Java程序设计基础（微课版）（第2版）-教案 第8章 集合框架 教案

第8章集合框架教案一、教学目标1.理解集合框架体系结构，掌握Collection与Map区别2.熟练掌握List集合特点及ArrayList、LinkedList使用3.熟练掌握Set集合特点及HashSet、TreeSet使用4.理解哈希表原理，掌握hashCode与equals方法5.熟练掌握Map集合特点及HashMap、TreeMap使用6.掌握迭代器Iterator的使用与原理7.掌握增强for循环及泛型的使用8.掌握Collections工具类的常用方法9.能根据业务场景选择合适的集合二、教学重点与难点教学重点：-List集合的特点与常用方法-Set集合去重原理-Map集合键值对操作-迭代器遍历集合-泛型的使用-Collections工具类教学难点：-哈希表存储原理-hashCode与equals方法重写-红黑树原理（了解）-迭代器快速失败机制-集合的选择策略三、教学内容8.1集合概述【教学内容】1.集合vs数组：-数组：长度固定，可存基本类型和引用类型-集合：长度可变，只能存引用类型，功能强大2.集合体系：-Collection：单列集合List：有序、可重复Set：无序、不可重复-Map：双列集合，键值对3.集合都在java.util包下【教学要点】-画图展示集合体系树-强调：集合只能存对象，基本类型要包装类8.2Collection集合8.2.1Collection常用方法【教学内容】1.添加：add(Ee)、addAll(Collectionc)2.删除：clear()、remove(Object)、removeAll()3.判断：isEmpty()、contains(Object)、containsAll()4.获取：size()、iterator()5.转数组：toArray()【教学要点】-这些方法所有Collection子类都有-演示方法使用8.2.2迭代器Iterator【教学内容】1.作用：遍历集合的通用方式2.使用：Iteratorit=coll.iterator();while(it.hasNext()){it.next();}3.原理：指针，初始在第一个元素前4.增强for：foreach，底层也是迭代器for(Ee:集合/数组){}5.并发修改异常：遍历同时修改集合6.ListIterator：可以逆向遍历，遍历时添加修改【教学要点】-演示NoSuchElementException-演示ConcurrentModificationException-三种遍历方式对比8.3List集合8.3.1List特点与方法【教学内容】1.List特点：有序、可重复、有索引2.特有方法（索引操作）：-add(intindex,Eelement)-remove(intindex)-get(intindex)-set(intindex,Eelement)3.四种遍历：普通for、迭代器、增强for、ListIterator【教学要点】-重点：有索引，可以普通for循环-Set没有索引，不能普通for8.3.2ArrayList【教学内容】1.底层：数组，查询快、增删慢2.初始容量10，扩容1.5倍3.线程不安全，效率高4.常用场景：查询多、增删少5.Vector：线程安全，效率低，已过时【教学要点】-开发最常用集合-泛型使用：ArrayList<String>8.3.3LinkedList【教学内容】1.底层：双向链表，查询慢、增删快2.特有方法：操作首尾addFirst()、addLast()getFirst()、getLast()removeFirst()、removeLast()3.常用场景：增删多、查询少【教学要点】-对比ArrayList与LinkedList区别-画图展示链表结构8.4Set集合8.4.1Set特点【教学内容】1.Set特点：无序、不可重复、无索引2.不能普通for循环，只能迭代器或增强for3.主要实现类：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet【教学要点】-重点：不可重复，用于去重-无序：存和取顺序不一致8.4.2HashSet【教学内容】1.底层：哈希表（数组+链表+红黑树）2.去重原理：-先调用hashCode()算哈希值-哈希值不同，直接存-哈希值相同，调用equals()比较-equals返回false才存3.自定义对象去重：必须重写hashCode和equals4.线程不安全，效率高【教学要点】-画图演示哈希表存储过程-演示：不重写方法无法去重-IDE自动生成hashCode和equals8.4.3LinkedHashSet【教学内容】1.底层：哈希表+链表2.特点：有序（存和取顺序一致）3.去重同HashSet【教学要点】-对比HashSet：有序但稍慢8.4.4TreeSet【教学内容】1.底层：红黑树2.特点：排序、去重3.两种排序方式：-自然排序：元素实现Comparable接口-比较器排序：构造方法传Comparator4.去重根据比较结果为0【教学要点】-演示自然排序Comparable-演示比较器Comparator-红黑树简单了解8.5Map集合8.5.1Map概述【教学内容】1.Map：双列集合，键值对（key-value）2.特点：-key不重复，value可重复-一个key对应一个value3.常用实现类：HashMap、TreeMap、LinkedHashMap4.Map与Collection无继承关系【教学要点】-对比Collection单列，Map双列-举例：学号-学生，身份证-人8.5.2Map常用方法【教学内容】1.添加：put(Kkey,Vvalue)，key重复覆盖2.删除：remove(Objectkey)、clear()3.获取：get(Objectkey)、size()4.判断：containsKey()、containsValue()、isEmpty()5.获取功能：-keySet()：获取所有key的Set集合-values()：获取所有value的Collection-entrySet()：获取键值对对象的Set【教学要点】-put返回旧值，key重复返回被覆盖的值-get找不到返回null8.5.3Map遍历【教学内容】1.方式1：键找值keySet()->遍历key->get(key)找value2.方式2：键值对对象entrySet()->遍历Entry->getKey()、getValue()3.方式3：forEachLambda（JDK8+）map.forEach((k,v)->{})【教学要点】-两种遍历都要掌握-entrySet方式效率更高8.5.4HashMap【教学内容】1.底层：哈希表，同HashSet2.特点：key去重同HashSet原理3.允许null键null值4.线程不安全，效率高5.HashTable：线程安全，不允许null，过时【教学要点】-开发最常用Map-key为自定义对象要重写hashCode和equals8.6泛型【教学内容】1.泛型：参数化类型，把类型当参数2.好处：-避免类型转换-编译期检查类型安全3.使用：-泛型类：classA<T>{}-泛型方法：public<T>voidmethod(Tt){}-泛型接口：interfaceInter<T>{}4.通配符：?代表任意类型-?extendsE：上限，E及子类-?superE：下限，E及父类【教学要点】-演示不用泛型需要强转-泛型只在编译期有效，运行期擦除8.7Collections工具类【教学内容】1.Collections：集合工具类，全静态方法2.常用方法：-sort(List)：排序-reverse(List)：反转-shuffle(List)：随机打乱-max()、min()：最值-binarySearch()：二分查找-copy()：复制【教学要点】-对比Arrays工具类（数组）-Collections操作集合四、教学建议1.哈希表原理一定要画图，一步步演示2.每种集合都要代码演示增删改查遍历3.对比各集合特点，教学生如何选择4.泛型从不用泛型的问题引入，理解好处5.课后练习：学生管理系统（用集合存储学生）五、常见问题与解决方案1.HashSet自定义对象不去重->