第6章常用的工具类

1、第6章 常用工具类和Applet小程序Java的API中包含了大量的预定义类，我们将主要介绍Java的实用工具包java.util中的常用的一些数据结构类和工具类。另外，我们还将在本章中给大家介绍关于Applet小程序的基本知识。Java中引入了可以集中有效地组织和处理数据的接口和类，这些接口和类组成了Java的集合（Collection）框架。Java的集合框架支持三种类型的集合：线性表List、规则集Set和映射Map。Set的实例存储一组互不相同的元素，List的实例存储一组顺序排列的元素，Map的实例存储一组对象，该实例中的每个元素都有一个关联的关键字。Collection接口是构造集

2、合框架的基础，它是处理对象集合的根接口，声明了所有Collection类都将拥有的核心方法，具体见表6-1。表6-1 Collection接口声明的方法方法功能描述boolean add(Object obj)为当前调用的集合添加元素objboolean addAll(Collection c)将c中的所有元素加入调用的集合中void clear()删除当前集合的所有元素boolean contains(Objecto)若当前集合包含元素o则返回true，否则返回falseboolean containsAll(Collection c)若当前集合包含集合c的所有元素则返回trueboolea

3、n equals(Objecto)若当前集合与o相等则返回true，否则返回falseint hashCode()返回当前集合的散列码boolean isEmpty()若当前集合不包含任何元素则返回trueIterator iterator( )返回当前集合元素的迭代探子boolean remove(Objecto)删除当前集合中的元素oboolean removeAll(Collection c)删除集合c中的所有元素boolean retainAll(Collection c)删除当前集合中与集合c共有的元素，若当前集合发生变化则返回true，否则返回falseint size()返回当前

4、集合元素的个数Object toArray()返回当前集合所有元素构成的数组Object toArray(Object array )返回当前集合中指定数组元素类型相匹配的元素构成的数组6.1 List和ArrayList类6.1.1 ListList接口扩展了Collection接口，定义了一个可以存储重复元素的有序集合。用户可以通过指定下标访问元素，并可以指定元素在集合中的存储位置。在List类集中，下标从0开始。List接口除继承了Collection接口声明的方法外，还定义了它自己的一些方法，具体见表6-2。表6-2 List接口声明的方法方法功能描述boolean add(int i

5、ndex, Object element)为当前调用的线性表添加元素element，插入位置由index指定，原有index位置及其右部的元素均后移boolean addAll(int index, Collection c)将c中的所有元素插入调用的线性表中指定下标index位置，列表中原有index位置及其右部的元素均顺序后移Object get(int index)返回线性表中由index指定位置的元素int indexOf(Objectelement)返回线性表中与指定元素element匹配的第一个元素的下标值，若elenemt不在列表中则返回-1。int lastIndexOf(Ob

6、jectelement)返回线性表中与指定元素element匹配的最后一个元素的下标值，若elenemt不在列表中则返回-1。ListIterator listIterator()返回当前线性表元素的迭代探子ListIterator listIterator(int index)返回当前线性表中从index开始的元素的迭代探子int remove(intindex)删除线性表中指定下标位置index的元素Object set(int index, Object element)将线性表中指定下标index处的元素替换为elementList subList(int fromIndex, int

7、 toIndex)返回当前线性表中下标从fromIndex到toIndex的子线性表6.1.2 ArrayList类 在Java中的数组是定长的，一旦数组被创建后就无法改变其大小。若在定义数组时还无法确定其存储空间，只有在程序运行时才能知道实际需要的数组空间时，可以选择通过ArrayList类声明可变长度的数组。 ArrayList类实现了List接口，它将元素存储在一个动态数组中，存储空间大小可随存储元素的多少进行动态变化。 ArrayList提供了三个构造函数： ArrayList() ArrayList(Collectionc) ArrayList(intinitialCapacity)

8、 其中构造函数用于创建一个空数组列表，构造函数用于建立一个包含集合c中所有元素的数组列表，构造函数用于建立一个指定初始大小为initialCapacity的数组列表。例6.1 创建一个空数组列表，在其中顺序添加A、B、C、D、E、F六个对象，并显示该数组列表的内容和大小。然后在该数组列表中添加和删除元素，并将修改后的数组列表内容输出。程序源代码见ArrayListExample.java，程序运行结果见图6-1。/ArrayListExample.javaimport java.util.*;public class ArrayListExample public static void ma

