    @Test
    public void test03() {
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add("小李广");
        coll.add("扫地僧");
        coll.add("石破天");
        coll.add("佛地魔");
        System.out.println("coll = " + coll);

        Collection other = new ArrayList();
        other.add("小李广");
        other.add("扫地僧");
        other.add("尚硅谷");
        System.out.println("other = " + other);

        coll.retainAll(other);
        System.out.println("coll.retainAll(other)之后，coll = " + coll);
        System.out.println("coll.retainAll(other)之后，other = " + other);
    }

}

2.4 其它

（12）Object[] toArray()：返回包含当前集合中所有元素的数组

（13）hashCode()：获取集合对象的哈希值

（14）iterator()：返回迭代器对象，用于集合遍历

public class TestCollectionContains {
    @Test
    public void test01() {
        Collection coll = new ArrayList();

        coll.add("小李广");
        coll.add("扫地僧");
        coll.add("石破天");
        coll.add("佛地魔");

        Object[] objects = coll.toArray();
        System.out.println("用数组返回coll中所有元素：" + Arrays.toString(objects));

    }
}

3. Iterator(迭代器)接口

3.1 Iterator接口

在程序开发中，经常需要遍历集合中的所有元素。针对这种需求，JDK专门提供了一个接口java.util.Iterator。Iterator接口也是Java集合中的一员，但它与Collection、Map接口有所不同，Collection接口与Map接口主要用于存储元素，而Iterator主要用于迭代访问（即遍历）Collection中的元素，因此Iterator对象也被称为迭代器。

Iterator 仅用于遍历集合，Iterator 本身并不提供承装对象的能力。如果需要创建 Iterator 对象，则必须有一个被迭代的集合。

Collection接口继承了java.lang.Iterable接口，该接口有一个iterator()方法，那么所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象。

• public Iterator iterator(): 获取集合对应的迭代器，用来遍历集合中的元素的。
• 集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前。

下面介绍一下迭代的概念：

• 迭代：即Collection集合元素的通用获取方式。在取元素之前先要判断集合中有没有元素，如果有，就把这个元素取出来，继续在判断，如果还有就再取出出来。一直把集合中的所有元素全部取出。这种取出方式专业术语称为迭代。

Iterator接口的常用方法如下：

• public E next():返回迭代的下一个元素。
• public boolean hasNext():如果仍有元素可以迭代，则返回 true。

注意：在调用it.next()方法之前必须要调用it.hasNext()进行检测。若不调用，且下一条记录无效，直接调用it.next()会抛出NoSuchElementException异常。

接下来我们通过案例学习如何使用Iterator迭代集合中元素：

package com.atguigu.iterator;

import org.junit.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

public class TestIterator {
    @Test
    public void test01(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add("小李广");
        coll.add("扫地僧");
        coll.add("石破天");

        Iterator iterator = coll.iterator();
        System.out.println(iterator.next());
        System.out.println(iterator.next());
        System.out.println(iterator.next());
        System.out.println(iterator.next());
    }

    @Test
    public void test02(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add("小李广");
        coll.add("扫地僧");
        coll.add("石破天");

        Iterator iterator = coll.iterator();//获取迭代器对象
        while(iterator.hasNext()) {//判断是否还有元素可迭代
            System.out.println(iterator.next());//取出下一个元素
        }
    }
}

3.2 迭代器的执行原理

我们在之前案例已经完成了Iterator遍历集合的整个过程。当遍历集合时，首先通过调用集合的iterator()方法获得迭代器对象，然后使用hashNext()方法判断集合中是否存在下一个元素，如果存在，则调用next()方法将元素取出，否则说明已到达了集合末尾，停止遍历元素。

Iterator迭代器对象在遍历集合时，内部采用指针的方式来跟踪集合中的元素，为了让初学者能更好地理解迭代器的工作原理，接下来通过一个图例来演示Iterator对象迭代元素的过程：

在调用Iterator的next方法之前，迭代器指向第一个元素，当第一次调用迭代器的next方法时，返回第一个元素，然后迭代器的索引会向后移动一位，指向第二个元素，当再次调用next方法时，返回第二个元素，然后迭代器的索引会再向后移动一位，指向第三个元素，依此类推，直到hasNext方法返回false，表示到达了集合的末尾，终止对元素的遍历。

3.3 使用Iterator迭代器删除元素

java.util.Iterator迭代器中有一个方法：void remove() ;

Iterator iter = coll.iterator();//回到起点
while(iter.hasNext()){
    Object obj = iter.next();
    if(obj.equals("Tom")){
        iter.remove();
    }
}

• 注意：
  • Iterator可以删除集合的元素，但是是遍历过程中通过迭代器对象的remove方法，不是集合对象的remove方法。
  • 如果还未调用next()或在上一次调用 next 方法之后已经调用了 remove 方法，再调用remove都会报IllegalStateException。

Collection已经有remove(xx)方法了，为什么Iterator迭代器还要提供删除方法呢？因为迭代器的remove()可以按指定的条件进行删除。

例如：要删除以下集合元素中的偶数

package com.atguigu.iterator;

import org.junit.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

public class TestIteratorRemove {
    @Test
    public void test01(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(1);
        coll.add(2);
        coll.add(3);
        coll.add(4);

//		coll.remove(?)//没有removeIf方法无法实现删除“偶数”

        Iterator iterator = coll.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            Integer element = (Integer) iterator.next();
            if(element % 2 == 0){
                iterator.remove();
            }
        }
        System.out.println(coll);
    }
}

在JDK8.0时，Collection接口有了removeIf 方法，即可以根据条件删除。

package com.atguigu.collection;

import org.junit.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.function.Predicate;

public class TestCollectionRemoveIf {
    @Test
    public void test01(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add("小李广");
        coll.add("扫地僧");
        coll.add("石破天");
        coll.add("佛地魔");
        System.out.println("coll = " + coll);

        coll.removeIf(new Predicate() {
            @Override
            public boolean test(Object o) {
                String str = (String) o;
                return str.contains("地");
            }
        });
        System.out.println("删除包含\"地\"字的元素之后coll = " + coll);
    }
}

