Java开发中的容器概念、分类与用法深入详解

本文实例讲述了Java开发中的容器概念、分类与用法。分享给大家供大家参考,具体如下:

1、容器的概念

在Java当中,如果有一个类专门用来存放其它类的对象,这个类就叫做容器,或者就叫做集合,集合就是将若干性质相同或相近的类对象组合在一起而形成的一个整体

2、容器与数组的关系

之所以需要容器:

① 数组的长度难以扩充
② 数组中数据的类型必须相同

容器与数组的区别与联系:

① 容器不是数组,不能通过下标的方式访问容器中的元素
② 数组的所有功能通过Arraylist容器都可以实现,只是实现的方式不同
③ 如果非要将容器当做一个数组来使用,通过toArraylist方法返回的就是一个数组

示例程序:

package IT;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
//数组的所有功能通过ArrayList容器都可以实现,只是实现的方式不同
public class App
{
  public static void main(String[] args)
  {
   ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
   arrayList.add(12);
   arrayList.add(10);
   arrayList.add(35);
   arrayList.add(100);
   Iterator<Integer> iterator = arrayList.iterator();//获取容器的迭代器
   while(iterator.hasNext())
   {
    Integer value = iterator.next();//获取当前游标右边的元素,同时游标右移-->
    System.out.println(value);
   }
   System.out.println("通过ArrayList容器获取一个数组arr:");
   Object[] arr = arrayList.toArray();
   for(int i=0;i<arr.length;i++)
   {
    System.out.println(arr[i]);
   }
  }
}

输出结果:

12
10
35
100

通过ArrayList容器获取一个数组arr:

12
10
35
100

3、容器常用的几个方法

boolean add(Object obj):向容器中添加指定的元素
Iterator iterator():返回能够遍历当前集合中所有元素的迭代器
Object[] toArray():返回包含此容器中所有元素的数组。
Object get(int index):获取下标为index的那个元素
Object remove(int index):删除下标为index的那个元素
Object set(int index,Object element):将下标为index的那个元素置为element
Object add(int index,Object element):在下标为index的位置添加一个对象element
Object put(Object key,Object value):向容器中添加指定的元素
Object get(Object key):获取关键字为key的那个对象
int size():返回容器中的元素数

实例程序:

package IT;
import java.util.ArrayList;
public class App
{
  public static void main(String[] args)
  {
   ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
   arrayList.add(12);
   arrayList.add(10);
   arrayList.add(35);
   arrayList.add(100);
   System.out.println("原容器中的元素为:");
   System.out.println(arrayList);
   System.out.println("\n");
   /*******重置set(int index,Object element)*******/
   System.out.println("将下标为1位置的元素置为20,将下标为2位置的元素置为70");
   arrayList.set(1, 20);
   arrayList.set(2, 70);
   System.out.println("重置之后容器中的元素为:");
   System.out.println(arrayList);
   System.out.println("\n");
   /*******中间插队add(int index,Object element)*******/
   System.out.println("在下标为1的位置插入一个元素,-----插入元素:此时容器后面的元素整体向后移动");
   arrayList.add(1, 80);//在下标为1的位置插入一个元素,此时容量加1,-----位置后面的元素整体向后移动
   System.out.println("插入之后容器中的元素为:");
   System.out.println(arrayList);
   System.out.println("插入之后容器中的容量为:");
   System.out.println(arrayList.size());
   System.out.println("\n");
   /*******中间删除元素remove(int index)*******/
   System.out.println("将下标为3位置的元素70删除,-----删除元素:此时容器位置后面的元素整体向前移");
   arrayList.remove(3);
   System.out.println("删除之后容器中的元素为:");
   System.out.println(arrayList);
   System.out.println("删除之后容器中的容量为:");
   System.out.println(arrayList.size());
  }
}

运行结果:

