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Java集合框架解說第三部Jul 23, 2017 pm 01:45 PM
java框架集合

Java中的集合框架(下)



由於Java中的集合框架的內容比較多,在這裡分為三個部分介紹Java的集合框架,內容是從淺到深,哈哈這篇其實還是基礎,驚不驚喜意不意外 ̄▽ ̄ 寫文真的好累,懶得寫了。 。

溫馨提醒:建議從(上)開始看哦~

 目錄

淺入深出之Java集合框架(上)

淺入深出之Java集合框架(中)  

淺入深出之Java集合框架(下)


前言

在淺入深出之Java集合框架(中) >中介紹了Map介面的基本操作。使用的範例是在淺入深出之Java集合框架(上)>中的模擬學生選課的小程序,不清楚的朋友可以先去閱讀淺入深出之Java集合框架(上)>。

在本篇中我們將解決以下問題:

  • 在課程序列中,如何判斷是否包含某一門或某幾門課程?

  • 如果課程序列包含某門課程,如何判斷該課程的索引位置?

  • 在學生映射表中,如何判斷是否包含某個學生id?

  • 又該如何判斷是否包含某個學生物件?

  • 如果把課程或學生對象,依照課程名稱或學生姓名排序又該怎麼辦?依照ID排序呢?

問題看起來很多很複雜,其實主要就是兩個部分:如何判斷集合中是否包含某個元素;如何把有序集合依照指定的規則進行排序


一、集合中contains方法的應用

對於第一個問題,集合提供了一個叫做contains的方法,這個方法就是用來判斷該集合是否包含某個元素,對於contains方法我們分別從List、Set、Map集合來看它的使用方法和注意事項。

1)List 中contains()方法-判斷List中課程中是否存在

 首先我們來寫一個測試方法來用contains方法來判斷List中課程是否存在:

 1 /* 2  * 测试List的contains方法 3  */ 4     public void testListContains(){ 5         //取得备选课程序列的第0个元素 6         Course cr=this.CoresesToSelect.get(0); 7         System.out.println("取得课程:" +cr.getId()+","+cr.getName()); 8         System.out.println("备选课程中是否包含课程:"+cr.getName()+","+this.CoresesToSelect.contains(cr)); 9         //创建一个新的课程对象,它的id和name和cr一样10         Course cr2=new Course(cr.getId(),cr.getName());11         System.out.println("备选课程中是否包含课程:"+cr2.getName()+","+this.CoresesToSelect.contains(cr2));12         //通过indexOf方法来取的某元素的索引位置13         if(CoresesToSelect.contains(cr2)){14             System.out.println("课程:"+cr2.getName()+"的索引位置为:"+CoresesToSelect.indexOf(cr2));15 16         }17     }

運行結果:

#結果分析:

從運行結果可以看出第一個「資料結構」課程呼叫contains方法回傳時true,而第二個「資料結構」課程呼叫contains方法回傳時false。為什麼同樣都是名為「資料結構」的課程為什麼會有兩種截然不同的結果?

第一個「資料結構」課程是從CoresesToSelect集合中取出來的,所以理所當然地CoresesToSelect集合中包含它,呼叫contains方法返回時true ;而第二個「資料結構」課程是new(新創建)的課程,系統開闢了另一個記憶體空間,雖然令它的名稱和第一個「資料結構」相同,但是對於系統來說是兩個不同的對象。 contains方法預設是比較引用物件記憶體位址的(雜湊碼),那麼如何才能使用相同名稱的課程來判斷List中是否包含該課程呢?

這裡我們需要來深入了解contains方法的原理,來幫助我們理解和使用contains方法。如下圖所示:

方法中的所有類別都是繼承於Object類,而在Object類別中有一個equals()方法,它是用來比較兩個物件是否相等的,關於equals()方法的詳解在我的其他部落格文章中,連結:

#然後我們來看看contains方法的內部原理是怎麼樣的。

如上圖所示,contains方法其實透過遍歷集合中的每個物件的equals方法來比較兩個物件是否相等,如果相等回傳true ,否則傳回false。而equals()預設是比較兩個物件的參考是否相等,如果我們要透過contains方法來比較兩個物件的值是否相等來判斷集合中是否含有一個對象,則必須重寫該物件的equals()方法。

下面以比較兩個課程物件的名稱是否一樣來重寫Course類別equals()方法,如:

