一、集合概述和分类
1.1 集合的分类
除了ArrayList集合，Java还提供了很多种其他的集合，如下图所示：
我想你的第一感觉是这些集合好多呀！但是，我们学习时会对这些集合进行分类学习，如下图所示：一类是单列集合元素是一个一个的，另一类是双列集合元素是一对一对的。
Collection是单列集合的根接口，Collection接口下面又有两个子接口List接口、Set接口，List和Set下面分别有不同的实现类，如下图所示：
上图中各种集合的特点如下图所示：
可以自己写代码验证一下，各种集合的特点：
//简单确认一下Collection集合的特点
ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); //存取顺序一致，可以重复，有索引
list.add("java1");
list.add("java2");
list.add("java1");
list.add("java2");
System.out.println(list); //[java1, java2, java1, java2]
HashSet<String> list = new HashSet<>(); //存取顺序不一致，不重复，无索引
list.add("java1");
list.add("java2");
list.add("java1");
list.add("java2");
list.add("java3");
System.out.println(list); //[java3, java2, java1] 1.2 Collection集合的常用方法
接下来，我们学习一下Collection集合的一些常用方法，这些方法所有Collection实现类都可以使用。 这里我们以创建ArrayList为例，来演示：
Collection<String> c = new ArrayList<>();
//1.public boolean add(E e): 添加元素到集合
c.add("java1");
c.add("java1");
c.add("java2");
c.add("java2");
c.add("java3");
System.out.println(c); //打印: [java1, java1, java2, java2, java3]
//2.public int size(): 获取集合的大小
System.out.println(c.size()); //5
//3.public boolean contains(Object obj): 判断集合中是否包含某个元素
System.out.println(c.contains("java1")); //true
System.out.println(c.contains("Java1")); //false
//4.pubilc boolean remove(E e): 删除某个元素，如果有多个重复元素只能删除第一个
System.out.println(c.remove("java1")); //true
System.out.println(c); //打印: [java1,java2, java2, java3]
//5.public void clear(): 清空集合的元素
c.clear();
System.out.println(c); //打印：[]
//6.public boolean isEmpty(): 判断集合是否为空 是空返回true 反之返回false
System.out.println(c.isEmpty()); //true
//7.public Object[] toArray(): 把集合转换为数组
Object[] array = c.toArray();
System.out.println(Arrays.toString(array)); //[java1,java2, java2, java3]
//8.如果想把集合转换为指定类型的数组，可以使用下面的代码
String[] array1 = c.toArray(new String[c.size()]);
System.out.println(Arrays.toString(array1)); //[java1,java2, java2, java3]
//9.还可以把一个集合中的元素，添加到另一个集合中
Collection<String> c1 = new ArrayList<>();
c1.add("java1");
c1.add("java2");
Collection<String> c2 = new ArrayList<>();
c2.add("java3");
c2.add("java4");
c1.addAll(c2); //把c2集合中的全部元素，添加到c1集合中去
System.out.println(c1); //[java1, java2, java3, java4]二、Collection遍历方式
接下来我们学习一下Collection集合的遍历方式。有同学说：“集合的遍历之前不是学过吗？就用普通的for循环啊? “ 没错！之前是学过集合遍历，但是之前学习过的遍历方式，只能遍历List集合，不能遍历Set集合，因为以前的普通for循环遍历需要索引，只有List集合有索引，而Set集合没有索引。
所以我们需要有一种通用的遍历方式，能够遍历所有集合。
2.1 迭代器遍历集合
接下来学习的迭代器就是一种集合的通用遍历方式。
代码写法如下：
Collection<String> c = new ArrayList<>();
c.add("赵敏");
c.add("小昭");
c.add("素素");
c.add("灭绝");
System.out.println(c); //[赵敏, 小昭, 素素, 灭绝]
//第一步：先获取迭代器对象
//解释：Iterator就是迭代器对象，用于遍历集合的工具)
Iterator<String> it = c.iterator();
//第二步：用于判断当前位置是否有元素可以获取
//解释：hasNext()方法返回true，说明有元素可以获取；反之没有
while(it.hasNext()){
//第三步：获取当前位置的元素，然后自动指向下一个元素.