3.4 Iterable接口与增强for循环

从JDK1.5之后引入java.lang.Iterable接口。实现这个接口允许对象成为 "foreach" 语句的目标。java.lang.Iterable接口包含一个抽象方法：Iterator iterator()，实现Iterable接口就要实现这个抽象方法，而 Java中的数组默认都是实现了这个接口的，不用程序员手动实现这个抽象方法。

foreach循环的语法格式：

for(元素类型 元素名 : 数组名){
}
//这里元素名就是一个临时变量，自己命名就可以

代码示例：

package com.atguigu.iterator;

import org.junit.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

public class TestForeach {
    @Test
    public void test01(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add("小李广");
        coll.add("扫地僧");
        coll.add("石破天");
		//foreach循环其实就是使用Iterator迭代器来完成元素的遍历的。
        for (Object o : coll) {
            System.out.println(o);
        }
    }
    @Test
    public void test02(){
        int[] nums = {1,2,3,4,5};
        for (int num : nums) {
            System.out.println(num);
        }
        System.out.println("-----------------");
        String[] names = {"张三","李四","王五"};
        for (String name : names) {
            System.out.println(name);
        }
    }
}

练习：判断输出结果为何？

public class ForTest {
    public static void main(String[] args) {
        String[] str = new String[5];
        for (String myStr : str) {
            myStr = "atguigu";
            System.out.println(myStr);
        }
        for (int i = 0; i < str.length; i++) {
            System.out.println(str[i]);
        }
    }
}

4. Collection子接口1：List

4.1 List接口特点

• 鉴于Java中数组用来存储数据的局限性，我们通常使用java.util.List替代数组
• List集合类中元素有序、且可重复，集合中的每个元素都有其对应的顺序索引。
• List容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置，可以根据序号存取容器中的元素。

举例：List集合存储数据，就像银行门口客服，给每一个来办理业务的客户分配序号：第一个来的是“张三”，客服给他分配的是0；第二个来的是“李四”，客服给他分配的1；以此类推，最后一个序号应该是“总人数-1”。

• JDK API中List接口的实现类常用的有：ArrayList、LinkedList和Vector。

4.2 List接口方法

List除了从Collection集合继承的方法外，List 集合里添加了一些根据索引来操作集合元素的方法。

• 添加元素
  • void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
  • boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
• 获取元素
  • Object get(int index):获取指定index位置的元素
  • List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合
• 获取元素索引
  • int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置
  • int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
• 删除和替换元素

  • Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素

  • Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele

举例：

package com.atguigu.list;

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

public class TestListMethod {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建List集合对象
        List<String> list = new ArrayList<String>();

        // 往 尾部添加 指定元素
        list.add("图图");
        list.add("小美");
        list.add("不高兴");

        System.out.println(list);
        // add(int index,String s) 往指定位置添加
        list.add(1,"没头脑");

        System.out.println(list);
        // String remove(int index) 删除指定位置元素  返回被删除元素
        // 删除索引位置为2的元素
        System.out.println("删除索引位置为2的元素");
        System.out.println(list.remove(2));

        System.out.println(list);

        // String set(int index,String s)
        // 在指定位置 进行 元素替代（改）
        // 修改指定位置元素
        list.set(0, "三毛");
        System.out.println(list);

        // String get(int index)  获取指定位置元素
        // 跟size() 方法一起用  来 遍历的
        for(int i = 0;i<list.size();i++){
            System.out.println(list.get(i));
        }
        //还可以使用增强for
        for (String string : list) {
            System.out.println(string);
        }
    }
}

在JavaSE中List名称的类型有两个，一个是java.util.List集合接口，一个是java.awt.List图形界面的组件，别导错包了。

4.2 List接口主要实现类：ArrayList

• ArrayList 是 List 接口的典型实现类、主要实现类

• 本质上，ArrayList是对象引用的一个”变长”数组

• Arrays.asList(…) 方法返回的 List 集合，既不是 ArrayList 实例，也不是 Vector 实例。 Arrays.asList(…) 返回值是一个固定长度的 List 集合

  

4.3 List的实现类之二：LinkedList

• 对于频繁的插入或删除元素的操作，建议使用LinkedList类，效率较高。

• 新增方法：
  • void addFirst(Object obj)
  • void addLast(Object obj)
  • Object getFirst()
  • Object getLast()
  • Object removeFirst()
  • Object removeLast()

4.4 List的实现类之三：Vector

• Vector 是一个古老的集合，JDK1.0就有了。大多数操作与ArrayList相同，区别之处在于Vector是线程安全的。
• 在各种list中，最好把ArrayList作为缺省选择。当插入、删除频繁时，使用LinkedList；Vector总是比ArrayList慢，所以尽量避免使用。
• 新增方法：
  • void addElement(Object obj)
  • void insertElementAt(Object obj,int index)
  • void setElementAt(Object obj,int index)
  • void removeElement(Object obj)
  • void removeAllElements()

4.5 练习

面试题：

@Test
public void testListRemove() {
    List list = new ArrayList();
    list.add(1);
    list.add(2);
    list.add(3);
    updateList(list);
    System.out.println(list);//[1,2]
}

private static void updateList(List list) {
    list.remove(2);   //移除索引为2的值
}

练习1：从键盘根据提示，录入学生姓名、年龄，封装到学生对象中，并将多个学生对象保存在List中。停止录入时，遍历List中学生信息。

提示：控制台输出：选择（录入 1 ；结束 0）

public class Student {

    private int age;
    private String name;

    public Student() {
    }

    
    public Student(int age, String name) {
		super();
		this.age = age;
		this.name = name;
	}


	public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;

