Java13第十一章-集合框架和泛型.ppt

第十一章,JAVA集合框架和泛型机制,回顾与作业点评,JAVA的异常处理机制 try catch finally处理异常 throw 和throws引发异常 getMessage和 printSackTrace方法 自定义异常类,本章任务,掌握JAVA集合框架 掌握List Map Set接口 掌握容器的泛型操作 掌握Comparable接口 掌握equals和 hashCode方法的理解,知识要点,JAVA集合框架 List Map Set接口 容器的泛型操作 Comparable接口 equals和 hashCode方法的理解,11.1 JAVA集合框架,1,接口,Collection,List,Map,2,具体类,ArrayList,LinkedList,HashMap,3,算法,Java集合框架为我们提供了一套性能优良、使用方便的接口和类，它们位于java.util包中 我们不必再重新发明轮子，只需学会如何使用它们，就可处理实际应用中问题,Collections,提供了对集合进行排序、 遍历等多种算法实现,Set,TreeSet,HashSet,TreeMap,Hashtable,11.2 Collection 接口：表示一组对象，称为Collection接口元素,Collection 接口存储一组不唯一，无序的对象 List 接口存储一组不唯一，有序（插入顺序）的对象 Set 接口存储一组唯一，无序的对象 Map接口存储一组键值对象， 提供key到value的映射,Collection,List,Map,Set,Collection接口,java.util 接口 Collection 所有超级接口： Iterable 所有已知子接口： BeanContext, BeanContextServices, BlockingDeque, BlockingQueue, Deque, List, NavigableSet, Queue, Set, SortedSet 所有已知实现类： AbstractCollection, AbstractList, AbstractQueue, AbstractSequentialList, AbstractSet, ArrayBlockingQueue, ArrayDeque, ArrayList, AttributeList, BeanContextServicesSupport, BeanContextSupport, ConcurrentLinkedQueue, ConcurrentSkipListSet, CopyOnWriteArrayList, CopyOnWriteArraySet, DelayQueue, EnumSet, HashSet, JobStateReasons, LinkedBlockingDeque, LinkedBlockingQueue, LinkedHashSet, LinkedList, PriorityBlockingQueue, PriorityQueue, RoleList, RoleUnresolvedList, Stack, SynchronousQueue, TreeSet, Vector,iterator iterator Iterator iterator() 返回在此 collection 的元素上进行迭代的迭代器。关于元素返回的顺序没有任何 保证（除非此 collection 是某个能提供保证顺序的类实例）。 指定者： 接口 Iterable 中的 iterator 在此 collection 的元素上进行迭代的 Iterator,11.3 Set接口实现类:没有重复元素，包括HashSet TreeSet LinkedHashSet,11.3.1 实现类HashSet：无序存放数据，根据元素的哈希码存放。,import java.util.HashSet; import java.util.Iterator; public static void main(String args) HashSet hs=new HashSet(); hs.add(zxx); hs.add(zahx); hs.add(zyj); hs.add(xmh); hs.add(zah); Iterator it=hs.iterator(); while(it.hasNext() System.out.println(it.next(); ,运行结果：没按顺序显示,zxx zah zahx xmh zyj,public class Student private String name; / 姓名 private int age; / 年龄 public Student( String name, int age ) this.name = name; this.age = age; public String toString() return 姓名为： + name + 年龄为： + age ; public int hashCode() return age*name.hashCode(); public boolean equals(Object o) Student s=(Student)o; return age=s.age ,public static void main(String args) HashSet hs=new HashSet(); hs.add(new Student(28,zah); hs.add(new Student(31,xmh); hs.add(new Student(30,zyj); hs.add(new Student(28,zah); hs.add(new Student(33,zxx); hs.add(null); hs.add(null); Iterator it=hs.iterator(); while(it.hasNext() System.out.println(it.next(); ,运行结果：允许null，但没有重复元素,11.3.2实现类LinkedHashSet：根据元素的哈希码存放数据，同时用链表记录 元素的加入顺序。 