String e = it.next();
System.out.println(e);
}2.2 增强for遍历集合
刚才我们学习了迭代器遍历集合，但是这个代码其实还有一种更加简化的写法，叫做增强for循环。
格式如下：
需要注意的是，增强for
不光可以遍历集合，还可以遍历数组。接下来我们用代码演示一下：
Collection<String> c = new ArrayList<>();
c.add("赵敏");
c.add("小昭");
c.add("素素");
c.add("灭绝");
//1.使用增强for遍历集合
for(String s: c){
System.out.println(s);
}
//2.再尝试使用增强for遍历数组
String[] arr = {"迪丽热巴", "古力娜扎", "稀奇哈哈"};
for(String name: arr){
System.out.println(name);
}2.3 forEach遍历集合
在JDK8版本以后还提供了一个forEach方法也可以遍历集合，如果下图所示：
我们发现forEach方法的参数是一个Consumer接口，而Consumer是一个函数式接口，所以可以传递Lambda表达式:
Collection<String> c = new ArrayList<>();
c.add("赵敏");
c.add("小昭");
c.add("素素");
c.add("灭绝");
//调用forEach方法
//由于参数是一个Consumer接口，所以可以传递匿名内部类
c.forEach(new Consumer<String>{
@Override
public void accept(String s){
System.out.println(s);
}
});
//也可以使用lambda表达式对匿名内部类进行简化
c.forEach(s->System.out.println(s)); //[赵敏, 小昭, 素素, 灭绝]三、List系列集合
接下来我们学习Collection下面的一个子体系List集合。如下图所示：
3.1 List集合的常用方法
List集合是有索引的，所以多了一些有索引操作的方法。
接下来，我们用代码演示一下效果：
//1.创建一个ArrayList集合对象（有序、有索引、可以重复）
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("蜘蛛精");
list.add("至尊宝");
list.add("至尊宝");
list.add("牛夫人");
System.out.println(list); //[蜘蛛精, 至尊宝, 至尊宝, 牛夫人]
//2.public void add(int index, E element): 在某个索引位置插入元素
list.add(2, "紫霞仙子");
System.out.println(list); //[蜘蛛精, 至尊宝, 紫霞仙子, 至尊宝, 牛夫人]
//3.public E remove(int index): 根据索引删除元素, 返回被删除的元素
System.out.println(list.remove(2)); //紫霞仙子
System.out.println(list);//[蜘蛛精, 至尊宝, 至尊宝, 牛夫人]
//4.public E get(int index): 返回集合中指定位置的元素
System.out.println(list.get(3));
//5.public E set(int index, E e): 修改索引位置处的元素，修改后，会返回原数据
System.out.println(list.set(3,"牛魔王")); //牛夫人
System.out.println(list); //[蜘蛛精, 至尊宝, 至尊宝, 牛魔王]3.2 List集合的遍历方式
List集合相比于前面的Collection多了一种可以通过索引遍历的方式，所以List集合遍历方式一共有四种：
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("蜘蛛精");
list.add("至尊宝");
list.add("糖宝宝");
//1.普通for循环
for(int i = 0; i< list.size(); i++){
//i = 0, 1, 2
String e = list.get(i);
System.out.println(e);
}
//2.增强for遍历
for(String s : list){
System.out.println(s);
}
//3.迭代器遍历
Iterator<String> it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
String s = it.next();
System.out.println(s);
}
//4.lambda表达式遍历
list.forEach(s->System.out.println(s));3.3 ArrayList底层的原理
ArrayList集合底层是基于数组结构实现的，也就是说当你往集合容器中存储元素时，底层本质上是往数组中存储元素。
特点：
我们知道数组的长度是固定的，但是集合的长度是可变的，这是怎么做到的呢？原理如下：
数组扩容，并不是在原数组上扩容（原数组是不可以扩容的），底层是创建一个新数组，然后把原数组中的元素全部复制到新数组中去。
3.4 LinkedList底层原理
LinkedList底层是链表结构，链表结构是由一个一个的节点组成，一个节点由数据值、下一个元素的地址组成。
LinkedList集合是基于双向链表实现的，所以相对于ArrayList新增了一些可以针对头尾进行操作的方法：
3.5 LinkedList集合的应用场景
刚才我们学习了LinkedList集合，那么LInkedList集合有什么用呢？可以用它来设计栈结构、队列结构。
举例：
入队列可以调用LinkedList集合的addLast方法，出队列可以调用removeFirst()方法。
压栈(push) 等价于 addFirst()，弹栈(pop) 等价于 removeFirst()。
四、Set系列集合
4.1 认识Set集合的特点
Set集合是属于Collection体系下的另一个分支，它的特点如下图所示：
下面我们用代码简单演示一下，每一种Set集合的特点。
//Set<Integer> set = new HashSet<>(); //无序、无索引、不重复
//Set<Integer> set = new LinkedHashSet<>(); //有序、无索引、不重复
Set<Integer> set = new TreeSet<>(); //可排序(升序)、无索引、不重复
set.add(666);
set.add(555);