 1 public void equals (Object obj) 2 { 3   if(this == obj)  // 指向同一个内存快 必然是相同的 4      returned true;  //为什么contains(course2) 返回的是false 原因就在在这里 只是比较了一下 引用的值是否相同 没有进一步的比较 内存块中的值 下就是对这里记性了改写 5   if (obj == null)  // 如果obj为空 就直接没有戏了 6      return false; 7   if(! (obj instanceof Course))  //如果两者的不属于同一类型则 也直接没戏了 8     return false; 9   //经过以上的这么多的比较 终于可以判断二者的值是不是相同了10   //首相要把objet型的obj转成 Course11   Course course = (Course)  obj;12   if( this.name == null )13   {14      if(course.name == null )15         return true;16      else return false;17    }18    else19    {20      if(this.name.equals(course.name)) return true;21      else return false;22    )23    //如果还有别的属性接着写24 }

重写完Course类的equals()方法后,我们重写运行一下程序,结果如下:

可以看到contains方法可以根据课程名称来判断是否包含该课程了。

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

这里的indexOf()方法与lastIndexOf()方法实现原理和contains方法相似:

1、遍历调用每个元素的equals()方法,如果返回true则将次元素的索引返回;

2、如果有多个相同元素,则只返回第一个元素的索引;

3、lastIndexOf()方法则从最后一个元素开始遍历;

2)Set中contains()方法——判断Set中课程是否存在

 首先我们也来写一个测试方法来用contains方法来判断Set中课程是否存在:

 1     /* 2      * 测试Set的contains方法 3      */ 4     public void testSetContains(){ 5         System.out.println("请输入学生已选的课程名称:"); 6         String cName=in.next(); 7         Course c=new Course(cName); 8         System.out.println("学生已选的课程是否包含课程:"+cName+","+stu.getCourses().contains(c)); 9 10     }

运行结果:

这就奇怪了,我们不是已经重写了Course类的equals()方法吗?为什么在Set集合里调用contains方法还是返回false?

原来在HashSet里的contains方法和List里略有不同。它的原理如下图所示:

Set.contains(E e)工作原理是先调用从Object继承而来的hashCode方法,然后再调用equals()方法,如果hashCode相同,才会调用equals方法,只有两者都返回true,contains方法 才返回true。jvm运行时,给每个对象分配唯一一个标志身份的标志hashcode。众类鼻祖Object的hashCode()方法在默认情况下,判断哈希码是不是相同。即如同equals默认情况下比较的是二者是不是同一个内存快。Set集的contains方法,内部就是先调用hashCode再调用equals()方法。很多情况要结合实际对hashCode进行改写。

这里给出我对hashCode的重写(系统自动生成):

1 public int hashCode() {2         final int prime = 31;3         int result = 1;4         result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());5         return result;6     }

然后我们重写运行一下程序,结果如下:

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

这里我总结一下List和Set中contains方法的注意事项

1.list 与 set 中contain()方法调用机制:

list 中的contain()方法是拿到list中的每个对象来调用Object类中的equals()方法;

Set  中的contain()方法是拿到list中的每个元素来先调用hashcode()方法来返回哈希码值,当哈希码的值相等时,再调用equals()方法,当比较的元素此时也相同时,才会返回true。因此调用Set中的contain()方法时,需要对hashcode()方法及equals()方法进行重写。

2. == 和equals()两种比较方法,在使用时要注意:

1)对于==,如果作用于基本数据类型的变量,则直接比较其存储的 “值”是否相等;

          如果作用于引用类型的变量,则比较的是所指向的对象的地址。

2)对于equals方法,注意:equals方法不能作用于基本数据类型的变量。

如果没有对equals方法进行重写,则比较的是引用类型的变量所指向的对象的地址;诸如String、Date等类应该根据情况覆盖其父类或Object类中的equals()方法,否则默认的equals()方法功能与“==”相同。

3)Mapt中containsKey方法和containsValue方法——判断Map中是否包含指定的key和value

Map中通过containsKey()方法和containsValue()方法来判断键和值是否存在(已经重写Student类的Hashcode和equals方法,这里不再列出)

 1 /* 2      * 测试Map中,是否包含某个key值或者某个value值 3      */ 4     public void ContainsKeyOrValue(){ 5         //在Map中,用containsKey方法,来判断是否包含某个key值 6         System.out.println("请输入学生id:"); 7         String id =in.next(); 8         System.out.println("您输入的学生id为"+id+",Map中是否包含此id:"+this.students.containsKey(id)); 9         if(students.containsKey(id)){10             System.out.println("对应的学生姓名:"+students.get(id).getName());11 12         }13         //在Map中,用containsValue方法,来判断是否包含某个value值14         System.out.println("请输入学生姓名:");15         String name =in.next();16         Student st=new Student();17         st.setName(name);18         System.out.println("您输入的学生姓名为"+name+",Map中是否包含此姓名:"+this.students.containsValue(st));19         if(students.containsValue(st)){20             21             Set<entry>> entrySet =students.entrySet();22             for(Entry<string> entry:entrySet){23                 if(entry.getValue().getName().equals(name)){24                     System.out.println("对应的学生的id:"+entry.getValue().getId());25                 }26 27             }28         }29 30     }</string></entry>