import java.util.Date; import java.util.LinkedHashSet; import java.util.Set; public class LinkedHashSetTest public static void main(String args) Set linkHashSet = new LinkedHashSet(); Student1 stu = new Student1(18,0803预热班, 1, 张三, 85.5,new Date(); Student1 stu2 = new Student1(23,0803预热班, 2, 李四, 45.0,new Date(); Student1 stu3 = new Student1(25,0803预热班, 3, 王五, 65.5,new Date(); Student1 stu4 = new Student1(25,0803预热班, 3, 老六, 65.5,new Date(); linkHashSet.add(stu3); linkHashSet.add(stu4); linkHashSet.add(stu);/记录HashCode码顺序，按照顺序查找出来。 linkHashSet.add(stu2); for(Student1 temp : linkHashSet) System.out.println(temp); ,id为: 25 姓名为：0803预热班 年龄为：3 年级为： 王五 分数为:65.5 日期为：Wed Jun 06 16:39:21 CST 2012hashCode为1786041561 hashCode()=458823894 id为: 25 姓名为：0803预热班 年龄为：3 年级为： 老六 分数为:65.5 日期为：Wed Jun 06 16:39:21 CST 2012hashCode为458823894 hashCode()=1248097552 id为: 18 姓名为：0803预热班 年龄为：1 年级为： 张三 分数为:85.5 日期为：Wed Jun 06 16:39:21 CST 2012hashCode为1248097552 hashCode()=-1045795214 id为: 23 姓名为：0803预热班 年龄为：2 年级为： 李四 分数为:45.0 日期为：Wed Jun 06 16:39:21 CST 2012hashCode为-1045795214,运行结果：,11.3.3 实现类 TreeSet：使用红黑树结构对加入的元素进行排序存放。,public class TreeSetTest public static void main(String args) Set treeSet = new TreeSet();/ 子类对象给接口引用 Student1 stu = new Student1(18, 0803预热班, 1, 张三, 85.5, new Date(); Student1 stu2 = new Student1(23, 0803预热班, 2, 李四, 45.0, new Date(); Student1 stu3 = new Student1(25, 0803预热班, 3, 王五, 65.5, new Date(); Student1 stu4 = new Student1(25, 0803预热班, 4, 王五, 65.5, new Date(); treeSet.add(stu); treeSet.add(stu2); treeSet.add(stu3);/ 添加 treeSet.add(stu4); for(Student1 temp : treeSet) /循环打印，只要是通过迭代器能迭代出来的都可以通过增强for循环遍历出来 System.out.println(temp); /Iterator iter = treeSet.iterator(); /while (iter.hasNext() /System.out.println(iter.next() + t); /,运行结果：,id为: 18 姓名为：0803预热班 年龄为：1 年级为： 张三 分数为:85.5日期为：Wed Jun 06 16:42:49 CST 2012hashCode为1248097552 hashCode()=1786041561 id为: 25 姓名为：0803预热班 年龄为：3 年级为： 王五 分数为:65.5日期为：Wed Jun 06 16:42:49 CST 2012hashCode为1786041561 hashCode()=-1045795214 id为: 23 姓名为：0803预热班 年龄为：2 年级为： 李四 分数为:45.0日期为：Wed Jun 06 16:42:49 CST 2012hashCode为-1045795214,class Student implements Comparable private String name; / 姓名 private int age; / 年龄 public Student( String name, int age ) this.name = name; this.age = age; public String toString() return 姓名为： + name + 年龄为： + age ; public int hashCode() return age*name.hashCode(); public boolean equals(Object o) Student s=(Student)o; return age=s.age ,public static void main(String args) TreeSet hs=new TreeSet(); hs.add(new Student(18,zxx); hs.add(new Student(25,xmh); hs.add(new Student(23,zyj); hs.add(new Student(26,zah); / hs.add(null); Iterator it=hs.iterator(); while(it.hasNext() System.out.println(it.next(); ,运行结果：按年龄大小排序 姓名为：zxx 年龄为：18 姓名为：zyj 年龄为：23 姓名为：xmh 年龄为：25 姓名为：zah 年龄为：26,11.4 List接口实现类：List接口继承了Collection接口，允许存在重复项的有序集合。