9、in(String args)ArrayList arraylist = new ArrayList(); /建立一个空数组列表/向arraylist中依次添加A、B、C、D、E、F arraylist.add(A);arraylist.add(B);arraylist.add(C);arraylist.add(D);arraylist.add(E);arraylist.add(F);/显示arraylist的内容和大小System.out.println(The original contents of the arraylist is: + arraylist);System.out.pr

10、intln(The original size of the arraylist is: + arraylist.size();arraylist.add(2,A); /在下标位置为2处插入Aarraylist.add(4,new Integer(5); /在下标位置为4处插入整数5/输出插入元素A和5以后arraylist的内容和大小System.out.println(After adding elements，the arraylist is: + arraylist);System.out.println(The size of the arraylist is: + arraylis

11、t.size();arraylist.remove(E); /删除Earraylist.remove(1); /删除下标1处存放的对象/输出删除元素E和下标为1处的元素后arraylist的内容和大小System.out.println(After deleting elements，the arraylist is: + arraylist);System.out.println(The size of the arraylist is: + arraylist.size();System.out.println();图6-1 例6.1运行结果说明：从该程序的输出结果可知，在Arraylis

12、t中可以存放相同的元素，从图6-1中可以看到A在arraylist中存放了两次。数组列表的大小将随数组列表中存放元素的个数而变化。在ArrayListExample.java中调用了size()方法来获取arraylist的元素个数，size()方法是ArrayList类从List接口继承下来的方法。 与ArrayList类相似的还有LinkedList类。LinkedList类也实现List接口，它将元素存储在链表中。用户可以根据实际需要选择合适的数据结构类来解决问题。当只在线性表尾部进行插入或删除元素的操作，选择ArrayList类声明的数组效率相对会高一些；若需要在线性表的任意位置插入或

13、删除元素，LinkedList类声明的数组效率会更高一些。 LinkedList提供了两个构造函数： LinkedList() LinkedList(Collection c)其中构造函数用于创建一个空链接列表，构造函数用于建立一个包含集合c中所有元素的链接列表。例6.2 创建一个空链接列表，并在其中依次添加1、2、3、4、5共5个元素，显示该链接列表的内容和大小。然后在该链接列表中添加和删除元素，并将修改后的链接列表内容输出。程序源代码见LinkedListExample.java，程序运行结果见图6-2。/LinkedListExample.javaimport java.util.*;p

14、ublic class LinkedListExample public static void main(String args)LinkedList linkedlist = new LinkedList(); /建立一个空链接列表/向linkedlist中依次添加1、2、3、4、5linkedlist.add(new Integer(1);linkedlist.add(new Integer(2);linkedlist.add(new Integer(3);linkedlist.add(new Integer(4);linkedlist.add(new Integer(5);/显示lin

15、kedlist的内容System.out.println(The original contents of the linkedlist is: );System.out.println(linkedlist);linkedlist.add(2,hello); /在列表下标为2处添加字符串hellolinkedlist.addFirst(First); /在linkedlist列表头添加字符串Firstlinkedlist.addLast(Last); /在linkedlist列表尾添加字符串LastSystem.out.println(After adding elements，the li

16、nkedlist is: );System.out.println(linkedlist);linkedlist.removeLast(); /删除linkedlist列表尾部的元素linkedlist.set(1,one); /将列表下标为1处的元素替换为字符串oneSystem.out.println(After deleting and changing,the linkedlist is: );System.out.println(linkedlist);System.out.println();图6-2 例6.2运行结果说明：LinkedList类除了继承List接口定义的方法外，还

17、有自定义的一些方法。如：addFirst(object o)方法用于在列表头添加元素o；addLast(object o)方法用于在列表尾添加元素o；removeFirst()方法用于删除位于列表头的元素；removeLast()方法用于删除列表尾的元素；getFirst()方法用于访问列表头的元素；getLast()方法用于访问列表尾的元素。6.2 Set和HashSet类Set接口扩展了Collection接口，和List接口不同的是，Set定义的集合中不能包含相同的元素。Set除了继承Collection定义的方法外，本身并没有定义其他的方法。HashSet类实现了Set接口，由Hash

