Java程序设计-项目驱动式教程06使用集合实现学生信息管理

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月目录CONTENTWS01.项目开发环境搭建02.学生成绩管理03.学生基本信息管理04.不同类别学生信息管理05.学生基本信息查找与计算目录CONTENTWS06.使用集合实现学生信息管理07.学生信息管理系统异常处理08.使用文件实现学生信息存储09.使用JDBC实现学生信息管理10.图书管理系统设计与实现项目

六使用集合实现学生信息管理项目1项目开发环境搭建任务一List任务二

Set任务三

Map知识目标了解集合，以及常用的集合接口和实现类，熟悉

Collection

接口和

Iterator

提供的常用方法。了解

List

的特点，List

接口提供的常用方法，以及

ArrayList

和

LinkedList

的区别，掌握ArrayList类和LinkedList类提供的常用方法。了解

Set

的特点，以及

HashSet

和

TreeSet

的区别，掌握

HashSet

类和

TreeSet类提供的常用方法。了解

Map

的特点，Map

接口提供的常用方法，以及

HashMap

和

TreeMap

的区别，掌握HashMap类和TreeMap类提供的常用方法。能力目标能够使用集合对数据进行增删改查操作。能够根据不同的应用场景选择合适的集合解决实际问题。素养目标增强包容与合作的团队意识。树立职责分明与高效协作的合作理念。点击跳过情境扫码观看“使用集合实现学生信息管理”视频，讨论并回答下列问题问题1：简述

Java

中不同集合的区别，并选择适用于学生信息管理的集合。问题2：在Java中，如何遍历集合？扫码学习使用集合实现学生信息管理任务一ListJava数组特性

数组长度固定，创建后不可改变，适用于存储固定数量的数据元素。Java集合介绍

集合长度可变，用于存储和操作长度不确定的数据，只能存储对象，不支持基本类型。Java提供了一个统一的数据处理架构，集合框架，它涵盖了丰富的接口、实现类及方法，均在java.util包中。Java集合框架概述集合框架组成

集合框架包括多种接口如List、Set、Map，以及ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap等实现类，支持高效数据管理。集合分类Java中集合接口主要分为Collection和Map，Collection又细分为List和Set。接口关系椭圆表示接口，矩形表示接口的实现类。集合接口及其实现类的关系方

法返回值类型说

明add(Objecto)boolean将元素添加到集合中addAll(Collectionc)boolean将集合c中的所有元素添加到集合中remove(Objecto)boolean如果集合中有与o相匹配的元素，则删除元素oremoveAll(Collectionc)void从集合中删除集合c中的所有元素retainAll(Collectionc)void从集合中删除集合c中不包含的元素clear()void删除集合中的所有元素size()int返回集合中元素的数量isEmpty()boolean判断集合是否为空contains(Objecto)boolean判断集合中是否包含元素ocontainsAll(Collectionc)boolean判断集合中是否包含集合c中的所有元素toArray()Object[]返回一个包含集合中所有元素的数组toArray(Object[]a)Object[]返回一个包含集合中所有元素的数组。如果数组

a长度足够，则将元素存入

a

中，否则创建新数组存储元素iterator()Iterator返回一个迭代器，用于遍历集合中的所有元素Collection接口提供的常用方法（1）（2）（3）hasNext()检查集合中是否存在下一个元素，即迭代器是否指向集合的末尾。next()获取集合中的下一个元素。remove()删除最近一次使用next()方法获取的元素迭代器（Iterator）不直接存储元素，而是指向集合中的元素，使用它可以遍历集合中的所有元素，并且可以在遍历过程中删除元素。Iteratorit=collection.iterator(); //返回一个迭代器while(it.hasNext()){ //循环检查集合中是否存在下一个元素Objectobj=it.next(); //获取下一个元素//判断获取的元素是否满足删除条件，如果满足则删除元素if(shouldRemove(obj)){it.remove();}}示例remove()方法必须紧跟在

next()方法之后，且每次使用

next()方法后最多调用一次remove()方法。List（列表）是一个允许包含重复元素的集合，适用于需要顺序存储和频繁访问数据的场景。List接口除继承了Collection接口提供的所有方法外，还提供了一些涉及元素位置的其他方法。方