set.add(555);
set.add(888);
set.add(888);
set.add(777);
set.add(777);
System.out.println(set); //[555, 666, 777, 888]4.2 HashSet集合底层原理
接下来，为了让同学们更加透彻的理解HashSet为什么可以去重，我们来看一下它的底层原理。
HashSet集合底层是基于哈希表实现的，哈希表根据JDK版本的不同，也是有点区别的：
JDK8以前：哈希表 = 数组+链表
JDK8以后：哈希表 = 数组+链表+红黑树
我们发现往HashSet集合中存储元素时，底层调用了元素的两个方法：一个是hashCode方法获取 元素的hashCode值（哈希值）；另一个是调用了元素的equals方法，用来比较新添加的元素和集合中已有的元素是否相同。hashCode值相同，equals比较不同，则以链表的形式连接在数组的同一个索引位置。
在JDK8开始后，为了提高性能，当链表的长度超过8时，就会把链表转换为红黑树，如下图所示： 
4.3 HashSet去重原理
前面我们学习了HashSet存储元素的原理，依赖于两个方法：一个是hashCode方法用来确定在底层数组中存储的位置，另一个是用equals方法判断新添加的元素是否和集合中已有的元素相同。
要想保证在HashSet集合中没有重复元素，我们需要重写元素类的hashCode和equals方法。比如以下面的Student类为例，假设把Student类的对象作为HashSet集合的元素，想要让学生的姓名和年龄相同，就认为元素重复。
public class Student{
private String name; //姓名
private int age; //年龄
private double height; //身高
//无参数构造方法
public Student(){}
//全参数构造方法
public Student(String name, int age, double height){
this.name=name;
this.age=age;
this.height=height;
}
//...get、set、toString()方法自己补上..
//按快捷键生成hashCode和equals方法
//alt+insert 选择 hashCode and equals
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Student student = (Student) o;
if (age != student.age) return false;
if (Double.compare(student.height, height) != 0) return false;
return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;
}
@Override
public int hashCode() {
int result;
long temp;
result = name != null ? name.hashCode() : 0;
result = 31 * result + age;
temp = Double.doubleToLongBits(height);
result = 31 * result + (int) (temp ^ (temp >>> 32));
return result;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", height=" + height +
'}';
}
}接着，写一个测试类，往HashSet集合中存储Student对象。
public class Test{
public static void main(String[] args){
Set<Student> students = new HashSet<>();
Student s1 = new Student("至尊宝",20, 169.6);
Student s2 = new Student("蜘蛛精",23, 169.6);
Student s3 = new Student("蜘蛛精",23, 169.6);
Student s4 = new Student("牛魔王",48, 169.6);
students.add(s1);
students.add(s2);
students.add(s3);
students.add(s4);
for(Student s : students){
System.out.println(s.toString());
}
}
}打印结果如下，我们发现存了两个蜘蛛精，当时实际打印出来只有一个，而且是无序的。
Student{name='牛魔王', age=48, height=169.6}
Student{name='至尊宝', age=20, height=169.6}
Student{name='蜘蛛精', age=23, height=169.6}4.4 LinkedHashSet底层原理
LinkedHashSet它底层采用的是也是哈希表结构，只不过额外新增了一个双向链表来维护元素的存取顺序。如下下图所示：
4.5 TreeSet集合
最后，我们学习一下TreeSet集合。TreeSet集合的特点是可以对元素进行排序，但是必须指定元素的排序规则。
如果往集合中存储String类型的元素，或者Integer类型的元素，它们本身就具备排序规则，所以直接就可以排序。
如果往TreeSet集合中存储自定义类型的元素，比如说Student类型，则需要我们自己指定排序规则，否则会出现异常。
我们想要告诉TreeSet集合按照指定的规则排序，有两种办法：
第一种：让元素的类实现Comparable接口，重写compareTo方法
第二种：在创建TreeSet集合时，通过构造方法传递Compartor比较器对象
我们先来演示第一种排序方式:
//第一步：先让Student类，实现Comparable接口
//注意：Student类的对象是作为TreeSet集合的元素的
public class Student implements Comparable<Student>{
private String name;
private int age;
private double height;
//无参数构造方法
public Student(){}
//全参数构造方法
public Student(String name, int age, double height){
this.name=name;
this.age=age;
this.height=height;
}
//...get、set、toString()方法自己补上..