    }

	@Override
	public String toString() {
		return "Student [age=" + age + ", name=" + name + "]";
	} 
    
}

public class StudentTest {
    public static void main(String[] args) {

        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        ArrayList stuList = new ArrayList();

        for (;;) {

            System.out.println("选择（录入 1 ；结束 0）");
            int x = scanner.nextInt();//根据x的值，判断是否需要继续循环

            if (x == 1) {
                System.out.println("姓名");
                String name = scanner.next();
                System.out.println("年龄");
                int age = scanner.nextInt();
                Student stu = new Student(age, name);
                stuList.add(stu);

            } else if (x == 0) {
                break;

            } else {

                System.out.println("输入有误，请重新输入");
            }
        }

        for (Object stu : stuList) {
            System.out.println(stu);
        }
    }
}

5. Collection子接口2：Set

5.1 Set接口概述

• Set接口是Collection的子接口，set接口没有提供额外的方法

• Set 集合不允许包含相同的元素，如果试把两个相同的元素加入同一个 Set 集合中，则添加操作失败。

• Set 判断两个对象是否相同不是使用 == 运算符，而是根据 equals() 方法

• Set集合支持的遍历方式和Collection集合一样：foreach和Iterator。

• Set的常用实现类有：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet。

5.2 Set主要实现类：HashSet

5.2.1 HashSet概述

• HashSet 是 Set 接口的典型实现，大多数时候使用 Set 集合时都使用这个实现类。
• HashSet 按 Hash 算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存取、查找、删除性能。
• HashSet 具有以下特点：
  • 不能保证元素的排列顺序
  • HashSet 不是线程安全的
  • 集合元素可以是 null
• HashSet 集合判断两个元素相等的标准：两个对象通过 hashCode() 方法比较相等，并且两个对象的 equals() 方法返回值也相等。
• 对于存放在Set容器中的对象，对应的类一定要重写equals()和hashCode(Object obj)方法，以实现对象相等规则。即：“相等的对象必须具有相等的散列码”。

5.2.2 HashSet中添加元素的过程：

• 当向 HashSet 集合中存入一个元素时，HashSet 会调用该对象的 hashCode() 方法来得到该对象的 hashCode 值，然后根据 hashCode 值，通过某种散列函数决定该对象在 HashSet 底层数组中的存储位置。（这个散列函数会与底层数组的长度相计算得到在数组中的下标，并且这种散列函数计算还尽可能保证能均匀存储元素，越是散列分布，该散列函数设计的越好）
• 如果两个元素的hashCode()值相等，会再继续调用equals方法，如果equals方法结果为true，添加失败；如果为false，那么会保存该元素，但是该数组的位置已经有元素了，那么会通过链表的方式继续链接。

举例：

package com.atguigu.set;

import java.util.Objects;

public class MyDate {
    private int year;
    private int month;
    private int day;

    public MyDate(int year, int month, int day) {
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        MyDate myDate = (MyDate) o;
        return year == myDate.year &&
                month == myDate.month &&
                day == myDate.day;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(year, month, day);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "MyDate{" +
                "year=" + year +
                ", month=" + month +
                ", day=" + day +
                '}';
    }
}

package com.atguigu.set;

import org.junit.Test;

import java.util.HashSet;

public class TestHashSet {
    @Test
    public void test01(){
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        set.add("张三");
        set.add("张三");
        set.add("李四");
        set.add("王五");
        set.add("王五");
        set.add("赵六");

        System.out.println("set = " + set);//不允许重复，无序
    }

    @Test
    public void test02(){
        HashSet<MyDate> set = new HashSet<>();
        set.add(new MyDate(2021,1,1));
        set.add(new MyDate(2021,1,1));
        set.add(new MyDate(2022,2,4));
        set.add(new MyDate(2022,2,4));


        System.out.println("set = " + set);//不允许重复，无序
    }
}

5.2.3 重写 hashCode() 方法的基本原则

• 在程序运行时，同一个对象多次调用 hashCode() 方法应该返回相同的值。

• 当两个对象的 equals() 方法比较返回 true 时，这两个对象的 hashCode() 方法的返回值也应相等。

• 对象中用作 equals() 方法比较的 Field，都应该用来计算 hashCode 值。

• 如果两个元素的 equals() 方法返回 true，但它们的 hashCode() 返回值不相等，hashSet 将会把它们存储在不同的位置，但依然可以添加成功。

5.2.4 重写equals()方法的基本原则

以自定义的Customer类为例，何时需要重写equals()？

重写equals方法的时候一般都需要同时复写hashCode方法。通常参与计算hashCode的对象的属性也应该参与到equals()中进行计算。

5.2.5 Eclipse/IDEA工具里hashCode()的重写

以Eclipse/IDEA为例，在自定义类中可以调用工具自动重写equals和hashCode。

问题：为什么用Eclipse/IDEA复写hashCode方法，有31这个数字？

选择系数的时候要选择尽量大的系数。因为如果计算出来的hash地址越大，所谓的“冲突”就越少，查找起来效率也会提高。（减少冲突）

并且31只占用5bits,相乘造成数据溢出的概率较小。

31可以 由i*31== (i<<5)-1来表示,现在很多虚拟机里面都有做相关优化。（提高算法效率）

31是一个素数，素数作用就是如果我用一个数字来乘以这个素数，那么最终出来的结果只能被素数本身和被乘数还有1来整除！(减少冲突)

5.3 Set实现类之二：LinkedHashSet

• LinkedHashSet 是 HashSet 的子类
• LinkedHashSet 根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置，但它同时使用双向链表维护元素的次序，这使得元素看起来是以插入顺序保存的。
• LinkedHashSet插入性能略低于 HashSet，但在迭代访问 Set 里的全部元素时有很好的性能。
• LinkedHashSet 不允许集合元素重复。