运行结果:

注意:

1.Map 中对对象进行了 Key 标记,通过 get(Key)可以取得对应的对象。

2.Map 的containsValue()方法的参数是 Object 对象,因为Map 的 Value 值是对象元素。

3.Map 的containsKey()方法取得 Map 映射的 Key 值。

4.Map中的containsValue()方法原理跟HashSet的contains()相同,所以要重写Hashcode和equals方法。


二、Collections工具类

对于第二个问题,java集合框架还有一个成员就是Collections工具类,这个工具类提供了很多操作集合的方法,其中sort()方法是很常见的方法,它能对有序集合按照默认规则进行排序。接下来我们通过实例来看看Collections工具类是如何通过sort()对List进行排序的。

我写了四个测试方法来测试sort()方法,分别如下:

1)对Integer泛型的List进行排序

 1 /* 2      * 1.通过Collections.sort()方法,对Integer泛型的List进行排序 3      * 创建一个Integer泛型的List,插入十个100以内的不重复随机整数 4      * 调用Collections.sort()方法对其排序 5      */ 6     public void testSort1(){ 7         //创建一个Integer泛型的List,插入十个100以内的不重复随机整数 8         List<integer> intList=new ArrayList<integer>(); 9         int i=0;10         do{11             Random random=new Random();12             Integer n=random.nextInt(100);13             if(!intList.contains(n)){14                 intList.add(n);15                 System.out.println("成功添加整数:"+n);16                 i++;17             }18         }while(i</integer></integer>

运行结果:

这里我使用了Random类来获取随机数,Random类的出现,可以替代之前的Math.random方法

Random类有很多方法:nextByte、nextDouble、nextInt、nextDouble、nextBoolean、nextFloat、nextLong,获取各种类型的随机数但是没有nextShort和nextCharacter

并且对于nextInt并且支持传入一个int类型参数,作为随机数的取值范围。

常见用法:nextInt对于从某一个String类型的对象中,获取一个随机位的字符很有用,

例如String str = "sdfsfsfsdsafdf"; Random r = new Random();char c = str.charAt(r.nextInt(str.length));

2)对String泛型的List进行排序

 1 /* 2      *2.对String泛型的List进行排序 3      * 创建一个String泛型的List,添加三个乱序的String 4      * 调用Collections.sort()方法对其排序 5      */ 6     public void testSort2(){ 7         //创建一个String泛型的List,添加三个乱序的String 8         List<string> strList=new ArrayList<string>(); 9         String[] str={"egesg","eDSGvdxbrb","23235sdvfsd"};10         strList.addAll(Arrays.asList(str));11         System.out.println("----------排序前-----------");12         for(String s:strList){13             System.out.print(s+",");14         }15         System.out.println();16     //调用Collections.sort()方法对其排序17         System.out.println("----------排序后-----------");18         Collections.sort(strList);19         for(String s:strList){20             System.out.print(s+",");21         }22     }</string></string>

运行结果:

再写一个稍微复杂一点的例子:

 1 /* 2      * 3      * 创建一个String泛型的List,往其中添加十条随机字符串 4      * 每条字符串的长度为10以内的随机整数 5      * 每条字符串的每个字符都为随机生成的字符,字符可以重复 6      * 每条随机字符串不可以重复 7      * 调用Collections.sort()方法对其排序 8      */ 9     public String getRandomString(int size) {10         StringBuilder str= new StringBuilder();//可变字符串11         Random random=new Random();12         //存放所包含字符62位13         String  container = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";14         for(int j=0;j<size> strList=new ArrayList<string>();23         Random random=new Random();24         String str;25         for(int i=0;i</string></size>

运行结果:

注意:

对于String类型的sort()方法默认排序顺序为:

数字(0-9)--->大写字母(A-Z)--->小写字母(a-z)

3)对其他类型泛型的list进行排序,以,Student为例。

 1     /* 2      * 对其他类型泛型的list进行排序,以,Student为例。 3      */ 4     public void testSort4(){ 5         List<student> stus=new ArrayList<student>(); 6         Random random=new Random(); 7         stus.add(new Student(random.nextInt(1000)+"","Mike")); 8         stus.add(new Student(random.nextInt(1000)+"","Angela")); 9         stus.add(new Student(random.nextInt(1000)+"","Lucy"));10         System.out.println("----------排序前-----------");11         for(Student s:stus){12             System.out.println(s.getId()+","+s.getName()+" ");13         }14         System.out.println();15         System.out.println("----------排序后-----------");16         Collections.sort(stus);//程序编译出错17         for(Student s:stus){18             System.out.println(s.getId()+","+s.getName()+" ");19         }20         21     }</student></student>
查看信息说是sort()方法类型不匹配,无法对Student类型的List进行排序,为什么会这样呢?我们来看一下API的sort方法说明:

原来collection.sort()方法对元素进行排序,列表中的元素都必需实现 Comparable 接口,否则不能使用 sort()方法排序,那么Comparable 接口是什么,该如何实现呢?请往下看!