//第二步：重写compareTo方法
//按照年龄进行比较，只需要在方法中让this.age和o.age相减就可以。
/*
原理：
在往TreeSet集合中添加元素时，add方法底层会调用compareTo方法，根据该方法的
结果是正数、负数、还是零，决定元素放在后面、前面还是不存。
*/
@Override
public int compareTo(Student o) {
//this：表示将要添加进去的Student对象
//o: 表示集合中已有的Student对象
return this.age-o.age;
}
}接下来演示第二种排序方式:
//创建TreeSet集合时，传递比较器对象排序
/*
原理：当调用add方法时，底层会先用比较器，根据Comparator的compare方是正数、负数、还是零，决定谁在后，谁在前，谁不存。
*/
//下面代码中是按照学生的年龄升序排序
Set<Student> students = new TreeSet<>(new Comparator<Student>{
@Override
public int compare(Student o1, Student o2){
//需求：按照学生的身高排序
return Double.compare(o1,o2);
}
});
//创建4个Student对象
Student s1 = new Student("至尊宝",20, 169.6);
Student s2 = new Student("紫霞",23, 169.8);
Student s3 = new Student("蜘蛛精",23, 169.6);
Student s4 = new Student("牛魔王",48, 169.6);
//添加Studnet对象到集合
students.add(s1);
students.add(s2);
students.add(s3);
students.add(s4);
System.out.println(students); 1.6 并发修改异常
还有一个小问题需要给同学们补充说明一下，那就是在使用迭代器遍历集合时，可能存在并发修改异常。
迭代器遍历机制，规定迭代器遍历集合的同时，不允许集合自己去增删元素，否则就会出现异常。
怎么解决这个问题呢？不使用集合的删除方法，而是使用迭代器的删除方法，代码如下：
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("王麻子");
list.add("小李子");
list.add("李爱花");
list.add("张全蛋");
list.add("晓李");
list.add("李玉刚");
System.out.println(list); // [王麻子, 小李子, 李爱花, 张全蛋, 晓李, 李玉刚]
//需求：找出集合中带"李"字的姓名，并从集合中删除
Iterator<String> it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
String name = it.next();
if(name.contains("李")){
//list.remove(name);
it.remove(); //当前迭代器指向谁，就删除谁
}
}
System.out.println(list);五、Collection的其他操作
为了更加方便的对Collection集合进行操作，今天我们还要学习一个操作Collection集合的工具类，叫做Collections。但是Collections工具类中需要用到一个没有学过的小知识点，叫做可变参数，所以必须先学习这个前置知识可变参数，再学习Collections工具类，最后再利用这个工具类做一个综合案例。
5.1 可变参数
可变参数是一种特殊的形式参数，定义在方法、构造器的形参列表处，它可以让方法接收多个同类型的实际参数。可变参数在方法内部，本质上是一个数组。
接下来，我们编写代码来演示一下：
public class ParamTest{
public static void main(String[] args){
//不传递参数，下面的nums长度则为0, 打印元素是[]
test();
//传递3个参数，下面的nums长度为3，打印元素是[10, 20, 30]
test(10,20,30);
//传递一个数组，下面数组长度为4，打印元素是[10,20,30,40]
int[] arr = new int[]{10,20,30,40}
test(arr);
}
public static void test(int...nums){
//可变参数在方法内部，本质上是一个数组
System.out.println(nums.length);
System.out.println(Arrays.toString(nums));
System.out.println("----------------");
}
}最后还有一些错误写法，需要让大家写代码时注意一下，不要这么写哦！！！
1.一个形参列表中，只能有一个可变参数；否则会报错。
2.一个形参列表中如果多个参数，可变参数需要写在最后，否则会报错。
5.2 Collections工具类
有了可变参数的基础，我们再学习Collections这个工具类就好理解了，因为这个工具类的方法中会用到可变参数。
注意Collections并不是集合，它比Collection多了一个s，一般后缀为s的类很多都是工具类。这里的Collections是用来操作Collection的工具类。它提供了一些好用的静态方法，如下：