举例：

package com.atguigu.set;

import org.junit.Test;

import java.util.LinkedHashSet;

public class TestLinkedHashSet {
    @Test
    public void test01(){
        LinkedHashSet<String> set = new LinkedHashSet<>();
        set.add("张三");
        set.add("张三");
        set.add("李四");
        set.add("王五");
        set.add("王五");
        set.add("赵六");

        System.out.println("set = " + set);//不允许重复，体现添加顺序
    }
}

5.4 Set实现类之三：TreeSet

• TreeSet 是 SortedSet 接口的实现类，TreeSet 可以确保集合元素处于排序状态。

• TreeSet底层使用红黑树结构存储数据

• 新增的方法如下： (了解)

  • Comparator comparator()
  • Object first()
  • Object last()
  • Object lower(Object e)
  • Object higher(Object e)
  • SortedSet subSet(fromElement, toElement)
  • SortedSet headSet(toElement)
  • SortedSet tailSet(fromElement)

• TreeSet特点：不允许重复、实现排序（自然排序或定制排序）

• 如何判断TreeSet中数据不重复？

  • 如果使用的是自然排序，则通过调用实现的compareTo方法
  • 如果使用的是定制排序，则通过调用比较器的compare方法

• TreeSet 两种排序方法：自然排序和定制排序。默认情况下，TreeSet 采用自然排序。

  • 自然排序：TreeSet 会调用集合元素的 compareTo(Object obj) 方法来比较元素之间的大小关系，然后将集合元素按升序(默认情况)排列。
    • 如果试图把一个对象添加到 TreeSet 时，则该对象的类必须实现 Comparable 接口。
    • 实现 Comparable 的类必须实现 compareTo(Object obj) 方法，两个对象即通过 compareTo(Object obj) 方法的返回值来比较大小。
  • 定制排序：如果元素所属的类没有实现Comparable接口，或不希望按照升序(默认情况)的方式排列元素或希望按照其它属性大小进行排序，则考虑使用定制排序。定制排序，通过Comparator接口来实现。需要重写compare(T o1,T o2)方法。
    • 利用int compare(T o1,T o2)方法，比较o1和o2的大小：如果方法返回正整数，则表示o1大于o2；如果返回0，表示相等；返回负整数，表示o1小于o2。
    • 要实现定制排序，需要将实现Comparator接口的实例作为形参传递给TreeSet的构造器。
    • 使用定制排序判断两个元素相等的标准是：通过Comparator比较两个元素返回了0。

• 因为只有相同类的两个实例才会比较大小，所以向 TreeSet 中添加的应该是同一个类的对象。

• 对于 TreeSet 集合而言，它判断两个对象是否相等的唯一标准是：两个对象通过 compareTo(Object obj) 方法比较返回值。

• 当需要把一个对象放入 TreeSet 中，重写该对象对应的 equals() 方法时，应保证该方法与 compareTo(Object obj) 方法有一致的结果：如果两个对象通过 equals() 方法比较返回 true，则通过 compareTo(Object obj) 方法比较应返回 0。否则，让人难以理解。

package com.atguigu.set;

import org.junit.Test;

import java.text.Collator;
import java.util.Arrays;
import java.util.Locale;
import java.util.TreeSet;

public class TestTreeSet {
    @Test
    public void test01(){
        TreeSet<String> set = new TreeSet<>();
        set.add("张三");
        set.add("张三");
        set.add("张飞");
        set.add("李四");
        set.add("王五");
        set.add("王五");
        set.add("赵六");

        System.out.println("set = " + set);
        //不允许重复，体现大小顺序，String对象自然排序是依据Unicode编码值大小
        for (String s : set) {
            char[] chars = s.toCharArray();
            int[] codes = new int[chars.length];
            for (int i = 0; i < codes.length; i++) {
                codes[i] = chars[i];
            }
            System.out.println(s + ":" + Arrays.toString(codes));
        }
    }

    @Test
    public void test02(){
        //Collator.getInstance(Locale.CHINA)是Comparator接口的实现类对象
        //String对象将按照字典顺序排列
        TreeSet<String> set = new TreeSet<>(Collator.getInstance(Locale.CHINA));
        set.add("张三");
        set.add("张三");
        set.add("张飞");
        set.add("李四");
        set.add("王五");
        set.add("王五");
        set.add("赵六");

        System.out.println("set = " + set);
        //不允许重复，体现大小顺序
    }
}

5.5 练习

笔试题：

HashSet set = new HashSet();
Person p1 = new Person(1001,"AA");
Person p2 = new Person(1002,"BB");

set.add(p1);
set.add(p2);
p1.name = "CC"; //p1:1001 CC
set.remove(p1); //原来set中的位置没变=》还是原来的hash值，但p1的值已经改变，对应set中的值也改变 
System.out.println(set);  //1001 CC 1002 BB ，p1的hash值已变，找不到一样的，无法删除
set.add(new Person(1001,"CC")); //新的这个hashCode与现在set中{1001,CC}的hash值不同，可以添加
System.out.println(set); //1001 CC  1001 CC 1002 BB
set.add(new Person(1001,"AA")); //{1001,AA}的hash值与set中其中一个相同，但内部进行比较时，name不同，故添加
System.out.println(set); //1001 CC 1001 CC 1002 BB 1001 AA 

//其中Person类中重写了hashCode()和equal()方法

练习1：在List内去除重复数字值，要求尽量简单

public static List duplicateList(List list) {
      HashSet set = new HashSet();
      set.addAll(list);
      return new ArrayList(set);
}
public static void main(String[] args) {
      List list = new ArrayList();
      list.add(new Integer(1));
      list.add(new Integer(2));
      list.add(new Integer(2));
      list.add(new Integer(4));
      list.add(new Integer(4));
      List list2 = duplicateList(list);
      for (Object integer : list2) {
          System.out.println(integer);
      }
}

