Java入門系列-19-泛型集合

集合

如何存儲每天的新聞資訊？每天的新聞總數是不固定的，太少浪費空間，太多空間不足。

如果并不知道程式運作時會需要多少對象，或者需要更複雜方式存儲對象，可以使用Java集合架構。

Java 集合架構提供了一套性能優良、使用友善的接口和類，位于 java.util 包中。

接口 Collection 存儲一組不唯一，無序的對象，它有兩個子接口 List和Set。List 接口存儲一組不唯一，有序(插入順序)的對象。Set 接口存儲一組唯一，無序的對象。

接口 Map 存儲一組鍵值對象，提供 key 到 value 的映射

List 接口的實作類

ArrayList

ArrayList 實作了長度可變的數組，在記憶體中配置設定連續的空間。周遊元素和随機通路元素的效率比較高。

下面示範使用及常用方法

//Book類存儲書的資訊
public class Book {

    private String name;//書名
    private float price;//價格
    
    public Book() {
        super();
    }
    
    public Book(String name, float price) {
        super();
        this.name = name;
        this.price = price;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public float getPrice() {
        return price;
    }
    public void setPrice(float price) {
        this.price = price;
    }
}

測試類

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class TestArrayList {
    public static void main(String[] args) {
        List books=new ArrayList();//建立集合
        //向集合中添加元素
        books.add(new Book("80天環遊世界",34.6f));
        books.add(new Book("Java核心技術",88));
        books.add(new Book("Java程式設計思想",122));
        //擷取集合的長度
        System.out.println("集合的長度："+books.size());
        //指定索引移除一個元素
        books.remove(0);
        System.out.println("移除後集合的長度："+books.size());
        //for循環周遊 ArrayList
        for (int i = 0; i < books.size(); i++) {
            Book book=(Book) books.get(i);
            System.out.println("書名："+book.getName()+" 價格："+book.getPrice());
        }
        //foreach 周遊 ArrayList
        for (Object object : books) {
            Book book=(Book) object;
            System.out.println("書名："+book.getName()+" 價格："+book.getPrice());
        }
        //插入元素到指定索引,其餘元素自動後移
        books.add(0, new Book("明朝那些事兒",55));
        //移除指定索引元素
        books.remove(2);
        //清空所有元素
        books.clear();
        System.out.println("清空集合的長度："+books.size());
    }
}

這裡面的方法在 Java API 文檔中都能查到，一定要學會檢視幫助文檔。

LinkedList

LinkedList 采用連結清單存儲方法。插入、删除元素時效率比較高。LinkedList提供了對頭部和尾部元素進行添加和删除的方法。

下面看一下操作連結清單集合

import java.util.LinkedList;

public class TestLinkedList {
    public static void main(String[] args) {
        
        LinkedList books=new LinkedList();//建立連結清單集合
        //向集合中添加元素
        books.add(new Book("80天環遊世界",34.6f));
        //向集合首部添加元素
        books.addFirst(new Book("Java核心技術",88));
        //向集合尾部添加元素
        books.addLast(new Book("Java程式設計思想",122));
        System.out.println(books.size());
        //擷取第一個
        Book book1=(Book) books.getFirst();
        System.out.println("書的名字："+book1.getName());
        //擷取最後一個
        Book lastBook=(Book) books.getLast();
        System.out.println("最後一本書的名字："+lastBook.getName());
        //移除第一個元素
        books.removeFirst();
        System.out.println("集合長度："+books.size());
        //移除最後一個元素
        books.removeLast();
        System.out.println("集合長度："+books.size());
    }
}

LinkedList也實作于List接口，是以在ArrayList示例中使用的方法LinkedList都有，LinkedList獨有的方法在上例中，單獨記憶即可。

Map

Map接口專門處理鍵值映射資料的存儲，可以根據鍵實作對值得操作，最常用的實作類是HashMap，Map的鍵不允許重複。

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class TestMap {
    public static void main(String[] args) {
        Map map=new HashMap();
        map.put("h", "hello");//向集合中添加鍵和值的映射
        map.put("b1", new Book("Java核心技術",88));
        System.out.println("集合長度："+map.size());
        map.remove("h");//通過指定的鍵移除鍵和值
        //根據鍵擷取指定的值
        Book book=(Book) map.get("b1");
        System.out.println("書名："+book.getName());
        //周遊Map的值的集合
        for (Object temp : map.values()) {
            System.out.println(temp);
        }
        //清空集合
        map.clear();
        System.out.println("集合長度："+map.size());
    }
}