,List接口的实现类,ArrayList实现了长度可变的数组，在内存中分配连续的空间。遍历元素和随机访问元素的效率比较高 LinkedList采用链表存储方式。插入、删除元素时效率比较高,List,ArrayList,LinkedList,11.4.1 实现类ArrayList：支持可随需要而增长的动态数组。,public static void main(String args) Collection c1=new ArrayList(); for(int i=0;i5;i+) c1.add(new Integer(i); System.out.println(c1:+c1); Collection c2=new ArrayList(); c2.addAll(c1); c2.remove( new Integer(3); c2.add(hehe); System.out.println(c2:+c2); Iterator it=c2.iterator(); while(it.hasNext() System.out.println(it.next(); ,运行结果：,c1:0, 1, 2, 3, 4 c2:0, 1, 2, 4, hehe 0 1 2 4 hehe,11.4. 2实现类LinkedList：提供一个链接列表数据结构，便于插入、删除。,LinkedList的特殊方法,public static void main(String args) List list = new LinkedList(); / List list1=new Vector(); Student2 stu = new Student2 (18, 0803预热班, 1, 张三, 85.5); Student2 stu2 = new Student2 (23, 0803预热班, 2, 李四, 45.0); Student2 stu3 = new Student2 (25, 0803预热班, 3, 王五, 65.5); Student2 stu4 = new Student2 (25, 0803预热班, 3, 王五, 65.5); list.add(stu); list.add(stu2); list.add(stu3); list.add(stu4); System.out.println(之前的元素为：); for (Student2 temp : list) System.out.println(temp); list.remove(2);/把第二个位置移去 System.out.println(移去：); System.out.println(之后的元素为：); list.add(2, new Student2(100, 老年班, 100, 菜10, 500.00); int size = list = null ? 0 : list.size(); for (int i = 0; i size; i+) System.out.println(list.get(i); ,运行结果： 之前的元素为： name=张三,age=18,grade=0803预热班,score=85.5 name=李四,age=23,grade=0803预热班,score=45.0 name=王五,age=25,grade=0803预热班,score=65.5 name=王五,age=25,grade=0803预热班,score=65.5 移去： 之后的元素为： name=张三,age=18,grade=0803预热班,score=85.5 name=李四,age=23,grade=0803预热班,score=45.0 name=菜10,age=100,grade=老年班,score=500.0 name=王五,age=25,grade=0803预热班,score=6,public class LinkedListTest public static void main(String args) List list = new LinkedList(); / List list1=new Vector(); Student2 stu = new Student2 (18, 0803预热班, 1, 张三, 85.5); Student2 stu2 = new Student2 (23, 0803预热班, 2, 李四, 45.0); Student2 stu3 = new Student2 (25, 0803预热班, 3, 王五, 65.5); Student2 stu4 = new Student2 (25, 0803预热班, 3, 王五, 65.5); list.add(stu); list.add(stu2); list.add(stu3); list.add(stu4); System.out.println(之前的元素为：); for (Student2 temp : list) System.out.println(temp); list.remove(2);/把第二个位置移去 System.out.println(移去：); System.out.println(之后的元素为：); list.add(2, new Student2(100, 老年班, 100, 菜10, 500.00); int size = list = null ? 0 : list.size(); for (int i = 0; i size; i+) System.out.println(list.get(i);,之前的元素为： name=张三,age=18,grade=0803预热班,score=85.5 name=李四,age=23,grade=0803预热班,score=45.0 name=王五,age=25,grade=0803预热班,score=65.5 name=王五,age=25,grade=0803预热班,score=65.5 移去： 之后的元素为： name=张三,age=18,grade=0803预热班,score=85.5 name=李四,age=23,grade=0803预热班,score=45.0 name=菜10,age=100,grade=老年班,score=500.0 name=王五,age=25,grade=0803预热班,score=65.5,11.4.3实现类Vector：提供了实现可增长数组的功能。