原容器中的元素为:
[12, 10, 35, 100]
将下标为1位置的元素置为20,将下标为2位置的元素置为70
重置之后容器中的元素为:
[12, 20, 70, 100]
在下标为1的位置插入一个元素,-----插入元素:此时容器后面的元素整体向后移动
插入之后容器中的元素为:
[12, 80, 20, 70, 100]
插入之后容器中的容量为:
5
将下标为3位置的元素70删除,-----删除元素:此时容器位置后面的元素整体向前移
删除之后容器中的元素为:
[12, 80, 20, 100]
删除之后容器中的容量为:
4

4、容器的分类

容器分为Set集、List列表、Map映射

Set集合:由于内部存储结构的特点,Set集合中不区分元素的顺序,不允许出现重复的元素,TreeSet容器特殊,元素放进去的时候自然而然就有顺序了,Set容器可以与数学中的集合相对应:相同的元素不会被加入

List列表:由于内部存储结构的特点,List集合中区分元素的顺序,且允许包含重复的元素。List集合中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置,可以根据序号存取容器中的元素—有序,可以重复

Map映射:由于内部存储结构的特点,映射中不能包含重复的键值,每个键最多只能映射一个值,否则会出现覆盖的情况(后面的value值会将前面的value值覆盖掉),Map是一种把键对象和值对象进行映射的集合,即Map容器中既要存放数据本身,也要存放关键字:相同的元素会被覆盖

注意:对于Set和Map来说,元素放进去之后是没有顺序的,如果希望元素放进去之后是有顺序的,可以用treeSet和treeMap存储数据。

实例程序:

var set2 = mutable.Set.empty[Int]
set2 += 10
set2 ++= List(50,100,200)
set2 += 500
println("Set输出的结果:")
println(set2)
var map3 = mutable.Map.empty[String,Double]
map3 += "Spark"->90.0
map3 += "Hadoop"->80.0
map3 ++= List("Scala"->100.0,"Java"->60.0)
println("Map输出的结果:")
println(map3)

运行结果:

Set输出的结果:
Set(100, 50, 500, 10, 200)
Map输出的结果:
Map(Hadoop -> 80.0, Spark -> 90.0, Scala -> 100.0, Java -> 60.0)

实例程序:

var treeSet = TreeSet(10,20,30,90,100,200,50)
println(treeSet)
/*键值对排序是根据key的值进行排序的,没有value的事情,让我联想到了MapReduce中排序的时候之所以根据k2
而不是v2的值进行排序,这是因为哈希映射内部决定的,而不是MapReduce决定的
呵呵!注意:排序区分大小写的哦!!!*/
var treeSet2 = TreeSet[String]("Spark","Anang","Baby","Hello")
println(treeSet2)
var treeMap = TreeMap[String,Integer]("Java"->100,"Scala"->88,"Python"->60,"Anglebaby"->500)
println(treeMap)

运行结果:

TreeSet(10, 20, 30, 50, 90, 100, 200)
TreeSet(Anang, Baby, Hello, Spark)
Map(Anglebaby -> 500, Java -> 100, Python -> 60, Scala -> 88)

5、toString()方法的使用:凡是把类对象放到容器中,相应的类都应该实现Object类中的toString()方法;凡是Java中自带的数据类型,都已经重写完了toString()方法

实例1:(未重写toString()方法之前)

package IT;
public class App
{
  public static void main(String[] args)
  {
   //Java中自带的类
   System.out.println("-----凡是Java中自带的数据类型都已经重写完了toString()方法!---");
   System.out.println(new Integer(2).toString());
   System.out.println(new String("zhang").toString());
   //用户自定义的类Student
   System.out.println(new Student("zhangsan",99.8).toString());
  }
}
class Student
{
  public String name;
  public double score;
  public Student(String name,double score)
  {
   this.name = name;
   this.score = score;
  }
}

输出结果:

-----凡是Java中自带的数据类型都已经重写完了toString()方法!---
2
zhang
IT.Student@1af2f973

实例2:(重写完toString()方法之后)

package IT;
import java.util.ArrayList;
public class App
{
  public static void main(String[] args)
  {
   ArrayList<Student> arr = new ArrayList<Student>();
   arr.add(new Student("zhangsan",89.8));
   arr.add(new Student("lisi",90));
   arr.add(new Student("wangwu",60.6));
   System.out.println(arr);
  }
}
class Student
{
  public String name;
  public double score;
  public Student(String name,double score)
  {
   this.name = name;
   this.score = score;
  }
  public String toString()
  {
   return this.name+"\t"+this.score;
  }
}