//考虑到泛型以后，代码应当如下：
public static List<Integer> duplicateList(List<Integer> list) {
    HashSet<Integer> set = new HashSet<Integer>();
    set.addAll(list);
    return new ArrayList<Integer>(set);
}
public static void main(String[] args) {
    List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
    list.add(new Integer(1));
    list.add(new Integer(2));
    list.add(new Integer(2));
    list.add(new Integer(4));
    list.add(new Integer(4));
    List<Integer> list2 = duplicateList(list);
    for (Integer integer : list2) {
        System.out.println(integer);
    }
}

练习2：获取随机数

编写一个程序，获取10个1至20的随机数，要求随机数不能重复。并把最终的随机数输出到控制台。

提示：考查HashSet

/**
 * 
 * @Description 
 * @author songhk  Email:shkstart@126.com
 * @version 
 * @date 2019年5月7日上午12:43:01
 *
 */

public class RandomValueTest {
	public static void main(String[] args) {
		HashSet<Integer> hs = new HashSet<>(); // 创建集合对象
		Random r = new Random();
		while (hs.size() < 10) {
			int num = r.nextInt(20) + 1; // 生成1到20的随机数
			hs.add(num);
		}

		for (Integer integer : hs) { // 遍历集合
			System.out.println(integer); // 打印每一个元素
		}
	}
}

练习3：在一个集合中存储了无序并且重复的字符串,定义一个方法,让其有序(字典顺序),而且还不能去除重复。

提示：考查ArrayList、TreeSet

/**
 * 
 * @Description
 * @author songhk Email:shkstart@126.com
 * @version
 * @date 2022年4月7日上午12:50:46
 *
 */
public class SortTest {
	public static void main(String[] args) {
		ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
		list.add("ccc");
		list.add("ccc");
		list.add("aaa");
		list.add("aaa");
		list.add("bbb");
		list.add("ddd");
		list.add("ddd");
		sort(list);
		System.out.println(list);
	}

	/*
	 * 对集合中的元素排序,并保留重复 1,void 2,List<String> list
	 */
	public static void sort(List<String> list) {
		TreeSet<String> ts = new TreeSet<>(new Comparator<String>() { // 定义比较器(new Comparator(){}是Comparator的子类对象)

			@Override
			public int compare(String s1, String s2) { // 重写compare方法
				int num = s1.compareTo(s2); // 比较内容
				return num == 0 ? 1 : num; // 如果内容一样返回一个不为0的数字即可
			}
		});

		ts.addAll(list); // 将list集合中的所有元素添加到ts中
		list.clear(); // 清空list
		list.addAll(ts); // 将ts中排序并保留重复的结果在添加到list中
	}
}

练习4：去重

使用Scanner从键盘读取一行输入,去掉其中重复字符, 打印出不同的那些字符。比如：aaaabbbcccddd

提示：考查HashSet

/**
 * 
 * @Description 
 * @author songhk  Email:shkstart@126.com
 * @version 
 * @date 2019年5月7日上午12:43:01
 *
 */
public class DistinctTest {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner sc = new Scanner(System.in); // 创建键盘录入对象
		System.out.println("请输入一行字符串:");
		String line = sc.nextLine(); // 将键盘录入的字符串存储在line中
		char[] arr = line.toCharArray(); // 将字符串转换成字符数组
		HashSet<Character> hs = new HashSet<>(); // 创建HashSet集合对象

		for (char c : arr) { // 遍历字符数组
			hs.add(c); // 将字符数组中的字符添加到集合中
		}

		for (Character ch : hs) { // 遍历集合
			System.out.print(ch);
		}
	}
}

练习5：TreeSet的自然排序和定制排序

1. 定义一个Employee类。 该类包含：private成员变量name,age,birthday，其中 birthday 为 MyDate 类的对象； 并为每一个属性定义 getter, setter 方法； 并重写 toString 方法输出 name, age, birthday

2. MyDate类包含: private成员变量year,month,day；并为每一个属性定义 getter, setter 方法；

3. 创建该类的 5 个对象，并把这些对象放入 TreeSet 集合中（下一章：TreeSet 需使用泛型来定义）

4. 分别按以下两种方式对集合中的元素进行排序，并遍历输出：

   1). 使Employee 实现 Comparable 接口，并按 name 排序 2). 创建 TreeSet 时传入 Comparator对象，按生日日期的先后排序。

public class Exer5 {
    public static void main(String[] args) {
        Employee emp1 = new Employee("tom",12,new MyDate(2004,1,2));
        Employee emp2 = new Employee("jerry",34,new MyDate(2945,11,21));
        Employee emp3 = new Employee("smith",23,new MyDate(1999,11,2));
        Employee emp4 = new Employee("jack",65,new MyDate(2923,12,2));
        Employee emp5 = new Employee("rose",43,new MyDate(1954,11,22));
        //Comparator
        Comparator comparator= new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if(o1 == o2){
                    return 0;
                }
                if(o1 instanceof Employee && o2 instanceof Employee){
                    Employee e1 = (Employee)o1;
                    Employee e2 = (Employee)o2;
                    int comYear =  e1.getBirthday().getYear() - e2.getBirthday().getYear();
                    if(comYear==0){
                        int comMonth = e1.getBirthday().getMonth() - e2.getBirthday().getMonth();
                        if(comMonth == 0){
                            return e1.getBirthday().getDay() - e2.getBirthday().getDay();
                        }
                        return comMonth;
                    }
                    return comYear;
                }
                throw new RuntimeException("类型异常");
            }
        };
        TreeSet treeSet = new TreeSet(comparator);
        treeSet.add(emp1);
        treeSet.add(emp2);
        treeSet.add(emp3);
        treeSet.add(emp4);
        treeSet.add(emp5);
        //迭代器
//        Iterator iterator = treeSet.iterator();
//        while(iterator.hasNext()){
//            System.out.println(iterator.next());
//        }
        //增强for循环
        for(Object set:treeSet){
            System.out.println(set);
        }
    }
}
class Employee implements Comparable{
    private String name;
    private int age;
    private MyDate birthday;

    public Employee(String name, int age, MyDate birthday) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.birthday = birthday;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public MyDate getBirthday() {
        return birthday;
    }

    public void setBirthday(MyDate birthday) {
        this.birthday = birthday;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Employee{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", birthday=" + birthday +
                '}';
    }