,import java.util.Vector; import java.util.Enumeration; public class VectorTest public static void main(String args) Vector v = new Vector(); v.add(向量); v.add(123); v.add(abc); Enumeration e = v.elements(); while(e.hasMoreElements()/类似于迭代 System.out.println(- + e.nextElement(); ,运行结果：,-向量 -123 -abc,11.5Map接口 Map接口专门处理键值映射数据的存储，可以根据键实现对值的操作,Map接口,Map接口常用方法,11.5.1实现类HahMap：基于哈希表的Map接口的实现，允许null值,public class HashMapTest public static void main(String args) Map map = new HashMap(); Student3 stu = new Student3(18,0802预热班, 1, 张三, 85.5); Student3 stu2 = new Student3(23,0802预热班, 2, 李四, 45.0); Student3 stu3 = new Student3(25,0802预热班, 3, 王五, 65.5); Student3 stu4 = new Student3(25,0802预热班, 3, 王五, 65.5);map.put(soft001, stu);/往Map中存放“key-value”对 map.put(soft002, stu2); map.put(soft003, stu3); map.put(soft001, null);,11.5.1实现类HahMap：基于哈希表的Map接口的实现，允许null值,map.put(null, stu4); System.out.println(map.size(); Student3 student = map.get(soft003);/根据键取对应的值 System.out.println(student);/遍历/获取键的Set集 Set keys = map.keySet(); Iterator it = keys.iterator();/用Iterator while (it.hasNext() String key = it.next(); Student3 temp = map.get(key); System.out.println(key= + key + , value- + temp); for (String key : keys) /用forEach Student3 temp = map.get(key); System.out.println(key= + key + , value- + temp); ,运行结果：,4 name=王五,age=25,grade=0802预热班,score=65.5 key=soft003, value-name=王五,age=25,grade=0802预热班,score=65.5 key=soft002, value-name=李四,age=23,grade=0802预热班,score=45.0 key=null, value-name=王五,age=25,grade=0802预热班,score=65.5 key=soft001, value-null key=soft003, value-name=王五,age=25,grade=0802预热班,score=65.5 key=soft002, value-name=李四,age=23,grade=0802预热班,score=45.0 key=null, value-name=王五,age=25,grade=0802预热班,score=65.5 key=soft001, value-null,Vector和ArrayList的异同 实现原理相同，功能相同，很多情况下可以互用 两者的主要区别如下 Vector线程安全，ArrayList重速度轻安全，线程非安全 长度需增长时，Vector默认增长一倍，ArrayList增长50% Hashtable和HashMap的异同 实现原理相同，功能相同，在很多情况下可以互用 两者的主要区别如下 Hashtable继承Dictionary类，HashMap实现Map接口 Hashtable线程安全，HashMap线程非安全 Hashtable不允许null值，HashMap允许null值,public class LinkedHashMapTest public static void main(String args) Map map = new LinkedHashMap(); Student3 stu = new Student3(18, 0802预热班, 1, 张三, 85.5); Student3 stu2 = new Student3(23, 0802预热班, 2, 李四, 45.0); Student3 stu3 = new Student3(25, 0802预热班, 3, 王五, 65.5); Student3 stu4 = new Student3(25, 0802预热班, 3, 王五, 65.5); map.put(soft001, stu);/ 往Map中存放“key-value”对 map.put(soft002, stu2); map.put(soft003, stu3);,11.5.2实现LinkedHashMap：是HashMap的子类，可以依照插入的顺序来排列元素，增、删、改效率高,map.put(soft001, null); map.put(null, stu4); System.out.println(map.size(); Student3 student = map.get(soft003);/ 根据键取对应的值 /System.out.println(student); Set keys = map.keySet();/ 遍历/ 获取键的Set集 Iterator it = keys.iterator();/ 用Iterator while (it.hasNext() String key = it.next(); Student3 temp = map.get(key); System.out.println(key= + key + , value- + temp); ,11.5.2实现LinkedHashMap：是HashMap的子类，可以依照插入的顺序来排列元素，增、删、改效率高,4 key=soft001, value-null key=soft002, value-name=李四,age=23,grade=0802预热班,score=45.0 key=soft003, value-name=王五,age=25,grade=0802预热班,score=65.5 key=null, value-name=王五,age=25,grade=0802预热班,score=65.5,运行结果：,11.5.3实现类TreeMap,public class TreeMapTest SuppressWarnings(unchecked) public static void main(String args) TreeMap treemap=new TreeMap(); treemap.put(0,d); /指定键值，如果映射以前包含一个此键的映射关系，那么将替换原值 treemap.put(2,a); treemap.put(1,b); treemap.put(3,c); System.out.println(nTreeMap:); /可以对键排序 System.out.println(treemap); System.out.println(treemap.firstKey(); /返回第一个键 Set set=treemap.keySet(); Iterator iterator=set.iterator(); while(iterator.hasNext() System.out.print(treemap.get(iterator.next()+;); ,运行结果：,TreeMap: 0=d, 1=b, 2=a, 3=c 0 d;b;a;c;,11.5.4实现类Properties：表示一个持久的属性集，可以保存在流中或从流中加载。,public class PropertiesTest public static void main(String args) /方法链风格 方法返回的必须是一个对象 InputStream is = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResourceAsStream(config.properties); /属性文件与PropertiesTest类应该放在同一个目录下 Properties prop = new Properties(); try /从流中加载数据 prop.load(is); catch (IOException e) e.printStackTrace(); String name = prop.getProperty(name); System.out.println(name= + name); String pwd = prop.getProperty(password); System.out.println(password= + pwd); ,运行结果： name=spirit password=abc123,11.6 Collections类：是一个工具类，对集合进行操作,SuppressWarnings(unchecked) public class CollectionsTest public static void printView(List arrayList) Iterator it = arrayList.iterator(); while (it.hasNext() System.out.print( + it.next(); System.out.println(); public static void main(String args) List list = new ArrayList(); /泛型操作 Student stu1 = new Student(18, zxx, 85); Student stu2 = new Student(23, zyj, 81); Student stu3 = new Student(26, xmh, 92); list.add(stu1); list.add(stu2); list.add(stu3); System.out.println(初始list内容); printView(list);,Collections.shuffle(list); System.out.println(混淆后list内容); printView(list); Collections.sort(list); System.out.println(排序后list内容); printView(list); Collections.reverse(list); System.out.println(逆序后list内容); printView(list); / List newlst= new ArrayList(list.size(); List newlst = new ArrayList(Arrays.asList(new Objectlist.size(); Collections.copy(newlst, list); System.out.println(复制list内容); printView(newlst);,运行结果： 初始list内容 姓名为：zxx 年龄为：18 姓名为：zyj 年龄为：23 姓名为：xmh 年龄为：26 混淆后list内容 姓名为：zxx 年龄为：18 姓名为：xmh 年龄为：26 姓名为：zyj 年龄为：23 排序后list内容 姓名为：zxx 年龄为：18 姓名为：zyj 年龄为：23 姓名为：xmh 年龄为：26 逆序后list内容 姓名为：xmh 年龄为：26 姓名为：zyj 年龄为：23 姓名为：zxx 年龄为：18 复制list内容 姓名为：xmh 年龄为：26 姓名为：zyj 年龄为：23 姓名为：zxx 年龄为：18,11.7 泛型概述,把任何类型对象通过add(Object obj) 放入List中，认为只是Object类型 通过get(int index) 取出List中元素时必须进行强制类型转换，繁琐而且容易出现异常 使用Map的put(Object key, Object value)和get (Object key)存取对象时存在同样问题 使用Iterator的next()方法获取元素时存在同样问题 JDK5.0中通过引入泛型有效的解决了这个问题 JDK5.0使用泛型改写了集合框架中的所有接口和类,泛型:是在定义（类、方法、形式参数、成员变量）的时候，指定他为通用类型，也就是数据类型可以是任意的类型，具体调用的时候，要将通用类型转换成指定的类型来使用。 