输出结果:

[zhangsan 89.8, lisi 90.0, wangwu 60.6]

6、Comparable接口中的compareTo()方法:凡是需要进行比较排序的类都应该实现Comparable接口中的compareTo()方法;凡是把类对象放到以树为内部结构的容器中都应该实现Comparable接口中的compareTo()方法

实例1:

package IT;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
public class App
{
  public static void main(String[] args)
  {
   ArrayList<Student> arr = new ArrayList<Student>();
   arr.add(new Student("zhangsan",89.8));
   arr.add(new Student("lisi",90));
   arr.add(new Student("wangwu",60.6));
   arr.add(new Student("wangting",85.6));
   Collections.sort(arr);
   for (Student student : arr)
  {
   System.out.println(student);
  }
  }
}
class Student implements Comparable<Student>
{
  public String name;
  public double score;
  public Student(String name,double score)
  {
   this.name = name;
   this.score = score;
  }
  public String toString()
  {
   return this.name+"\t"+this.score;
  }
 public int compareTo(Student obj)
 {
   return (int) (this.score - obj.score);//比较的标准为score进行升序
 }
}

输出结果:

wangwu 60.6
wangting 85.6
zhangsan 89.8
lisi 90.0

实例2:

package IT;
import java.util.TreeSet;
public class App
{
  public static void main(String[] args)
  {
   TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<Student>();
   treeSet.add(new Student("wangwu",60.6));
   treeSet.add(new Student("lisi",90.0));
   treeSet.add(new Student("wangting",85.6));
   treeSet.add(new Student("zhangsan",60.6));
   for (Student student : treeSet)
   {
    System.out.println(student);
   }
  }
}
class Student implements Comparable<Student>
{
  public String name;
  public double score;
  public Student(String name,double score)
  {
   this.name = name;
   this.score = score;
  }
  public String toString()
  {
   return this.name+"\t"+this.score;
  }
 public int compareTo(Student obj)
 {
   if(this.score > obj.score)
    return 1;
   else
    return -1;
 }
}

输出结果:

zhangsan 60.6
wangwu 60.6
wangting 85.6
lisi 90.0

7、凡是把类对象放到以哈希表为内部存储结构的容器中,相应的类必须要实现equals方法和hashCode方法,这样才符合哈希表真实的逻辑功能.

实例程序1:(为重写之前)

package IT;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
public class App
{
  public static void main(String[] args)
  {
   //Java中自带的数据类型
   System.out.println("先测试Java中自带的数据类型:");
   HashMap<String, Double> hashMap1 = new HashMap<String,Double>();
   hashMap1.put("zhangsan", 96.0);
   hashMap1.put("lisi", 88.6);
   hashMap1.put("wangwu", 98.6);
   hashMap1.put("wangting", 87.5);
   hashMap1.put("zhangsan", 96.0);
   hashMap1.put("lisi", 88.6);
   hashMap1.put("wangwu", 98.6);
   hashMap1.put("wangting", 87.5);
   Set<String> keySet = hashMap1.keySet();
   Iterator<String> iterator = keySet.iterator();
   while(iterator.hasNext())
   {
    String key = iterator.next();
    System.out.println(key+"\t"+hashMap1.get(key));
   }
   System.out.println("Java中自带的数据类型:相同的对象会覆盖!");
   System.out.println("\n");
   //用户自定义的数据类型:为重写之前
   System.out.println("测试用户自定义的数据类型--未重写两个方法之前:");
   HashMap<Student, String> hashMap2 = new HashMap<Student,String>();
   hashMap2.put(new Student("zhangsan",88.8), "beijing");
   hashMap2.put(new Student("lisi",88.8), "beijing");
   hashMap2.put(new Student("wangwu",66.9), "beijing");
   hashMap2.put(new Student("zhangsan",88.8), "beijing");
   hashMap2.put(new Student("lisi",88.8), "beijing");
   hashMap2.put(new Student("wangwu",66.9), "beijing");
   Set<Student> keySet2 = hashMap2.keySet();
   Iterator<Student> iterator2 = keySet2.iterator();
   while(iterator2.hasNext())
   {
    Student key = iterator2.next();
    System.out.println(key+"\t"+hashMap2.get(key));
   }
   System.out.println("如果没有重写:导致相同的对象不会被覆盖!");
  }
}
class Student implements Comparable<Student>
{
  public String name;
  public double score;
  public Student(String name,double score)
  {
   this.name = name;
   this.score = score;
  }
  public String toString()
  {
   return this.name+"\t"+this.score;
  }
 public int compareTo(Student obj)
 {
   if(this.score > obj.score)
    return 1;
   else
    return -1;
 }
}

