Collections集合物件.ppt

1、第17章 Java Collections集合物件,17-1 集合物件的基礎 17-2 實作Set介面的集合類別 17-3 實作List介面的集合類別 17-4 實作Map介面的集合類別 17-5 輸出Collections物件的元素,17-1-1 Java Collections Framework 17-1-2 集合介面 17-1-3 泛型Java的集合物件,17-1 集合物件的基礎,17-1-1 Java Collections Framework-說明,集合物件（Collections）是指一組相關的物件集合，將這組物件集合視為單一物件，在集合物件中的物件稱為元素（Elements），

2、集合物件有很多種，其儲存的元素可能允許重複，有些集合物件的元素會進行排序，在舊版Java技術是指Vector和Hashtable物件。,17-1-1 Java Collections Framework-架構1,JDK 1.2之後的版本提供全新的集合物件架構，稱為Java Collections Framework，這是用來儲存和處理集合物件的統一軟體架構，其組成如下所示： 集合介面（Collection Interface）：一組定義完善的Java介面，提供處理集合物件的標準介面，其目的是讓集合物件擁有一致的操作方式，包含：Collection、Set、SortedSet、List、Map和

3、SortedMap介面。,17-1-1 Java Collections Framework-架構2,實作（Implementations）：實作集合介面的類別，稱為具體類別（Concrete Class），對比抽象類別，這是可以使用new運算子建立實例的類別，以實作的集合介面來區分，常用的介面如下表所示：,17-1-1 Java Collections Framework-架構3,演算法（Algorithms）：當物件實作集合介面，其實作的一些多形方法，可以執行集合物件元素的搜尋與排序等演算法。,17-1-2 集合介面-說明,集合介面（Collection Interface）是用來處理集合

4、物件中儲存的物件，提供一致的物件操作方式來新增、刪除和搜尋元素的方法，這是一個介面型態的類別架構，其根介面是：Collection和Map介面。,17-1-2 集合介面-Collection集合介面(圖例),Collection介面的擁有Set和List子介面，Set介面擁有SortedSet子介面，介面的繼承架構，如右圖所示：,17-1-2 集合介面-Collection集合介面(介面說明),Collection介面：類別架構的根介面，不過並沒有任何類別直接實作Collection介面，Java Collections Framework的具體類別（Concrete Class）都是實作其子

5、介面。 Set介面：實作Set介面的集合物件，其儲存元素沒有重複元素。 List介面：實作List介面的集合物件可以擁有重複元素，元素是以循序方式存入，可以使用類似陣列索引方式來存取元素。 SortedSet介面：Set介面的子介面，實作SortedSet介面的集合物件，其儲存元素不只沒有重複，而且是從小到大進行排序。,17-1-2 集合介面- Map集合介面(圖例),Map介面並不是Collection介面的子介面，Map介面是一種特殊的Set介面，儲存的資料是一組對應元素，擁有子介面SortedMap，介面繼承架構，如右圖所示：,17-1-2 集合介面- Map集合介面(介面說明),Map

6、介面：實作Map介面的集合物件並沒有重複元素，儲存的元素是一對：鍵值（Key）和值（Value），這是一種單方向的對應，鍵值可以對應其值，例如：網域名稱對應IP位址。 SortedMap介面：對應SortedSet介面的Map介面子介面，實作SortedMap介面的集合物件，其儲存元素沒有重複，而且是以鍵值由小到大進行排序。,17-1-3 泛型Java的集合物件-說明,泛型Java（Generic Java）是JDK 5.0版在Java語法上的重大變革，提供類似C+語言的樣版（Templates）語法，新增編譯階段的集合物件型態檢查功能，可以減少程式碼中取出元素所需的大量型態轉換。,17-1-

7、3 泛型Java的集合物件-泛型型態,泛型Java可以使用泛型型態（Generic Types）來擴充Java語言，簡單的說，就是在建立集合物件時，以泛型型態指定集合物件儲存元素的資料型態，如下所示： HashSet hset = new HashSet(); HashSet hset = new HashSet(); HashSet hset = new HashSet(); 使用”括起資料型態就是泛型型態，它是用來指定集合物件儲存元素的資料型態。,17-2 實作Set介面的集合類別,17-2-1 Set介面的基礎 17-2-2 HashSet類別 實作Set介面 17-2-3 TreeSe

8、t類別 實作SortedSet介面,17-2 實作Set介面的集合類別,Set介面是Collection介面的子介面，實作Set介面的集合物件，其儲存元素並沒有重複，如果是實作子介面SortedSet的集合物件，儲存的就是排序元素。,17-2-1 Set介面的基礎-說明,Set介面繼承Collection介面的所有方法，只是規範建構子和某些方法，以滿足其儲存元素不能重複。 Set介面方法（也是Collection介面方法），E是泛型型態，如下表所示：,17-2-1 Set介面的基礎-介面方法,17-2-2 HashSet類別 實作Set介面(說明),HashSet類別實作Set介面，繼承Col

9、lection介面的方法，使用雜湊表（Hash Table）演算法來改進新增、刪除和存取集合物件元素的執行效率，其儲存元素的排列和插入順序不同，也不保證擁有固定的排列順序。,17-2-2 HashSet類別 實作Set介面(建立物件),HashSet類別提供數種過載建構子，在Java程式建立HashSet物件（5.0版），如下所示： HashSet hset = new HashSet(); 上述程式碼建立儲存字串元素的HashSet物件，泛型型態為String。,17-2-2 HashSet類別 實作Set介面(建構子),過載建構子的說明，如下表所示：,17-2-3 TreeSet類別 實作