我们把这些方法用代码来演示一下：
public class CollectionsTest{
public static void main(String[] args){
//1.public static <T> boolean addAll(Collection<? super T> c, T...e)
List<String> names = new ArrayList<>();
Collections.addAll(names, "张三","王五","李四", "张麻子");
System.out.println(names);//[张三, 王五, 李四, 张麻子]
//2.public static void shuffle(List<?> list)：对集合打乱顺序
Collections.shuffle(names);
System.out.println(names);//[张三, 王五, 张麻子, 李四]
//3.public static <T> void short(List<T list): 对List集合排序
List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(3);
list.add(5);
list.add(2);
Collections.sort(list);
System.out.println(list);//[2, 3, 5]
}
}上面我们往集合中存储的元素要么是Stirng类型，要么是Integer类型，他们本来就有一种自然顺序所以可以直接排序。但是如果我们往List集合中存储Student对象，这个时候想要对List集合进行排序自定义比较规则的。指定排序规则有两种方式，如下：
让元素实现Comparable接口，重写compareTo方法
比如现在想要往集合中存储Studdent对象，首先需要准备一个Student类，实现Comparable接口。
public class Student implements Comparable<Student>{
private String name;
private int age;
private double height;
//排序时：底层会自动调用此方法，this和o表示需要比较的两个对象
@Override
public int compareTo(Student o){
//需求：按照年龄升序排序
//如果返回正数：说明左边对象的年龄>右边对象的年龄
//如果返回负数：说明左边对象的年龄<右边对象的年龄，
//如果返回0：说明左边对象的年龄和右边对象的年龄相同
return this.age - o.age;
}
//...getter、setter、constructor..
}然后再使用Collections.sort(list集合)对List集合排序，如下：
//3.public static <T> void short(List<T list): 对List集合排序
List<Student> students = new ArrayList<>();
students.add(new Student("蜘蛛精",23,169.7));
students.add(new Student("紫霞",22,169.8));
students.add(new Student("紫霞",22,169.8));
students.add(new Student("至尊宝",26,169.5));
/*
原理：sort方法底层会遍历students集合中的每一个元素，采用排序算法，将任意两个元素两两比较；
每次比较时，会用一个Student对象调用compareTo方法和另一个Student对象进行比较；
根据compareTo方法返回的结果是正数、负数，零来决定谁大，谁小，谁相等，重新排序元素的位置
注意：这些都是sort方法底层自动完成的，想要完全理解，必须要懂排序算法才行；
*/
Collections.sort(students);
System.out.println(students);使用sort方法，传递比较器
/*
原理：sort方法底层会遍历students集合中的每一个元素，采用排序算法，将任意两个元素两两比较；
每次比较，会将比较的两个元素传递给Comparator比较器对象的compare方法的两个参数o1和o2,
根据compare方法的返回结果是正数，负数，或者0来决定谁大，谁小，谁相等，重新排序元素的位置
注意：这些都是sort方法底层自动完成的，不需要我们完全理解，想要理解它必须要懂排序算法才行.
*/
Collections.sort(students, new Comparator<Student>(){
@Override
public int compare(Student o1, Student o2){
return o1.getAge()-o2.getAge();
}
});
System.out.println(students);5.3 斗地主案例
第一步：为了表示每一张牌有哪些属性，首先应该新建一个扑克牌的类
第二步：启动游戏时，就应该提前准备好54张牌
第三步：接着再完全洗牌、发牌、捋牌、看牌的业务逻辑
先来完成第一步，定义一个扑克类Card
package com.itheima.test01;
public class Card {
private String number;
private String color;
// 每张牌是存在大小的。
private int size; // 0 1 2 ....