1.泛型的声明 Class TestGen K V代表类型 List I=new ArrayList(),2.泛型的使用 1）消除类型转换,import java.util.*; public class TestGenerics1 public static void main(String args) List l = new ArrayList(); l.add(ABC); l.add(DEF); String str = l.get(0);/ 使用泛型后，获得对象时不用进行强制类型转换 /* * 错误，试图将Integer和Double类型的对象放入指定存放String类型对象的 集合中 l.add(1); l.add(1.5); */ for (String s : l) / for-each循环 (集合/数组中元素类型 变量：集合/数组名) System.out.println(s); Map map = new HashMap(); map.put(1, Huxz);,map.put(2, Liucy); map.put(3, TangLiang); Set keys = map.keySet(); for (Integer i : keys) String value = map.get(i); System.out.println(i + - + value); List list = new ArrayList();list.add(10);list.add(1.5); /* * List list2; List list3=new ArrayList(); * list2=list3; */ ,运行结果： ABC DEF 1-Huxz 2-Liucy 3-TangLiang,2）自动解包装与自动包装的功能,import java.util.*; import static java.lang.System.*; public class TestGenerics2 public static void main(String args) List l1 = new ArrayList(); l1.add(中国); List l2 = new ArrayList(); l2.add(88); List l3 = new ArrayList(); l3.add(8.8); List l4 = new ArrayList(); l4.add(99); List l5 = new ArrayList();,2）自动解包装与自动包装的功能,l5.add(100.8); print(l1); /String类型的泛型对象 print(l2); /Object类型的泛型对象 print(l3); /Number类型的泛型对象 print(l4); /Integer类型的泛型对象 print(l5); /Double类型的泛型对象 / 方法参数中使用集合时不指定泛型，默认为 public static void print(List list) for (Object o : list) System.out.println(o); ,运行结果： 中国 88 8.8 99 100.8,3）限制泛型中类型参数的范围 允许所有泛型的引用调用 只允许泛型为Number及 Number子类的引用调用 只允许泛型为Number及 Number父类的引用调用 只允许泛型为实现Comparable接口的实现类的 引用调用 泛型方法：也称为多态方法，格式为： 修饰符 泛型 返回类型 方法名 参数表 抛出的异常 泛型类：泛型的通配符与泛型方法的通配符约束一致。,public class TestGenerics3 List list=null; public static void main(String args) List l1 = new ArrayList(); List l2 = new ArrayList(); List l3 = new ArrayList(); List l4 = new ArrayList(); List l5 = new ArrayList(); String a1 = new String10; Object a2 = new Object10; Number a3 = new Number10; Integer a4 = new Integer10; Double a5 = new Double10;,copyFromArray(l1, a1); copyFromArray(l2, a2); copyFromArray(l3, a3); copyFromArray(l4, a4); copyFromArray(l5, a5); / 修饰符 泛型 返回类型 方法名 参数表 抛出的异常 public static void copyFromArray(List l, T a) for (T o : a) l.add(o); ,public class TestGenerics4 public static void main(String args) MyClass2 test = new MyClass2(); MyClass2 s = new MyClass2(); s.method1(231); MyClass2 s2 = new MyClass2(); s2.method1(231); class MyClass2 /定义了一个泛型类 public void method1(T t) System.out.println(t); public T method2() return null; ,泛型类的注意点： 1.静态方法中不能使用类的泛型 2.不要创建泛型类的对象，如果不是接口或抽象类则可以 3.不能在catch子句中使用泛型。,