18、Set类声明的集合使用散列表（hash table），它当中存放的元素并没有特殊的顺序。HashSet提供了四个构造函数： HashSet() HashSet(Collectionc) HashSet(intinitialCapacity) HashSet(intinitialCapacity, float loadFactor)其中构造函数用于创建一个默认的空散列集，构造函数用于建立一个包含集合c中所有元素的散列集，构造函数用于建立一个指定初始大小为initialCapacity的散列集，构造函数用于建立一个指定初始大小为initialCapacity和负载系数为loadFactor的散列集

19、。负载系数介于0.0到1.0之间，当元素个数大于集合容量大小乘以负载系数，集合容量将被扩大。例6.3 创建一个散列集，并显示该散列集的内容。程序源代码见HashSetExample.java，程序运行结果见图6-3。/HashSetExample.javaimport java.util.*;public class HashSetExample public static void main(String args) HashSet hashset = new HashSet(); /建立一个空散列集hashset.add(星期一);hashset.add(星期二);hashset.add(

20、星期三);hashset.add(星期四);hashset.add(星期五);hashset.add(星期五);System.out.println(The elements of the hashset are:);for(Object element:hashset) System.out.print(element.toString()+ );System.out.println();图6-3 例6.3运行结果说明：从图中可以看到HashSet类的对象并不按指定顺序存放元素，并且不能存放相同元素。在HashSetExample.java中使用了for循环语句表述形式for(Object

21、element:hashset)来访问hashset中的所有元素。6.3 Map和HashMap类6.3.1 MapMap接口用于存储元素和关键字的映射关系，在Map中关键字相当于List中的下标值，用于检索元素的对象。所不同的是，List的下标定义为整数，而在Map中关键字可以定义为任意类型的对象，但必须是唯一的，不能有重复。每个关键字都对应于一个存放在Map对象中的元素，元素的值是可以重复的。Map接口定义的方法见表6-3。表6-3 Map接口定义的方法方法功能描述void clear();从当前Map对象中删除所有的关键字和元素boolean containsKeys(Object ke

22、y);若当前Map对象中包含了key作为关键字，则返回true，否则返回falseboolean containsValue(Object value);若当前Map对象中包含了value作为元素值，则返回true，否则返回falseSet entrySet();返回当前Map对象的所有映射的集合视图boolean equals(Object o);比较对象o和当前Map对象是否相同，若相同则返回true，否则返回falseObject get(Object key);返回当前Map对象中指定关键字为key对应的元素值int hashCode();返回当前Map对象的散列码boolean is

23、Empty();若当前Map对象是空的则返回true，否则返回falseSet keySet();返回当前Map对象的所有关键字的集合视图Object put(Object key, Object value);在当前Map对象中将value和关键字key进行关联，若在Map对象中已存在和key关联的元素，则该元素被value替换void putAll(Map m);将映射m的内容全部添加到当前Map对象中Object remove(Object key);若关键字key存在于当前Map对象中，则删除该关键字对应的映射内容int size();返回当前Map对象中“关键字/元素值”对的个数Co

24、llection values();返回当前Map对象的所有元素值构成的集合Map接口的具体实现由AbstractMap、HashMap、TreeMap和LinkedHashMap等类完成，其中HashMap使用散列表实现Map接口，它对于定位查找元素、插入删除映射等操作效率都是很高的。6.3.2 HashMap类HashMap类使用散列表来实现Map接口，该类实现了所有Map接口定义的操作，并且允许空值和空关键字存在于对象中。由于使用了散列码，因此在HashMap中并不保证元素的存放顺序和它加入该集合的顺序是一致的。HashMap提供了四个构造函数： HashMap() HashMap(Ma

25、p m) HashMap(intinitialCapacity) HashMap(intinitialCapacity, float loadFactor)其中构造函数用于创建一个默认的空HashMap对象，构造函数用于建立一个包含映射m的所有内容的HashMap对象，构造函数用于建立一个指定初始大小为initialCapacity的HashMap对象，构造函数用于建立一个指定初始大小为initialCapacity和负载系数为loadFactor的HashMap对象。例6.4 创建一个HashMap对象，用它来存放学生的姓名和宿舍房间号，并显示该对象的内容。程序源代码见HashMapExam