public Card() {
}
public Card(String number, String color, int size) {
this.number = number;
this.color = color;
this.size = size;
}
public String getNumber() {
return number;
}
public void setNumber(String number) {
this.number = number;
}
public String getColor() {
return color;
}
public void setColor(String color) {
this.color = color;
}
public int getSize() {
return size;
}
public void setSize(int size) {
this.size = size;
}
@Override
public String toString() {
return color + number ;
}
}
再完成第二步，定义一个房间类，初始化房间时准备好54张牌，定义一个启动游戏的方法，完成洗牌、发牌、捋牌、看牌的业务逻辑 。
package com.itheima.test01;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;
public class Room {
// 必须有一副牌。
private final List<Card> allCards = new ArrayList<>();
public Room() {
// 1、做出54张牌，存入到集合allCards
// a、点数：个数确定了，类型确定。
String[] numbers = {"3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10", "J", "Q", "K", "A", "2"};
// b、花色：个数确定了，类型确定。
String[] colors = {"♠", "♥", "♣", "♦"};
int size = 0; // 表示每张牌的大小
// c、遍历点数，再遍历花色，组织牌
for (String number : numbers) {
// number = "3"
size++; // 1 2 ....
for (String color : colors) {
// 得到一张牌
Card c = new Card(number, color, size);
allCards.add(c); // 存入了牌
}
}
// 单独存入小大王的。
Card c1 = new Card("", "🃏", ++size);
Card c2 = new Card("", "👲", ++size);
Collections.addAll(allCards, c1, c2);
System.out.println("新牌：" + allCards);
}
public void start() {
// 1、洗牌： allCards
Collections.shuffle(allCards);
System.out.println("洗牌后：" + allCards);
// 2、发牌，首先肯定要定义 三个玩家。 List(ArrayList) Set(TreeSet)
List<Card> linHuChong = new ArrayList<>();
List<Card> jiuMoZhi = new ArrayList<>();
List<Card> renYingYing = new ArrayList<>();
// 正式发牌给这三个玩家，依次发出51张牌，剩余3张做为底牌。
// allCards = [♥3, ♣10, ♣4, ♥K, ♦Q, ♣2, 🃏, ♣8, ....
// 0 1 2 3 4 5 6 ... % 3
for (int i = 0; i < allCards.size() - 3; i++) {
Card c = allCards.get(i);
// 判断牌发给谁
if (i % 3 == 0) {
// 请啊冲接牌
linHuChong.add(c);
} else if (i % 3 == 1) {
// 请啊鸠来接牌
jiuMoZhi.add(c);
} else {
// 请盈盈接牌
renYingYing.add(c);
}
}
// 3、对3个玩家的牌进行排序
sortCards(linHuChong);
sortCards(jiuMoZhi);
sortCards(renYingYing);
// 4、看牌
System.out.println("啊冲：" + linHuChong);
System.out.println("啊鸠：" + jiuMoZhi);
System.out.println("盈盈：" + renYingYing);
List<Card> lastThreeCards = allCards.subList(allCards.size() - 3, allCards.size()); // 51 52 53
System.out.println("底牌：" + lastThreeCards);
jiuMoZhi.addAll(lastThreeCards);
sortCards(jiuMoZhi);
System.out.println("啊鸠抢到地主后：" + jiuMoZhi);
}
/**
* 集中进行排序
*
* @param cards
*/
private void sortCards(List<Card> cards) {
Collections.sort(cards, new Comparator<Card>() {
@Override
public int compare(Card o1, Card o2) {
// return o1.getSize() - o2.getSize(); // 升序排序
return o2.getSize() - o1.getSize(); // 降序排序
}
});
}
}
不要忘记了写测试类了：
package com.itheima.test01;
public class GameDemo {
public static void main(String[] args) {
// 1、牌类。
// 2、房间
Room m = new Room();
// 3、启动游戏
m.start();
}
}
运行结果图：
六、Map集合
前面我们已经把单列集合学习完了，接下来我们要学习的是双列集合。首先我们还是先认识一下什么是双列集合。
所谓双列集合，就是说集合中的元素是一对一对的。Map集合中的每一个元素是以key=value的形式存在的，一个key=value就称之为一个键值对，而且在Java中有一个类叫Entry类，Entry的对象用来表示键值对对象。
所有的Map集合有如下的特点：键不能重复，值可以重复，每一个键只能找到自己对应的值。