泛型集合

下面代碼在使用時有沒有問題：

Book book=(Book) books.get(i);

List和Map添加元素時都是Object類型，在強制類型轉換時容易發生異常。JDK1.5使用泛型改寫了集合架構中的接口和類。

使用泛型時要加上一對“<>”，在尖括号内寫上限定的資料類型。

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names=new ArrayList<String>();
        names.add("張三");//隻能添加 String 類型元素
        names.get(0).substring(0);//傳回的類型也是指定的類型
        //Map在使用時需要同時指定鍵和值的類型
        Map<String,String> map=new HashMap<String,String>();
        map.put("h", "hello");//鍵和值都隻能是指定的類型
    }
}

指定完類型後，元素就是指定的類型的元素，那這樣在存資料和取資料都是指定類型，不需要類型轉換。

使用泛型後，集合的周遊也更加友善,其中示範了foreach周遊Map的三種方法。

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;

public class TestEach {
    public static void main(String[] args) {
        //List的周遊
        List<Book> books=new ArrayList<Book>();
        books.add(new Book("80天環遊世界",34.6f));
        books.add(new Book("Java核心技術",88));
        books.add(new Book("Java程式設計思想",122));
        //books.add("aaa");//去掉注釋試試
        for (Book book : books) {
            System.out.println(book.getName());
        }
        //Map的周遊
        Map<String,Book> bookMap=new HashMap<String,Book>();
        bookMap.put("java", new Book("Java入門到精通",122));
        bookMap.put("docker", new Book("docker入門到精通",122));
        //1.周遊鍵擷取值
        for (String key : bookMap.keySet()) {
            Book book=bookMap.get(key);
            System.out.println(book.getName());
        }
        System.out.println("==============");
        //2.周遊值
        for (Book book : bookMap.values()) {
            System.out.println(book.getName());
        }
        System.out.println("--------------");
        //3.同時周遊鍵和值
        for (Entry<String, Book> entry : bookMap.entrySet()) {
            String key=entry.getKey();
            Book value=entry.getValue();
            System.out.println("key:"+key+" value:"+value.getName());
        }
    }
}

map.keySet() 傳回的是一個 Set 集合，這也是Map的鍵不能重複的原因。entrySet()方法傳回了Entry的集合，Entry包含了鍵和值。

疊代器 Iterator

疊代器用來疊代集合，常用的兩個方法：hasNext()傳回布爾值，判斷是否存在另一個可通路的元素。next()傳回要通路的下一個元素，可以指定為泛型，這樣不需要類型轉換。

下面看一下 List 集合和 Map 使用疊代器。

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class TestIterator {

    public static void main(String[] args) {
        List<Book> books=new ArrayList<Book>();
        books.add(new Book("80天環遊世界",34.6f));
        books.add(new Book("Java核心技術",88));
        books.add(new Book("Java程式設計思想",122));
        //擷取疊代器
        Iterator<Book> i=books.iterator();
        while(i.hasNext()) {
            Book book=i.next();
            System.out.println("圖書名字："+book.getName());
        }
        //Map可以疊代鍵或值
        Map<String,Book> bookMap=new HashMap<String,Book>();
        bookMap.put("java", new Book("Java入門到精通",122));
        bookMap.put("docker", new Book("docker入門到精通",122));
        //擷取鍵的疊代器
        Iterator<String> iKey=bookMap.keySet().iterator();
        while(iKey.hasNext()) {
            String key=iKey.next();
            System.out.println(key);
        }
        //值的疊代器寫法類似
        Iterator<Book> iValue=bookMap.values().iterator();
        while(iValue.hasNext()) {
            Book value=iValue.next();
            System.out.println(value.getPrice());
        }
    }
}

疊代器可以和其他循環用法結合，大家可以自己嘗試。

包裝類

先看一下這段代碼是否能編譯呢？

List<int> nums=new ArrayList<int>();

編譯器會提示隻能寫引用類型，java為每個基本資料類型都提供了引用類型。

基本類型	引用類型
int	Integer
double	Double
float	Float
byte	Byte
long	Long

這些引用類型指派時可以指派對應的基本類型

Integer i=1;
Float f=2.2f;

也可以像引用類型那樣初始化為null

Integer i=null;

這些包裝類的方法過多，大家可以查閱文檔。

歡迎将查閱到的包裝類的方法發表到留言區

Java入門系列-19-泛型集合

集合

List 接口的實作類

ArrayList

LinkedList

Map

泛型集合

疊代器 Iterator

包裝類

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