输出结果:

先测试Java中自带的数据类型:
wangting 87.5
wangwu 98.6
lisi 88.6
zhangsan 96.0
Java中自带的数据类型:相同的对象会覆盖!
测试用户自定义的数据类型--为重写两个方法之前:
zhangsan 88.8 beijing
wangwu 66.9 beijing
lisi 88.8 beijing
wangwu 66.9 beijing
zhangsan 88.8 beijing
lisi 88.8 beijing
如果没有重写:导致相同的对象不会被覆盖!

实例程序2:重写之后

package IT;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
public class App
{
  public static void main(String[] args)
  {
   //用户自定义的数据类型:为重写之后
   System.out.println("测试用户自定义的数据类型--重写两个方法之后:");
   HashMap<Student, String> hashMap2 = new HashMap<Student,String>();
   hashMap2.put(new Student("zhangsan",88.8), "beijing");
   hashMap2.put(new Student("lisi",88.8), "beijing");
   hashMap2.put(new Student("wangwu",66.9), "beijing");
   hashMap2.put(new Student("zhangsan",88.8), "beijing");
   hashMap2.put(new Student("lisi",88.8), "beijing");
   hashMap2.put(new Student("wangwu",66.9), "beijing");
   Set<Student> keySet2 = hashMap2.keySet();
   Iterator<Student> iterator2 = keySet2.iterator();
   while(iterator2.hasNext())
   {
    Student key = iterator2.next();
    System.out.println(key+"\t"+hashMap2.get(key));
   }
   System.out.println("重写过后:相同的对象会被覆盖!");
  }
}
class Student implements Comparable<Student>
{
  public String name;
  public double score;
  public Student(String name,double score)
  {
   this.name = name;
   this.score = score;
  }
  public String toString()
  {
   return this.name+"\t"+this.score;
  }
 public int compareTo(Student obj)
 {
   if(this.score > obj.score)
    return 1;
   else
    return -1;
 }
 @Override
 public int hashCode()
 {
  return (int) (this.name.hashCode()*score);//保证相同对象映射到同一个索引位置
 }
 @Override
 public boolean equals(Object obj)
 {
  Student cc = (Student)obj;
  return this.name==cc.name&&this.score==cc.score;
 }
}

输出结果:

测试用户自定义的数据类型--重写两个方法之后:
wangwu 66.9 beijing
zhangsan 88.8 beijing
lisi 88.8 beijing
重写过后:相同的对象会被覆盖!

8、重要的一个逻辑:逻辑上来讲,只要两个对象的内容相同,其地址(hashCode()返回值)以及这两个对象就应该相同(equals()),

实例程序(为重写之前):

package IT;
public class App
{
  public static void main(String[] args)
  {
   //Java中自带的数据类型
   System.out.println(new Integer(1).equals(new Integer(1)));
   System.out.println(new Integer(1).hashCode()==new Integer(1).hashCode());
   System.out.println(new String("zhang").equals(new String("zhang")));
   System.out.println(new String("zhang").hashCode()==new String("zhang").hashCode());
   System.out.println("\n");
   //用户自定义的数据类型
   System.out.println(new Student("zhangsan",98.8).equals(new Student("zhangsan",98.8)));
   System.out.println(new Student("zhangsan",98.8).hashCode());
   System.out.println(new Student("zhangsan",98.8).hashCode());
  }
}
class Student implements Comparable<Student>
{
  public String name;
  public double score;
  public Student(String name,double score)
  {
   this.name = name;
   this.score = score;
  }
  public String toString()
  {
   return this.name+"\t"+this.score;
  }
 public int compareTo(Student obj)
 {
   if(this.score > obj.score)
    return 1;
   else
    return -1;
 }
}