    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if(this == o){
            return 0;
        }
        if(o instanceof Employee){
            Employee employee = (Employee) o;
            return this.name.compareTo(employee.name);
        }
        throw new RuntimeException("类型异常");
    }
}
class MyDate{
    private int year;
    private int month;
    private int day;

    public MyDate(int year, int month, int day) {
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
    }

    public int getYear() {
        return year;
    }

    public void setYear(int year) {
        this.year = year;
    }

    public int getMonth() {
        return month;
    }

    public void setMonth(int month) {
        this.month = month;
    }

    public int getDay() {
        return day;
    }

    public void setDay(int day) {
        this.day = day;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return year+"年"+month+"月"+day+"日";
    }
}

6. Map接口

现实生活中，我们常会看到这样的一种集合：IP地址与主机名，身份证号与个人，系统用户名与系统用户对象等，这种一一对应的关系，就叫做映射。Java提供了专门的集合类用来存放这种对象关系的对象，即java.util.Map接口。

6.1 Map接口概述

• Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据：key-value
  • Collection中的集合称为单列集合，Map中的集合称为双列集合。
• Map 中的 key 和 value 都可以是任何引用类型的数据
• Map 中的 key 用Set来存放，不允许重复，即同一个 Map 对象所对应的类，须重写hashCode()和equals()方法
• 常用String类作为Map的“键”
• key 和 value 之间存在单向一对一关系，即通过指定的 key 总能找到唯一的、确定的 value，不同key对应的value可以重复。
• Map接口的常用实现类：HashMap、TreeMap、LinkedHashMap和Properties。其中，HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类

• Map中存储的key、value的特点如下：

6.2 Map接口的常用方法

• 添加、修改操作：
  • Object put(Object key,Object value)：将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中
  • void putAll(Map m):将m中的所有key-value对存放到当前map中
• 删除操作：
  • Object remove(Object key)：移除指定key的key-value对，并返回value
  • void clear()：清空当前map中的所有数据
• 元素查询的操作：
  • Object get(Object key)：获取指定key对应的value
  • boolean containsKey(Object key)：是否包含指定的key
  • boolean containsValue(Object value)：是否包含指定的value
  • int size()：返回map中key-value对的个数
  • boolean isEmpty()：判断当前map是否为空
  • boolean equals(Object obj)：判断当前map和参数对象obj是否相等
• 元视图操作的方法：
  • Set keySet()：返回所有key构成的Set集合
  • Collection values()：返回所有value构成的Collection集合
  • Set entrySet()：返回所有key-value对构成的Set集合

举例：

package com.atguigu.map;

import java.util.HashMap;

public class TestMapMethod {
    public static void main(String[] args) {
        //创建 map对象
        HashMap map = new HashMap();

        //添加元素到集合
        map.put("黄晓明", "杨颖");
        map.put("文章", "马伊琍");
        map.put("文章", "姚笛");
        map.put("邓超", "孙俪");
        System.out.println(map);

        //String remove(Object key)
        System.out.println(map.remove("黄晓明"));
        System.out.println(map);

        // 想要查看 黄晓明的媳妇 是谁
        System.out.println(map.get("黄晓明"));
        System.out.println(map.get("邓超"));
    }
}

举例：

	public static void main(String[] args) {
        HashMap map = new HashMap();
        map.put("许仙", "白娘子");
        map.put("董永", "七仙女");
        map.put("牛郎", "织女");
        map.put("许仙", "小青");

        System.out.println("所有的key:");
        Set keySet = map.keySet();
        for (Object key : keySet) {
            System.out.println(key);
        }

        System.out.println("所有的value：");
        Collection values = map.values();
        for (Object value : values) {
            System.out.println(value);
        }

        System.out.println("所有的映射关系");
        Set entrySet = map.entrySet();
        for (Object mapping : entrySet) {
//			System.out.println(entry);
            Map.Entry entry = (Map.Entry) mapping;
            System.out.println(entry.getKey() + "->" + entry.getValue());
        }
    }

6.3 Map的主要实现类：HashMap

• HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类。
• 允许使用null键和null值，与HashSet一样，不保证映射的顺序。
• 所有的key构成的集合是Set:无序的、不可重复的。所以，key所在的类要重写：equals()和hashCode()
• 所有的value构成的集合是Collection:无序的、可以重复的。所以，value所在的类要重写：equals()
• 一个key-value构成一个entry
• 所有的entry构成的集合是Set:无序的、不可重复的
• HashMap 判断两个 key 相等的标准是：两个 key 通过 equals() 方法返回 true，hashCode 值也相等。
• HashMap 判断两个 value相等的标准是：两个 value 通过 equals() 方法返回 true。

练习1：WordCount统计

需求：统计字符串中每个字符出现的次数

String str = "aaaabbbcccccccccc";

提示：

char[] arr = str.toCharArray(); //将字符串转换成字符数组

HashMap<Character, Integer> hm = new HashMap<>(); //创建双列集合存储键和值

/**
 * 
 * @Description 
 * @author songhk  Email:shkstart@126.com
 * @version 
 * @date 2019年5月7日上午12:26:59
 *
 */
public class WordCountTest {
	public static void main(String[] args) {
		String str = "aaaabbbcccccccccc";
		char[] arr = str.toCharArray(); // 将字符串转换成字符数组
		HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<>(); // 创建双列集合存储键和值

		for (char c : arr) { // 遍历字符数组
			if (!map.containsKey(c)) { // 如果不包含这个键
				map.put(c, 1); // 就将键和值为1添加
			} else { // 如果包含这个键
				map.put(c, map.get(c) + 1); // 就将键和值再加1添加进来
			}