法返回值类型说

明add(intindex,Objectelement)void将元素element添加到列表的指定位置indexaddAll(intindex,Collectionc)boolean将集合c中的所有元素添加到列表的指定位置indexget(intindex)Object返回列表中指定位置index的元素indexOf(Objecto)int返回指定元素

o

在列表中第一次出现的位置。如果列表中不包含元素o，则返回−1lastIndexOf(Objecto)int返回指定元素

o

在列表中最后一个出现的位置。如果列表中不包含元素o，则返回−1remove(intindex)Object删除指定位置index的元素set(intindex,Objectelement)Object将指定位置

index

的元素替换为指定元素

element，并返回该位置的原元素listIterator()ListIterator返回一个列表迭代器，用于遍历列表中的所有元素listIterator(intindex)ListIterator返回一个列表迭代器，用于遍历列表中指定位置index（包含）之后的所有元素subList(intfromIndex,inttoIndex)List返回一个子列表，该子列表包含原列表中从指定位置fromIndex（包含）到toIndex（不包含）的元素，对子列表进行更改（如添加、删除和修改），原列表也进行相应更改List接口提供的常用方法动态数组特性基于动态数组实现，允许包含多个null元素，支持快速随机访问。扩容机制容量不足时自动创建更大数组并复制元素，确保线性存储结构。插入删除效率中间位置操作需复制数组，速度较慢，影响性能表现。适用场景适用于随机访问频繁、插入删除较少的场景，提升数据读取效率。

使用指定集合c创建ArrayList类对象。ArrayList(Collectionc)创建一个空的ArrayList类对象，初始容量为10。ArrayList()

创建一个空的但具有指定初始容量size的ArrayList类对象。ArrayList(intsize)(1)(2)(3)ArrayList类构造方法【运行结果】实例：6-1

使用ArrayList类【参考代码】/*ArrayListTest.java*/packageproject6.example6_1;importjava.util.*;……（详见教材）

LinkedList

是一种基于双向链表实现的有序列表，允许包含多个

null

元素，同时支持将新添加的元素插入指定位置。

创建一个空的LinkedList类对象。（1）LinkedList()构造方法

使用指定集合c创建LinkedList类对象。（2）LinkedList(Collectionc)方

法返回值类型说

明addFirst(Objecto)void将指定元素o添加到列表的开头addLast(Objecto)void将指定元素o添加到列表的末尾getFirst()Object返回列表开头的元素removeFirst()Object删除并返回列表开头的元素getLast()Object返回列表末尾的元素removeLast()Object删除并返回列表末尾的元素

LinkedList类提供的常用方法【运行结果】实例：6-2

使用LinkedList类【参考代码】/*LinkedListTest.java*/packageproject6.example6_2;importjava.util.*;……（详见教材）

123实施流程在项目

src

目录下的

project6

包中新建

task1

包在

task1

包中新建

Main

类运行

Main

类在

task1

包中新建

StudentManage

类34扫码学习使用List实现学生基本信息管理List集合概述LinkedList类List概述ArrayList类任务二Set元素访问特性Set无法通过索引定位元素，但支持高效存在性检测，适用于去重与成员校验场景。方法实现来源该接口未定义专属方法，完全沿用Collection类方法体系，确保基础操作一致性。Set（集）是一个不允许包含重复元素的集合，它能自动去除重复的元素，适用于需要判断元素唯一性的场景。定位HashSet

是一种基于哈希表实现的无序集，只允许包含一个

null

元素。特性HashSet

具有高效查找、唯一性约束和无序存储等特性，适用于需要去重或快速判断元素是否存在的场景。哈希表

哈希表又称散列表，它是一种通过哈希函数将键映射到存储位置的数据结构，支持高效的插入、查找和删除操作。哈希函数可以将任意大小的键转换为固定范围的哈希值，系统根据哈希值可以确定数据的存储位置。创建一个空的HashSet类对象。（1）HashSet()

创建一个空的但具有指定初始容量size的HashSet类对象。（2）HashSet(intsize)使用指定集合c创建HashSet类对象。（3）HashSet(Collectionc)HashSet类a构造方法【运行结果】实例：6-3

