高级程序设计语言(Java版)11-集合框架

1、11.1 基本概念 27011.2 基本的集合接口27011.3 集合（Set）27211.4 列表（List）27511.5 映射（Map） 27811.6 枚举（Enumeration）和迭代（Iterator）11.7 习题集合框架可以理解为一个容器，该容器主要指映射（map）、集合（set）、数组（array）列表（list）等抽象数据结构。该框架均提供有相应的API，而且该框架的Java类还封装了这些抽象数据结构的实现，很大的减轻了程序员编程时的负担。从本质上来说，Java集合框架的主要组成是用来操作对象的接口。不同接口描述不同的数据类型。因此，理解了接口也就理解了Java集合框架。

2、 Java集合框架所提供的核心接口之间的分类和继承关系如图11-1 Collection接口和图11-2 其他类型接口所示：CollectionListSetLinkListArrayListHashSetTreeSetMapHashMapTreeMapEnumerationIteratorArraysJava.lang.ComparableCollections图11-2 其他类型接口图11-1可以看出，Collection接口是最基本的接口，它定义了List和Set，List又定义了LinkList和ArrayList，Set定义了HashSet和TreeSet。图11-2中的接口与图11

3、-1中的Collection接口没有任何继承关系，这些接口都包括了Map，Enumeration，Iterator，Arrays等数据结构。下面对其进行简要的介绍：Collection 接口： 用于表示任何对象或元素组。想要尽可能以常规方式处理一组元素时，就使用这一接口。List接口： List 接口继承了Collection 接口以定义一个允许重复项的有序集合。该接口不但能够对列表的一部分进行处理，还添加了面向位置的操作。 LinkedList类：LinkedList类添加了一些处理列表两端元素的方法； ArrayList类：ArrayList类封装了一个动态再分配的Object数组；Set

4、接口： Set 接口继承Collection 接口，而且它不允许集合中存在重复项，每个具体的Set 实现类依赖添加的对象的equals()方法来检查独一性。Set接口没有引入新方法，所以Set就是一个Collection，只不过其行为不同。 HashSet类：HashSet(): 构建一个空的哈希集； TreeSet类：TreeSet():构建一个空的树集；Map接口： Map接口不是Collection接口的继承。Map接口用于维护键/值对(key/value pairs)。该接口描述了从不重复的键到值的映射。 HashMap类：为了优化HashMap空间的使用，您可以调优初始容量和负载因子

5、； TreeMap类：TreeMap没有调优选项，因为该树总处于平衡状态。Iterator 接口： Collection 接口的iterator()方法返回一个Iterator。Iterator接口方法能以迭代方式逐个访问集合中各个元素，并安全的从Collection 中除去适当的元素。 Set接口是Collection的子接口，Set接口没有提供新增的方法，但实现Set接口的容器中元素是没有顺序的且不可以重复。Set容器可以与数学中的“集合”概念相对应。JDK中提供的实现Set接口的类有HashSet、TreeSet等。1. HashSet HashSet是专门为快速查询而设计的一个Set接

6、口的实现类，它使用散列表作为存储结构。散列表通过使用散列映射机制来新增、删除和存取集合对象元素的执行效率。2. TreeSet TreeSet是SortedSet接口的一个实现类。TreeSet的主要特点是采用红黑树结构作为存储结构。在存储了大量需要进行快速检索的排序信息情况下，TreeSet是一个很好的选择。【实例11-1】HashSetTest.javaimport java.util.HashSet;import java.util.Iterator;public class HashSetTest public static void main(String args) HashSet

7、 myset = new HashSet();myset.add(Hello);myset.add(World);myset.add(my);myset.add(friend);Iterator it = myset.iterator();while (it.hasNext()System.out.print(it.next() + );System.out.println();myset.remove(How);myset.add(!);it = myset.iterator();while (it.hasNext()System.out.print(it.next() + );运行结果：W

8、orld my friend Hello ! World my friend Hello【实例11-2】TreeSetTest.javaimport java.util.TreeSet;class TreeSetTest public static void main(String args) TreeSet ts = new TreeSet();ts.add(new Student(张三, 23);ts.add(new Student(李四, 29);ts.add(new Student(王五, 25);ts.add(new Student(赵六, 24);System.out.printl