26、ple.java，程序运行结果见图6-4。/HashMapExample.javaimport java.util.*;public class HashMapExample public static void main(String args)HashMap hashmap = new HashMap(); /建立一个空HashMap对象hashmap /向hashmap中添加“关键字/元素值”对hashmap.put(李四,301);hashmap.put(张三,302);hashmap.put(王五,303);hashmap.put(陈七,304);hashmap.put(赵六,305

27、);Set set = hashmap.entrySet(); /取得hashmap的所有映射集合 /使用迭代函数来访问hashmap的每一对映射Iterator i = set.iterator();while (i.hasNext() Map.Entry m = (Map.Entry) i.next();System.out.println(m.getKey()+: +m.getValue();System.out.println();System.out.println(请输入要查询的学生姓名：);Scanner scanner=new Scanner(System.in);String

28、 s=scanner.next(); /从控制台读取输入字符串System.out.println(s+的房间号为：+hashmap.get(s); /给出以输入字符串作为/关键字的元素值System.out.println();图6-4 例6.4运行结果说明：从该例子的运行结果可以看到，实际输出的元素值顺序和存放的顺序是不相同的。在本程序中，我们使用了从Collection接口中继承下来的迭代函数iterator()，该函数返回一个迭代探子Iterator对象。Iterator接口定义的方法是用来遍历类集，从而获取或者删除类集中的元素。在本例中使用了Iterator接口定义的hasnext(

29、)方法 ，该方法是遍历类集对象最常用的方法，用来判断是否还存在元素，若存在则返回true，否则返回false。除此以外，在遍历hashmap时，我们还使用了Map.entry接口，该接口主要用来操作映射的输入，在该接口中定义了getKey()方法和getValue()方法分别返回当前映射项的关键字和元素值。6.4 Vector类和Stack类在Java 2出现以前，Java中也定义了一些专门用于存放对象的类集和接口，Vector类和Stack类就是从以前留下的类，在Java2中将它们做了进一步改进以适用于现在Java 2的集合框架。6.4.1 Vector类Vector和ArrayList类似

30、，也实现List接口，可以用来声明动态数组。但与ArrayList不同的是，Vector中包含了同步方法，可以防止两个以上线程同时访问引起的数据冲突。Vector类定义了四个构造函数：Vector() Vector(Collectionc) Vector(intinitialCapacity) Vector(intinitialCapacity, intcapacityIncrement)其中构造函数用于创建一个空矢量；构造函数用于建立一个包含集合c中所有元素的矢量；构造函数用于建立一个指定初始大小为initialCapacity的空矢量；构造函数用于建立一个指定初始大小为initialCap

31、acity和增量为capacityIncrement的空矢量。矢量的增量是指当需要对矢量分配额外的空间时，由该增量来指定额外空间的大小。例6.5 一个简单的Vector类使用示例，程序源代码见VectorExample.java，程序运行结果见图6-5。/VectorExample.javaimport java.util.*;public class VectorExample public static void main(String args) Vector vector = new Vector(5,5); /建立一个初始大小为5、增量为5的矢量 /输出vector中当前元素的个数S

32、ystem.out.println(The initial size of the vector is: + vector.size(); /输出vector当前的容量大小System.out.println(The initial capacity of the vector is: + vector.capacity(); /将115中的偶数添加至vector中for(int i=1;i=15;i+)if(i%2=0)vector.add(new Integer(i);System.out.println(After adding elements,the vector is：);Syst

33、em.out.println(vector);System.out.println(After adding elements,the size is: + vector.size();System.out.println(After adding elements,the capacity is: + vector.capacity();System.out.println();vector.addElement(hello); /在vector尾部添加字符串hellovector.addElement(Java); /在vector尾部添加字符串Java /使用迭代函数iterator()

34、遍历vector中的所有元素并输出Iterator vectorItr = vector.iterator();System.out.println(Now the elements of the vector are：);while(vectorItr.hasNext()System.out.print(vectorItr.next() + );System.out.println();Integer first = (Integer)vector.firstElement(); /访问vector的第一个元素String last = (String)vector.lastElement(