输出结果:

true
true
true
true
false
488676694
1211729930

重写之后:

package IT;
public class App
{
  public static void main(String[] args)
  {
   System.out.println(new Student("zhangsan",98.8).equals(new Student("zhangsan",98.8)));
   System.out.println(new Student("zhangsan",98.8).hashCode());
   System.out.println(new Student("zhangsan",98.8).hashCode());
  }
}
class Student implements Comparable<Student>
{
  public String name;
  public double score;
  public Student(String name,double score)
  {
   this.name = name;
   this.score = score;
  }
  public String toString()
  {
   return this.name+"\t"+this.score;
  }
 public int compareTo(Student obj)
 {
   if(this.score > obj.score)
    return 1;
   else
    return -1;
 }
 @Override
 public int hashCode()
 {
  return (int) (this.name.hashCode()*score);
 }
 @Override
 public boolean equals(Object obj)
 {
  Student cc = (Student)obj;
  return this.name==cc.name&&this.score==cc.score;
 }
}

输出结果:

true
-2147483648
-2147483648

上面的5、6、7、8可以归结为4个”凡是”,1个“逻辑”:

1、凡是把类对象放到容器中,相应的类都应该实现Object类中的toString()方法;
2、凡是需要进行比较排序的类都应该实现Comparable接口中的compareTo()方法;凡是把类对象放到以树为内部结构的容器中都应该实现Comparable接口中的compareTo()方法
3、凡是把类对象放到以哈希表为内部存储结构的容器中,相应的类必须要实现equals方法和hashCode方法,这样才符合哈希表真实的逻辑功能.
4、逻辑上来讲,只要两个对象的内容相同,其地址(hashCode()返回值)以及这两个对象就应该相同(equals())。

9、哈希冲突的相关概念

本质上讲就是:hash(对象1.hashCode())=hash2(对象2.hashCode()),即第一个对象的hashCode()方法返回的哈希码值带入到哈希函数后得到的索引位置与第二个对象的hashCode()方法返回的哈希码值带入到哈希函数后得到的索引位置相同,这就是哈希冲突。

最常见的哈希算法是取模法。

下面简单讲讲取模法的计算过程。

比如:数组的长度是5。这时有一个数据是6。那么如何把这个6存放到长度只有5的数组中呢。按照取模法,计算6%5,结果是1,那么就把6放到数组下标是1的位置。那么,7

就应该放到2这个位置。到此位置,哈斯冲突还没有出现。这时,有个数据是11,按照取模法,11%5=1,也等于1。那么原来数组下标是1的地方已经有数了,是6。这时又计算出1这个位置,那么数组1这个位置,就必须储存两个数了。这时,就叫哈希冲突。冲突之后就要按照顺序来存放了。

如果数据的分布比较广泛,而且储存数据的数组长度比较大。

那么哈希冲突就比较少。否则冲突是很高的。

10、iterator接口的作用

重要方法:

boolean hasNext():是用来判断当前游标(迭代器)的后面是否存在元素,如果存在返回真,否则返回假
Object next():先返回当前游标右边的元素,然后游标后移一个位置
void remove():不推荐使用iterator的remove()方法,而是推荐使用容器自带的remove方法。

实例程序:

package IT;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
public class App
{
  public static void main(String[] args)
  {
   HashMap<String, Double> hashMap = new HashMap<String,Double>();
   hashMap.put("zhangsan", 88.6);
   hashMap.put("lisi", 69.0);
   hashMap.put("wanqwu", 100.0);
   hashMap.put("lisi", 69.0);
   Set<String> keySet = hashMap.keySet();
   Iterator<String> iterator = keySet.iterator();
   while(iterator.hasNext())
   {
    String key = iterator.next();//获取迭代器右边的元素,同时右移
    System.out.println(key+hashMap.get(key));
   }
  }
}