		}

		for (Character key : map.keySet()) { // 遍历双列集合
			System.out.println(key + "=" + map.get(key));
		}

	}
}

练习2：二级联动

将省份和城市的名称保存在集合中，当用户选择省份以后，二级联动，显示对应省份的地级市供用户选择。

效果演示：

/**
 * 
 * @Description 
 * @author songhk  Email:shkstart@126.com
 * @version 
 * @date 2019年5月7日上午12:26:59
 *
 */
class CityMap{
	
	public static Map<String,String[]> model = new HashMap<>();
	
	static {
		model.put("北京", new String[] {"北京"});
		model.put("上海", new String[] {"上海"});
		model.put("天津", new String[] {"天津"});
		model.put("重庆", new String[] {"重庆"});
		model.put("黑龙江", new String[] {"哈尔滨","齐齐哈尔","牡丹江","大庆","伊春","双鸭山","绥化"});
		model.put("吉林", new String[] {"长春","延边","吉林","白山","白城","四平","松原"});
		model.put("河北", new String[] {"石家庄","张家口","邯郸","邢台","唐山","保定","秦皇岛"});
	}
	
}

public class ProvinceTest {
	public static void main(String[] args) {
		
		Set<String> keySet = CityMap.model.keySet();
		for(String s : keySet) {
			System.out.print(s + "\t");
		}
		System.out.println();
		System.out.println("请选择你所在的省份：");
		Scanner scan = new Scanner(System.in);
		String province = scan.next();
		
		String[] citys = CityMap.model.get(province);
		for(String city : citys) {
			System.out.print(city + "\t");
		}
		System.out.println();
		System.out.println("请选择你所在的城市：");
		String city = scan.next();
		
		System.out.println("信息登记完毕");
	}
	
}

6.4 Map实现类之二：LinkedHashMap

• LinkedHashMap 是 HashMap 的子类
• 在HashMap存储结构的基础上，使用了一对双向链表来记录添加元素的顺序
• 与LinkedHashSet类似，LinkedHashMap 可以维护 Map 的迭代顺序：迭代顺序与 Key-Value 对的插入顺序一致

6.5 Map实现类之三：TreeMap

• TreeMap存储 Key-Value 对时，需要根据 key-value 对进行排序。TreeMap 可以保证所有的 Key-Value 对处于有序状态。
• TreeSet底层使用红黑树结构存储数据
• TreeMap 的 Key 的排序：
  • 自然排序：TreeMap 的所有的 Key 必须实现 Comparable 接口，而且所有的 Key 应该是同一个类的对象，否则将会抛出 ClasssCastException
  • 定制排序：创建 TreeMap 时，传入一个 Comparator 对象，该对象负责对 TreeMap 中的所有 key 进行排序。此时不需要 Map 的 Key 实现 Comparable 接口
• TreeMap判断两个key相等的标准：两个key通过compareTo()方法或者compare()方法返回0。

6.6 Map实现类之四：Hashtable

• Hashtable是个古老的 Map 实现类，JDK1.0就提供了。不同于HashMap，Hashtable是线程安全的。

• Hashtable实现原理和HashMap相同，功能相同。底层都使用哈希表结构，查询速度快，很多情况下可以互用。

• 与HashMap不同，Hashtable 不允许使用 null 作为 key 和 value

• 与HashMap一样，Hashtable 也不能保证其中 Key-Value 对的顺序

• Hashtable判断两个key相等、两个value相等的标准，与HashMap一致。

6.7 Map实现类之五：Properties

• Properties 类是 Hashtable 的子类，该对象用于处理属性文件

• 由于属性文件里的 key、value 都是字符串类型，所以 Properties 里的 key 和 value 都是字符串类型

• 存取数据时，建议使用setProperty(String key,String value)方法和getProperty(String key)方法

Properties pros = new Properties();
pros.load(new FileInputStream("jdbc.properties"));
String user = pros.getProperty("user");
System.out.println(user);

7. Collections工具类

参考操作数组的工具类：Arrays。Collections 是一个操作 Set、List 和 Map 等集合的工具类。

7.1 常用方法

Collections 中提供了一系列静态的方法对集合元素进行排序、查询和修改等操作，还提供了对集合对象设置不可变、对集合对象实现同步控制等方法：

排序操作：（均为static方法）

• reverse(List)：反转 List 中元素的顺序
• shuffle(List)：对 List 集合元素进行随机排序
• sort(List)：根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序
• sort(List，Comparator)：根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序
• swap(List，int， int)：将指定 list 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换

查找、替换

• Object max(Collection)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素

• Object max(Collection，Comparator)：根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最大元素

• Object min(Collection)

• Object min(Collection，Comparator)

• int frequency(Collection，Object)：返回指定集合中指定元素的出现次数

• void copy(List dest,List src)：将src中的内容复制到dest中

• boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：使用新值替换 List 对象的所有旧值

Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法，该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合，从而可以解决多线程并发访问集合时的线程安全问题：

7.2 练习

练习1：

请从键盘随机输入10个整数保存到List中，并按倒序、从大到小的顺序显示出来

Random random = new Random();
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            list.add(random.nextInt(100));
        }
        System.out.println("正序的：");
        for (Integer integer : list) {
            System.out.print(integer + " ");
        }
        System.out.println();
        Collections.reverse(list);
        System.out.println("反转后的：");
        for (Integer integer : list) {
            System.out.print(integer + " ");
        }
        System.out.println();
        System.out.println("排序后：");
        Collections.sort(list, new Comparator<Integer>() {
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                return o2-o1;
            }
        });
        for (Integer integer : list) {
            System.out.print(integer + " ");
        }