三、Comparable & Comparator简介

在上述例子可以看到Collections工具类的sort()方法不能对Student类的List集合进行排序,通过查阅API我们知道因为Student类并没有继承Comparable & Comparator接口,Student类是不可比较的,所以编译器会报错。那么Comparable & Comparator这两个接口有什么不同呢?

compareable 是默认比较规则, comparator是临时比较规则

1.Comparable接口------可比较的

  • 实现该接口表示:这个类的实例可以比较大小,可以进行自然排序

  • 定义了默认的比较规则

  • 其实现类需实现compareTo()方法

  • comparaTo()方法返回正数表示大,负数表示小,0表示相等

2.Comparator接口-----比较工具接口

  • 用于定义临时比较规则,而不是默认比较规则

  • 其实现类需要实现compare()方法

compareTo()方法compare()方法的返回值有三种:

  • 返回0:两个对象相等

  • 返回1:该对象大于比较的对象

  • 返回-1:该对象小于比较的对象

那么我们给Student类加上Comparable接口和Comparator接口,规定默认规则是比较学生的id大小,临时规则是比较学生的姓名。代码如下:

注意:Comparable接口和Comparator接口后面都要加上泛型!!!

 1 public class Student implements Comparable<student>,Comparator<student>{ 2 .......//省略一段代码 3 @Override 4     public int compare(Student arg0, Student arg1) { 5         // TODO Auto-generated method stub 6         return arg0.name.compareTo(arg1.getName()); 7     } 8     @Override 9     public int compareTo(Student arg0) {10         // TODO Auto-generated method stub11         //默认与学生id比较12         return Integer.valueOf(this.getId()).compareTo(Integer.valueOf(arg0.getId()));13     }</student></student>

再修改testSort4()方法,如下:

 1 /* 2      * 对其他类型泛型的list进行排序,以,Student为例。 3      */ 4     public void testSort4(){ 5         List<student> stus=new ArrayList<student>(); 6         Random random=new Random(); 7         stus.add(new Student(random.nextInt(1000)+"","Mike")); 8         stus.add(new Student(random.nextInt(1000)+"","Angela")); 9         stus.add(new Student(random.nextInt(1000)+"","Lucy"));10         System.out.println("----------排序前-----------");11         for(Student s:stus){12             System.out.println(s.getId()+","+s.getName()+" ");13         }14         System.out.println();15         System.out.println("----------排序后-----------");16         Collections.sort(stus);17         for(Student s:stus){18             System.out.println(s.getId()+","+s.getName()+" ");19         }20         System.out.println("----------根据姓名排序-----------");21         Collections.sort(stus,new Student());22         for(Student s:stus){23             System.out.println(s.getId()+","+s.getName()+" ");24         }25         26     }</student></student>

運行結果:

注意:直接呼叫sort(集合)是使用預設的比較規則;呼叫sort的重載方法sort(集合,實現Comparator介面的物件名稱)是使用臨時規則。

>>>>>>>>>>>>>>>>>>> >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> >>

讓沒有預設比較規則的類別進行比較的方法,步驟總結:

一、讓該類別實作Comparable介面:

1、在該類別中加上implements Comparable。

2、實作.compareTo(類別名稱 物件名稱)方法,若this較大則傳回正值,若相等則傳回0,若this較小則傳回負值。 (各種類別都包含.compareTo()方法)

3、呼叫Collections.sort(物件名稱)進行排序。

二、讓該類別實作Comparator介面:

#1、新建一個類別加上implements Comparator

2、實作.compare(類別名稱對象名1,類別名,物件名2)方法,若this較大則傳回正值,若相等則回傳0,若this較小則回傳負值。

3、呼叫Collections.sort(物件名,實作Comparator介面的物件名稱)方法。


 四、Java集合框架總結

在本篇的最後我們終於認全了Java集合框架,它包含如下內容:

Collection接口,Map接口,Collections工具類,Comparable接口,Comparator接口

  • 淺到深出之Java集合框架(上)中了解了Collection介面;

  • 淺入深出Java集合框架(中)   中了解了Mao介面;

  • 在本文中則了解了Collections工具類,Comparable接口,Comparator接口。

 本人只是寫了一點皮毛,想了解更多,請參考Java的API喔、、、

以上是Java集合框架解說第三部的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

陳述
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