Map集合也有很多种，在Java中使用不同的类来表示的，每一种Map集合其键的特点是有些差异的，值是键的一个附属值，所以我们只关注键的特点就可以了。
6.1 Map集合的常用方法
由于Map是所有双列集合的父接口，所以我们只需要学习Map接口中每一个方法是什么含义，那么所有的Map集合方法你就都会用了。
public class MapTest2 {
public static void main(String[] args) {
// 1.添加元素: 无序，不重复，无索引。
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("手表", 100);
map.put("手表", 220);
map.put("手机", 2);
map.put("Java", 2);
map.put(null, null);
System.out.println(map);
// map = {null=null, 手表=220, Java=2, 手机=2}
// 2.public int size():获取集合的大小
System.out.println(map.size());
// 3、public void clear():清空集合
//map.clear();
//System.out.println(map);
// 4.public boolean isEmpty(): 判断集合是否为空，为空返回true ,反之！
System.out.println(map.isEmpty());
// 5.public V get(Object key)：根据键获取对应值
int v1 = map.get("手表");
System.out.println(v1);
System.out.println(map.get("手机")); // 2
System.out.println(map.get("张三")); // null
// 6. public V remove(Object key)：根据键删除整个元素(删除键会返回键的值)
System.out.println(map.remove("手表"));
System.out.println(map);
// 7.public boolean containsKey(Object key): 判断是否包含某个键 ，包含返回true ,反之
System.out.println(map.containsKey("手表")); // false
System.out.println(map.containsKey("手机")); // true
System.out.println(map.containsKey("java")); // false
System.out.println(map.containsKey("Java")); // true
// 8.public boolean containsValue(Object value): 判断是否包含某个值。
System.out.println(map.containsValue(2)); // true
System.out.println(map.containsValue("2")); // false
// 9.public Set<K> keySet(): 获取Map集合的全部键。
Set<String> keys = map.keySet();
System.out.println(keys);
// 10.public Collection<V> values(); 获取Map集合的全部值。
Collection<Integer> values = map.values();
System.out.println(values);
// 11.把其他Map集合的数据倒入到自己集合中来。(拓展)
Map<String, Integer> map1 = new HashMap<>();
map1.put("java1", 10);
map1.put("java2", 20);
Map<String, Integer> map2 = new HashMap<>();
map2.put("java3", 10);
map2.put("java2", 222);
map1.putAll(map2); // putAll：把map2集合中的元素全部倒入一份到map1集合中去。
System.out.println(map1);
System.out.println(map2);
}
}6.2 Map集合遍历方式1
Map集合一共有三种遍历方式，我们先来学习第一种，他需要用到下面的两个方法：
public class MapTest1 {
public static void main(String[] args) {
// 准备一个Map集合。
Map<String, Double> map = new HashMap<>();
map.put("蜘蛛精", 162.5);
map.put("蜘蛛精", 169.8);
map.put("紫霞", 165.8);
map.put("至尊宝", 169.5);
map.put("牛魔王", 183.6);
System.out.println(map);
// map = {蜘蛛精=169.8, 牛魔王=183.6, 至尊宝=169.5, 紫霞=165.8}
// 1、获取Map集合的全部键
Set<String> keys = map.keySet();
// System.out.println(keys);
// [蜘蛛精, 牛魔王, 至尊宝, 紫霞]
// key
// 2、遍历全部的键，根据键获取其对应的值
for (String key : keys) {
// 根据键获取对应的值
double value = map.get(key);
System.out.println(key + "=====>" + value);
}
}
}6.3 Map集合遍历方式2
接下来我们学习Map集合的第二种遍历方式，这种遍历方式更加符合面向对象的思维。
前面我们给大家介绍过，Map集合是用来存储键值对的，而每一个键值对实际上是一个Entry对象。
这里Map集合的第二种方式，是直接获取每一个Entry对象，把Entry存储到Set集合中去，再通过Entry对象获取键和值。
public class MapTest2 {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Double> map = new HashMap<>();
map.put("蜘蛛精", 169.8);
map.put("紫霞", 165.8);
map.put("至尊宝", 169.5);
map.put("牛魔王", 183.6);
System.out.println(map);
// map = {蜘蛛精=169.8, 牛魔王=183.6, 至尊宝=169.5, 紫霞=165.8}
// entries = [(蜘蛛精=169.8), (牛魔王=183.6), (至尊宝=169.5), (紫霞=165.8)]
// entry = (蜘蛛精=169.8)
// entry = (牛魔王=183.6)
// ...