10、SortedSet介面(說明),TreeSet類別實作SortedSet介面，這是Set介面的子介面，其儲存元素不只沒有重複，而且由小到大進行排序，這是一種排序集合物件（Sorted Collection）。,17-2-3 TreeSet類別 實作SortedSet介面(建立物件),TreeSet類別提供數種過載建構子，在Java程式建立TreeSet物件（5.0版），如下所示： TreeSet tset = new TreeSet(); 上述程式碼建立儲存字串元素的TreeSet物件。,17-2-3 TreeSet類別 實作SortedSet介面(建構子),過載建構子的說明，如下表所示：,1

11、7-2-3 TreeSet類別 實作SortedSet介面(建構子),TreeSet類別實作SortedSet介面，除了繼承Set介面的方法外，其新增的介面方法，如下表所示：,17-3 實作List介面的集合類別,17-3-1 List介面的基礎 17-3-2 ArrayList類別 17-3-3 LinkedList類別,17-3-1 List介面的基礎-說明,List介面也是繼承自Collection介面，實作此介面的集合類別是一種循序集合物件（Ordered Collection），允許元素重複，元素擁有索引位置，可以使用類似陣列索引方式來存取元素。 循序集合物件（Ordered Col

12、lection）和排序集合物件（Sorted Collection）不同，循序集合物件如同陣列是指以元素位置的索引來排列，排序集合物件是以元素值的大小進行排列。,17-3-1 List介面的基礎-介面方法,17-3-2 ArrayList類別-說明,ArrayList類別實作List介面，儲存元素的方式類似陣列，元素使用索引位置依序存入，只需將元素新增或插入ArrayList物件，並不用事先宣告物件的尺寸，如同一個可調整陣列尺寸的動態陣列。,17-3-2 ArrayList類別-建立物件,在Java程式建立ArrayList物件（5.0版），如下所示： ArrayList alist = ne

13、w ArrayList(); 上述程式碼使用建構子建立ArrayList物件儲存字串元素，泛型型態是String。,17-3-2 ArrayList類別-建構子,過載建構子的說明，如下表所示：,17-3-2 ArrayList類別-方法,ArrayList物件除了實作List介面的方法外，還新增一些方法，其說明如下表所示：,17-3-2 ArrayList類別-範例,在新增ArrayList物件的元素後，Java程式可以使用for迴圈配合索引取得每一個物件元素，如下所示： for ( int i = 0; i alist.size(); i+ ) System.out.print(alist.

14、get(i)+ ); 程式碼使用size()方法取得元素數，get()方法配合索引位置取出ArrayList物件的元素。,17-3-3 LinkedList類別-說明,LinkedList類別是實作List介面，這是類似鏈結串列（Linked Lists）資料結構的類別，各節點如同火車掛車廂一般，將每一個車廂的節點連結起來，如下圖所示：,17-3-3 LinkedList類別-建構子,LinkedList類別提供方法可以在串列的頭和尾取出和刪除元素，在Java程式只需使用建構子就可建立LinkedList物件，過載建構子的說明，如下表所示：,17-3-3 LinkedList類別-方法,Lin

15、kedList物件除了實作List介面的方法外，新增方法的說明，如下表所示：,17-4 實作Map介面的集合類別,17-4-1 Map介面的基礎 17-4-2 HashMap類別 實作Map介面 17-4-3 TreeMap類別 實作SortedMap介面,17-4-1 Map介面的基礎-說明,Map介面是類別架構的根介面，擁有子介面SortedMap介面，實作Map介面的集合類別，其儲存物件一共有2個：鍵值（Key）和對應值（Value）的物件，其中鍵值不可重複，一個鍵值對應一個值。,17-4-1 Map介面的基礎-介面方法,17-4-2 HashMap類別 實作Map介面(說明),Hash

16、Map類別實作Map介面，相當於是舊版的Hashtable類別，其儲存元素有2個：key鍵值和其對應值，允許儲存null值。 HashMap類別提供數種過載的建構子，在Java程式建立HashMap物件（5.0版），如下所示： HashMap hmap = new HashMap(); 上述程式碼建立HashMap物件，因為儲存元素有鍵值和對應值，所以指定2個泛型型態。,17-4-2 HashMap類別 實作Map介面(建構子),過載建構子的說明，如下表所示：,17-4-3 TreeMap類別 實作SortedMap介面(說明),TreeMap類別實作SortedMap介面，SortedMap

17、介面是Map介面的子介面，實作此介面的集合物件是以鍵值由小到大進行排序。在Java程式建立TreeMap物件（5.0版），如下所示： TreeMap tmap = new TreeMap(); 上述程式碼建立TreeMap物件，元素都為字串String資料型態。,17-4-3 TreeMap類別 實作SortedMap介面(建構子),過載建構子的說明，如下表所示：,17-4-3 TreeMap類別 實作SortedMap介面(方法),TreeMap類別實作SortedMap介面，除了繼承Map介面的方法外，其新增的介面方法，如下表所示：,17-5 輸出Collections物件的元素,17-5

18、-1 Iterator介面輸出元素 17-5-2 ListIterator介面輸出元素,17-5-1 Iterator介面輸出元素-說明,Iterator介面改進舊版Java技術的Enumeration介面，提供一致方法來走訪集合物件的元素或刪除元素，因為Collections集合物件已經實作Iterator介面，換句話說，只需使用Collection、Set和List介面的iterator()方法，就可以取得Iterator介面的物件，如下表所示：,17-5-1 Iterator介面輸出元素-範例,例如：HashSet物件hset可以使用上表方法取得Iterator介面物件，如下所示： Iterator iterator = hset.iterator(); 上述程式碼是將HashSet物件的元素轉換成Iterator介面物件，泛型型態為String，現在我們只需呼叫介面方法，就可以依序走訪和刪除元素。,17-5-1 Iterator介面輸出元素-介面方法,在取得Iterato