思考题:

package IT;
import java.util.TreeSet;
public class App
{
  public static void main(String[] args)
  {
    TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<Student>();
    treeSet.add(new Student("zhangsan",98));
    treeSet.add(new Student("zhangsan",98));
    System.out.println(treeSet.size());
    System.out.println(treeSet);
    //本程序中并没有重写equals方法,但是treeSet将识别出两个new Student("zhangsan",98)为相同的,因为内部数据结构吗?
    System.out.println(new Student("zhangsan",98).equals(new Student("zhangsan",98)));
  }
}
class Student implements Comparable<Object>
{
  public String name;
  public double score;
  public Student(String name,double score)
  {
   this.name = name;
   this.score = score;
  }
  public String toString()
  {
   return name + "\t" + score;
  }
 @Override
 public int compareTo(Object obj)
 {
  Student cc = (Student)obj;
  return (int) (this.score - cc.score);
 }
}

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希望本文所述对大家java程序设计有所帮助。

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    ArrayList类 List集合的实例化: List<String> l = new ArrayList<String>(); //使用ArrayList类实例化List集合 List<String> l2 = new LinkedList<String>(); //使用LinkedList类实例化List集合 ArrayList常用方法: add(int index, Object obj); addAll(int, Collection coll);

  • java容器详细解析

    前言:在java开发中我们肯定会大量的使用集合,在这里我将总结常见的集合类,每个集合类的优点和缺点,以便我们能更好的使用集合.下面我用一幅图来表示 其中淡绿色的表示接口,红色的表示我们经常使用的类. 1:基本概念 Java容器类类库的用途是保存对象,可以将其分为2个概念. 1.1:Collection 一个独立元素的序列,这些元素都服从一条或多条规则.其中List必须按照插入的顺序保存元素.Set不能有重复的元素.Queue按照排队规则来确定对象的产生顺序(通常也是和插入顺序相同) 1.2:Ma

  • 基于Java并发容器ConcurrentHashMap#put方法解析

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  • 用java的spring实现一个简单的IOC容器示例代码

    要想深入的理解IOC的技术原理,没有什么能比的上我们自己实现它.这次我们一起实现一个简单IOC容器.让大家更容易理解Spring IOC的基本原理. 这里会涉及到一些java反射的知识,如果有不了解的,可以自己去找些资料看看. 注意 在上一篇文章,我说,启动IOC容器时,Spring会将xml文件里面配置的bean扫描并实例化,其实这种说法不太准确,所以我在这里更正一下,xml文件里面配置的非单利模式的bean,会在第一次调用的时候被初始化,而不是启动容器的时候初始化.但是我们这次要做的例子是容

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    1. 什么是阻塞队列? 阻塞队列(BlockingQueue)是一个支持两个附加操作的队列.这两个附加的操作是:在队列为空时,获取元素的线程会等待队列变为非空.当队列满时,存储元素的线程会等待队列可用.阻塞队列常用于生产者和消费者的场景,生产者是往队列里添加元素的线程,消费者是从队列里拿元素的线程.阻塞队列就是生产者存放元素的容器,而消费者也只从容器里拿元素. 阻塞队列提供了四种处理方法: 抛出异常:是指当阻塞队列满时候,再往队列里插入元素,会抛出IllegalStateException("Q

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    使用SwingWorker线程模式 谨慎地使用并发机制对Swing开发人员来说非常重要.一个好的Swing程序使用并发机制来创建不会失去响应的用户接口-不管是什么样的用户交互,程序总能够对其给出响应.创建一个有响应的程序,开发人员必须学会如何在Swing框架中使用多线程. 一个Swing开发人员将会与下面几类线程打交道: (1)Initial threads(初始线程),此类线程将执行初始化应用代码. (2)The event dispatch thread(事件派发线程),所有的事件处理代码在

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