9、n(ts);class Student implements Comparable private int age;private String name;Student(String name, int age) this.age = age; = name;public int compareTo(Object obj) Student stu = (Student) obj;int num = new Integer(this.age).compareTo(new Integer(stu.age);return num = 0 ? pareTo() :

10、num;public int getAge() return age;public String toString() return name + : + age;运行结果：张三:23, 赵六:24, 王五:25, 李四:29 List接口扩充了Collection，声明了一个允许有重复元素的有序集合。它以线性方式存储元素，当要插入一个新元素时，将其放在列表的末尾。当从表中删除一个元素时，其后的元素会被前移，即List接口是以插入的先后次序来放置元素。实现List接口的常用类有LinkedList、ArrayList、Vector、Stack。1. LinkedList LinkedList是

11、List接口的双向链表实现。它允许存储包括null在内的所有元素。其内部实现是列表，它适用于在链表中间需要频繁进行插入和删除操作的应用。2. ArrayList Arraylist是List接口的实现，支持大小可变的数组，它允许存储包括null在内的所有元素。其存储元素的方式类似数组，元素使用索引位置依序存入，只需将元素插入ArrayList对象，并且不用事先声明ArrayList对象的容量。【实例11-3】LinkedListTest.java import java.util.LinkedList;public class LinkedListTest LinkedList linkLis

12、t = new LinkedList();public void push(Object object) linkList.addFirst(object);public boolean isEmpty() return linkList.isEmpty();public void clear() linkList.clear();public Object pop() if (!linkList.isEmpty()return linkList.removeFirst();return 栈内无元素;public int getSize() return linkList.size();pub

13、lic static void main(String args) LinkedListTest myStack = new LinkedListTest ();System.out.println(入栈：（1，2,3,4,5,6,7）);myStack.push(1);myStack.push(2);myStack.push(3);myStack.push(4);myStack.push(5);myStack.push(6);myStack.push(7);System.out.print(出栈：);for (int i = 0; i 8; i+) System.out.println(my

14、Stack.pop();运行结果：入栈：（1，2,3,4,5,6,7）出栈：7654321栈内无元素【实例11-4】ArrayListTest.javaimport java.util.*;import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;import java.util.Comparator;class Person String name;int age;public Person(String name, int age) = name;this.age = age;public int getAge()

15、return age;public void setAge(int age) this.age = age;public String getName() return name;public void setName(String name) = name;class Mycomparator implements Comparator public int compare(Object o1, Object o2) Person p1 = (Person) o1;Person p2 = (Person) o2;if (p1.age p2.age)return 1;els

16、ereturn 0; public class ArrayListTest public static void main(String args) ArrayList list = new ArrayList();list.add(new Person(张三, 22);list.add(new Person(李四, 23);list.add(new Person(王五, 24);Comparator comp = new Mycomparator();Collections.sort(list, comp);for (int i = 0; i list.size(); i+) Person

17、p = (Person) list.get(i);System.out.println(p.getName();运行结果：王五李四张三Map接口没有继承Collection接口，它是一种特殊的集合接口。Map提供了一个更通用的元素存储方法。Map中比较常用的实现有：HashMap、TreeMap、LinkedHashMap、EnumMap。1. HashMap HashMap是Map接口的散列表实现，此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用null值和null键。2. TreeMap TreeMap是SortedMap接口的一个实现类。它的主要特点是采用红黑树作为底层存储结构，提供了按照键排序

18、的Map存储。【实例11-5】HashMapTest.javaimport java.util.HashMap;public class HashMapTest private static final Integer ONE = new Integer(1);public static void main(String args) HashMap m = new HashMap();char c = 张,张,王,王,王,赵,刘;for (int i = 0; i c.length; i+) Integer freq = (Integer) m.get(ci);m.put(ci, freq =

19、 null ? ONE : new Integer(Value() + 1);System.out.println(不同姓氏有 + m.size() + 个);System.out.println(m);运行结果：不同姓氏有4个赵=1, 王=3, 刘=1, 张=2【实例11-6】TreeMapTest.javaimport java.util.TreeMap;public class TreeMapTest private static final Integer ONE = new Integer(1);public static void main(String args) TreeMap m = new TreeMap();char c = 张,张,王,王,王,赵,刘;for (int i = 0; i c.length; i+) Integer freq = (Integer) m.get(ci);m.put(ci, freq = null ? ONE : new Integer(Value() + 1);System.out.println(不同姓氏有 + m