练习2：

请把学生名与考试分数录入到集合中，并按分数显示前三名成绩学员的名字。

 		Map<String, Integer> stuMap = new HashMap<>();
        Random random = new Random();
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            stuMap.put("tom" + i, random.nextInt(100));
        }
        Set<Map.Entry<String, Integer>> entrySet = stuMap.entrySet();
        Collection<Integer> values = stuMap.values();
        Set<Integer> valueSet = new TreeSet<>();
        List<Integer> valueList = new ArrayList<>();
        for (Integer value : values) {
            valueSet.add(value);
        }
        for (Integer integer : valueSet) {
            valueList.add(integer);
        }
        Collections.sort(valueList, new Comparator<Integer>() {
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                return o2-o1;
            }
        });

        for (int i = 1; i <= 3; i++) {
            for (Map.Entry<String, Integer> entry : entrySet) {
                if (entry.getValue() == valueList.get(i)) {
                    System.out.println("姓名：" + entry.getKey() + " 成绩：" + entry.getValue());
                }
            }
        }

练习3：姓氏统计：一个文本文件中存储着北京所有高校在校生的姓名，格式如下：

每行一个名字，姓与名以空格分隔：
张 三
李 四
王 小五

现在想统计所有的姓氏在文件中出现的次数，请描述一下你的解决方案。

	public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
        BufferedReader br = null;
        try {
            br = new BufferedReader(new FileReader(new File("e:/name.txt")));
            String value = null; // 临时接收文件中的字符串变量
            StringBuffer buffer = new StringBuffer();
            flag:
            while ((value = br.readLine()) != null) { // 开始读取文件中的字符
                char[] c = value.toCharArray();
                for (int i = 0; i < c.length; i++) {
                    if (c[i] != ' ') {
                        buffer.append(String.valueOf(c[i]));
                    } else {
                        if (map.containsKey(buffer.toString())) {
                            int count = map.get(buffer.toString());
                            map.put(buffer.toString(), count + 1);
                        } else {
                            map.put(buffer.toString(), 1);
                        }
                        buffer.delete(0, buffer.length());
                        continue flag;
                    }
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (br != null) {
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        Set<Map.Entry<String, Integer>> set = map.entrySet();
        Iterator<Map.Entry<String, Integer>> it = set.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Map.Entry<String, Integer> end = (Map.Entry<String, Integer>) it.next();
            System.out.println(end);
        }

    }

练习4：模拟斗地主洗牌和发牌，牌没有排序

效果演示：

提示：

String[] num = {"A","2","3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K"};

String[] color = {"方片","梅花","红桃","黑桃"};

ArrayList<String> poker = new ArrayList<>();

代码示例：

/**
 * 
 * @Description 
 * @author songhk  Email:shkstart@126.com
 * @version 
 * @date 2019年5月7日上午12:26:59
 *
 */
public class PokerTest {
	
	public static void main(String[] args) {
		String[] num = {"A","2","3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K"};
		String[] color = {"方片","梅花","红桃","黑桃"};
		ArrayList<String> poker = new ArrayList<>();
		
		for (String s1 : color) {
			for (String s2 : num) {
				poker.add(s1.concat(" " + s2));
			}
		}

		poker.add("小王");
		poker.add("大王");
		// 洗牌
		Collections.shuffle(poker);
		// 发牌
		ArrayList<String> Tom = new ArrayList<>();
		ArrayList<String> Jerry = new ArrayList<>();
		ArrayList<String> me = new ArrayList<>();
		ArrayList<String> lastCards = new ArrayList<>();

		for (int i = 0; i < poker.size(); i++) {
			if (i >= poker.size() - 3) {
				lastCards.add(poker.get(i));
			} else if (i % 3 == 0) {
				Tom.add(poker.get(i));
			} else if (i % 3 == 1) {
				Jerry.add(poker.get(i));
			} else {
				me.add(poker.get(i));
			}
		}

		// 看牌
		System.out.println("Tom：\n" + Tom);
		System.out.println("Jerry：\n" + Jerry);
		System.out.println("me：\n" + me);
		System.out.println("底牌：\n" + lastCards);
	}
}

练习5：模拟斗地主洗牌和发牌并对牌进行排序的代码实现

提示：考查HashMap、TreeSet、ArrayList、Collections

代码示例：

public class PokerTest1 {

	public static void main(String[] args) {
		String[] num = { "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10", "J", "Q", "K", "A", "2" };
		String[] color = { "方片", "梅花", "红桃", "黑桃" };
		HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>(); // 存储索引和扑克牌
		ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>(); // 存储索引
		int index = 0; // 索引的开始值
		for (String s1 : num) {
			for (String s2 : color) {
				map.put(index, s2.concat(" " + s1)); // 将索引和扑克牌添加到HashMap中
				list.add(index); // 将索引添加到ArrayList集合中
				index++;
			}
		}
		map.put(index, "小王");
		list.add(index);
		index++;
		map.put(index, "大王");
		list.add(index);
		// 洗牌
		Collections.shuffle(list);
		// 发牌
		TreeSet<Integer> Tom = new TreeSet<>();
		TreeSet<Integer> Jerry = new TreeSet<>();
		TreeSet<Integer> me = new TreeSet<>();
		TreeSet<Integer> lastCards = new TreeSet<>();
		for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
			if (i >= list.size() - 3) {
				lastCards.add(list.get(i)); // 将list集合中的索引添加到TreeSet集合中会自动排序
			} else if (i % 3 == 0) {
				Tom.add(list.get(i));
			} else if (i % 3 == 1) {
				Jerry.add(list.get(i));
			} else {
				me.add(list.get(i));
			}
		}

		// 看牌
		lookPoker("Tom", Tom, map);
		lookPoker("Jerry", Jerry, map);
		lookPoker("康师傅", me, map);
		lookPoker("底牌", lastCards, map);

	}

	public static void lookPoker(String name, TreeSet<Integer> ts, HashMap<Integer, String> map) {
		System.out.println(name + "的牌是:");
		for (Integer index : ts) {
			System.out.print(map.get(index) + " ");
		}

		System.out.println();
	}
}