35、); /访问vector的最后一个元素System.out.println(The first elements is: + first);System.out.println(The last element is: + last);if(vector.contains(hello) /判断hello是否被包含在vectorSystem.out.println(hello is in the vector. );System.out.println();图6-5 例6.5运行结果说明：VectorExample.java程序中调用Vector(5,5)建立了一个空Vector对象vector

36、，同时指定该vector初始容量大小为5，增量为5，即当vector中元素超过当前容量大小时，它的大小将增加5。在本例中向vector添加115中的所有偶数共7个元素后，通过调用方法capacity()可以得到vector的容量大小为10。在本例中还调用了Collection接口中的iterator()方法遍历vector中的元素，该方法返回Iterator接口的一个对象，Iterator接口定义了hasNext()方法判断是否存在下一个元素，next()方法用于返回下一个元素。当然，也可以使用循环语句for(Object element:vector) 来逐个遍历vector中的元素。6.4

37、.2 Stack类Stack类是Vector类的子类，它实现“后进先出”的堆栈。由于Stack类扩展了Vector类，所以Stack除了包含Vector定义的所有方法外，还增加了几种自定义的方法，见表6-4。表6-4 Stack类自定义的方法方法功能描述boolean empty()测试该栈是否为空，空则返回TrueObject peek()查看位于栈顶的元素并返回该元素Object pop()将栈顶元素出栈并返回该元素Object push(Objecto)将元素o入栈并返回该元素int search(Objecto)在栈内查找元素o，若找到则返回该元素在栈内的相对栈顶的距离，若找不到则返回

38、-1。例6.6 使用Stack类将任意输入的字符串逆序输出，程序源代码见StackExample.java，程序运行结果见图6-6。/StackExample.javaimport java.util.*;public class StackExample public static void main(String args) String s1;System.out.print(Please input a string: );Scanner scanner=new Scanner(System.in);s1=scanner.next();int length = s1.length();

39、char s = s1.toCharArray(); /将String类型字符串转换为字符数组System.out.print(Reverse the string,we will get: );Stack stack = new Stack(); /创建一个空Stack对象for(int i=0;ilength;i+)stack.push(si); /将字符数组s的字符顺序入栈 while(!stack.empty() /判断当前Stack是否为空System.out.print(stack.pop(); /将栈内字符顺序出栈System.out.println();图6-6 例6.6运行结

40、果6.5 泛型在例6.4中可以看到如下一段代码：Integer first = (Integer)vector.firstElement(); /访问vector的第一个元素String last = (String)vector.lastElement(); /访问vector的最后一个元素这种类型转换是必须的，因为firstElement()和lastElement()方法返回的是Object类型的数据，为了保证Integer类型和String类型变量赋值的安全性，必须在此进行类型转换。但是，这种类型转换往往很容易带来混乱和错误。为了避免出现类型转换带来的错误情况，当用户已经明确了集合中的

41、数据都为一种类型时，可以使用Java中的泛型（generic type）来限定集合中的数据为该确定的数据类型。泛型提供了编译时检查类型的机制。假设需要定义一个ArrayList类型的对象，而用户希望该对象中所存放的数据都是String类型，则可以使用以下方法来声明这个对象：ArrayList arraylist = new ArrayList();使用该语句创建arraylist后，只能向该对象中添加String类型的数据，如果用户向该对象内添加了一个非String类型的数据，则程序在编译时会产生错误。同样的，从该集合中取数据值时，用户无需进行类型转换，因为编译器已经知道元素的类型了。例6.7

42、 一个简单的泛型使用示例，程序源代码见GenericTypeExample.java，程序运行结果见图6-7。/GenericTypeExample.javaimport java.util.*;public class GenericTypeExample public static void main(String args)/建立一个只含有整型元素的空列表List list = new ArrayList(); /向list中依次添加整型元素12、9、35、147、58list.add(12);list.add(9);list.add(35);list.add(147);list.add

43、(58);Iterator listItr = list.iterator();System.out.println(Now the elements of the list are：);while(listItr.hasNext() System.out.print(listItr.next() + ); System.out.println();int thirdelem = list.get(2); /获取列表中下标为2处的元素System.out.println(The third element is: +thirdelem);图6-7 例6.7运行结果说明：所有的集合架构类型都支持