使用HashSet类【参考代码】/*HashSetTest.java*/packageproject6.example6_3;importjava.util.*;……（详见教材）

TreeSet

是一种基于红黑树实现的有序集，不允许包含

null

元素。TreeSet

具有唯一性约束和自动排序等特性，适用于需要高效排序且元素不重复的场景。红黑树

红黑树是一种自平衡的二叉查找树，它通过特定的规则和操作来维护树的平衡，确保在高效查找的同时，也能高效地进行插入和删除操作。创建一个空的TreeSet类对象。（1）TreeSet()使用指定集合c创建TreeSet类对象。（2）TreeSet(Collectionc)TreeSet类构造方法方

法返回值类型说

明first()Object返回集中的第一个元素last()Object返回集中的最后一个元素pollFirst()Object删除并返回集中的第一个元素。如果集为空，则返回nullpollLast()Object删除并返回集中的最后一个元素。如果集为空，则返回nullsubSet(ObjectfromElement,ObjecttoElement)SortedSet<Object>返回一个子集，该子集包含原集中在fromElement（包含）和toElement（不包含）之间的元素headSet(ObjecttoElement)SortedSet<Object>返回一个子集，该子集包含原集中在toElement（不包含）之前的元素tailSet(ObjectfromElement)SortedSet<Object>返回一个子集，该子集包含原集中在fromElement（包含）之后的元素TreeSet类提供的常用方法【运行结果】实例：6-4

使用TreeSet类【参考代码】/*TreeSetTest.java*/packageproject6.example6_4;importjava.util.*;……（详见教材）

使用Set实现班级信息管理扫码学习123实施流程在项目

src

目录下的

project6

包中新建

task2

包在

task2

包中新建

ClassManage

类在

task2

包中新建

Main

类4运行

Main

类SetSet概述HashSet类TreeSet类任务三MapMap数据结构Map由键值对构成，键唯一且不可重复，值可对应多个键。添加元素需完整键值对，检索时通过键获取唯一值。Map操作规范

插入数据需指定键与值，查询仅支持键到值的单向映射。键的唯一性确保数据无冗余，值可重复存储不同键。Map（映射）是一个以键值对形式存储数据的集合，它能通过键快速查找对应的值，适用于需要通过特定标识获取信息的场景。方

法返回值类型说

明put(Objectkey,Objectvalue)Object将指定键

key

和值

value

添加到映射中。如果映射中不存在键key，则将键key和值

value添加到映射中并返回null；如果映射中已经存在键key，则用值

value

覆盖原来的值并返回原来的值putIfAbsent(Objectkey,Objectvalue)Object如果映射中不存在键key，则将键

key

和值value添加到映射中并返回

null；如果映射中已经存在键

key，则返回该键对应的值（该值可以为null）putAll(Mapm)void将指定映射m中的所有键值对添加到映射中remove(Objectkey)Object根据指定键

key

删除映射中的键值对。如果映射中已经存在键

key，则删除键值对并返回该键对应的值；如果映射中不存在键key，则直接返回nullclear()void清空映射中的所有键值对

Map接口提供的常用方法

Map接口提供的常用方法（续表）方

法返回值类型说

明get(Objectkey)Object返回映射中指定键

key

对应的值。如果映射中不存在键key，则返回nullcontainsKey(Objectkey)boolean判断映射中是否包含指定键keycontainsValue(Objectvalue)boolean判断映射中是否包含指定值valuesize()int返回映射中键值对的个数isEmpty()boolean判断映射是否为空keySet()Set返回映射中所有键组成的Set。如果从

Set

中删除元素，则原映射中对应的键值对也被删除values()Collection返回映射中所有值组成的

Collection。如果从

Collection中删除元素，则原映射中对应的键值对也被删除entrySet()Set返回映射中所有键值对组成的

Set。如果从

Set

中删除元素，则原映射中对应的键值对也被删除HashMap

是一种基于哈希表实现的无序映射，不保证键值对的顺序。HashMap

中的键唯一，允许包含

null

键和

null

值。HashMap

提供了高效的插入、删除和查找操作，适用于需要高效随机访问键值对的场景。HashMap()创建