44、泛型，如HashSet、LinkedList、HashMap等等。从本例中可以看到，向list中添加元素时并没有使用在例6.2中使用的类型转换list.add(Integer(12)，而是直接使用语句list.add(12)，因为在声明list时已经限定了该集合存放的元素只能是Integer型，所以编译器会自动将“12”做为Integer型来处理。同样在获取list中的元素时也不需要做如语句int thirdelem = (Integer)list.get(2) 的类型转换，而可以将该语句直接写为int thirdelem = list.get(2)。6.6 Applet小程序Applet是可

45、通过因特网下载并在接收计算机上运行的一小段程序。Java Applet可以在Internet中传输，并且能在所有支持Java的浏览器中运行，它的最大特点是能对用户的要求作出反应，并进行相应的变化。所有的Applet都是属于Java中Applet类的子类。Applet类被包含在java.applet类库中，因此所有的Applet都必须调用java.applet类库才能正常执行。Applet并不是在控制台环境的窗口中执行，而是由浏览器或Applet阅读器（appletviewer）执行。由于Applet是从服务器端下载，通过网络传输并在客户端浏览器运行的程序代码，我们必然要考虑Applet的安全性

46、问题。Java设计者在应用程序和本地计算机之间提供了一道安全的防火墙，使用户可以安全的下载Applet。通过沙箱（sandbox）机制将Java Applet限制在Java运行环境中，不允许它访问计算机的其它部分，确保下载的Applet不会对客户机造成危害，同时不用担心病毒的入侵。6.6.1 Applet的常用方法 到目前为止，我们使用过的Java Application，每一个Application都必须有main()方法，该方法作为Java Application程序的入口，在Application开始执行时由Java解释器调用。而Applet与Application不同，Applet不必

47、定义main()方法，它依靠浏览器调用Applet类中的方法执行。每个Applet都是java.applet.Applet的子类，因此，在定义Applet时，可以将它的总体结构表示为： import java.applet.*;import java.awt.*;public class NewApplet extends Applet public NewApplet() public void init() public void start() public void stop() public void destory() public void paint (Graphics g)

48、在这个程序段中，通过覆盖Applet的几个主要成员函数完成小应用程序的初始化、绘制和运行。这些函数是init()、start()、stop()、destroy()和paint()。其中init()、start()、stop()、destroy()是由Applet类定义的，它们描述了Applet从初始化、运行、终止到结束的整个生命周期，而paint()是由AWT组件类定义的。下面将详细介绍这几种方法的主要工作过程。1init()浏览器首次加载Applet、准备运行时将调用init()方法。该方法通知该Applet装载到系统中，主要实现创建线程、装载图像、从HTML文件的标记获得参数等功能。 2s

49、tart()start()方法在init()方法完成后调用。当Applet开始执行时或停止Applet后再重新启动时（如用户离开该Applet所在web页面后，再次重新进入该web页面时）也会调用start()方法。3paint()在Applet开始执行或每次Applet的输出必须重画窗口时（如Applet窗口被缩小再复原时等情况），paint()方法都被调用。4stop()用户离开Applet所在的web页面，将applet挂起时将调用stop()方法。当stop()方法被调用时，Applet程序可能还在运行，因此，应该使用stop()方法挂起一些在小应用程序不可见时不需要运行的线程，以使不

50、活动的Applet不占用系统资源。5destory()destory()方法在Applet生命周期结束（用户退出浏览器）、Applet结束之前被调用。浏览器正常退出时会通知Applet，它已经不在需要并且应该释放所占的资源，这时就会调用destory()方法。一般情况下不需要覆盖这一方法，除非要释放指定的资源。stop()方法总是在destory()方法之前被调用。6.6.2 标记一个完整的Applet文件主要由Java源程序和HTML文档构成。HTML是一种脚本语言，它通过使用相应的标记定义文档显示内容并由Web浏览器解释执行。在HTML文档中使用标记可以将Applet嵌入Web页面。Applet中的Java源程序经过编译后，就被包含在一个HTML文件中，当支持Java的浏览器遇到HTML中的标记时，就会执行相应的Applet程序。标记的描述格式如下：属性CODE、WIDTH和HEIGHT是必须的，其它用中括号“”括起的属性是可选的。属性CODE给定了Applet程序编译过的.class文件的名字，这个文件是与Applet的url相关的，若 CODEBA