// 1、调用Map集合提供entrySet方法，把Map集合转换成键值对类型的Set集合
Set<Map.Entry<String, Double>> entries = map.entrySet();
for (Map.Entry<String, Double> entry : entries) {
String key = entry.getKey();
double value = entry.getValue();
System.out.println(key + "---->" + value);
}
}
}6.4 Map集合遍历方式3
Map集合的第三种遍历方式，需要用到下面的一个方法forEach，而这个方法是JDK8版本以后才有的。调用起来非常简单，最好是结合的lambda表达式一起使用。
public class MapTest3 {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Double> map = new HashMap<>();
map.put("蜘蛛精", 169.8);
map.put("紫霞", 165.8);
map.put("至尊宝", 169.5);
map.put("牛魔王", 183.6);
System.out.println(map);
// map = {蜘蛛精=169.8, 牛魔王=183.6, 至尊宝=169.5, 紫霞=165.8}
//遍历map集合，传递匿名内部类
map.forEach(new BiConsumer<String, Double>() {
@Override
public void accept(String k, Double v) {
System.out.println(k + "---->" + v);
}
});
//遍历map集合，传递Lambda表达式
map.forEach(( k, v) -> {
System.out.println(k + "---->" + v);
});
}
}6.5 Map集合案例
先分析需求，再考虑怎么用代码实现
1.首先可以将80个学生选择的景点放到一个集合中去（也就是说，集合中的元素是80个任意的ABCD元素）
2.准备一个Map集合用来存储景点，以及景点被选择的次数
3.遍历80个学生选择景点的集合，得到每一个景点，判断Map集合中是否包含该景点
如果不包含，则存储"景点=1"
如果包含，则存获取该景点原先的值，再存储"景点=原来的值+1"; 此时新值会覆盖旧值
public class MapDemo4 {
public static void main(String[] args) {
// 1、把80个学生选择的景点数据拿到程序中来。
List<String> data = new ArrayList<>();
String[] selects = {"A", "B", "C", "D"};
Random r = new Random();
for (int i = 1; i <= 80; i++) {
// 每次模拟一个学生选择一个景点，存入到集合中去。
int index = r.nextInt(4); // 0 1 2 3
data.add(selects[index]);
}
System.out.println(data);
// 2、开始统计每个景点的投票人数
// 准备一个Map集合用于统计最终的结果
Map<String, Integer> result = new HashMap<>();
// 3、开始遍历80个景点数据
for (String s : data) {
// 问问Map集合中是否存在该景点
if(result.containsKey(s)){
// 说明这个景点之前统计过。其值+1. 存入到Map集合中去
result.put(s, result.get(s) + 1);
}else {
// 说明这个景点是第一次统计，存入"景点=1"
result.put(s, 1);
}
}
System.out.println(result);
}
}6.6 HashMap
首先，我们学习HashMap集合的底层原理。前面我们学习过HashSet的底层原理，实际上HashMap底层原理和HashSet是一样的。为什么这么说呢？因为我们往HashSet集合中添加元素时，实际上是把元素添加到了HashMap集合中。
下面是Map集合的体系结构，HashMap集合的特点是由键决定的： 它的键是无序、不能重复，而且没有索引的。也是各种Map集合中也是用得最多的一种集合。
刚才我们说，HashSet底层就是HashMap，我们可以看源码验证这一点，我们可以看到，创建HashSet集合时，底层帮你创建了HashMap集合；往HashSet集合中添加元素时，底层却是调用了Map集合的put方法把元素作为了键来存储。所以实际上根本没有什么HashSet集合，把HashMap的集合的值忽略不看就是HashSet集合。
HashSet的原理我们之前已经学过了，所以HashMap是一样的，底层是哈希表结构。
HashMap底层数据结构: 哈希表结构
JDK8之前的哈希表 = 数组+链表
JDK8之后的哈希表 = 数组+链表+红黑树
哈希表是一种增删改查数据，性能相对都较好的数据结构
往HashMap集合中键值对数据时，底层步骤如下
第1步：当你第一次往HashMap集合中存储键值对时，底层会创建一个长度为16的数组
第2步：然后将键和值封装成一个对象，叫做Entry对象
第3步：再根据Entry对象的键计算hashCode值（和值无关）
第4步：利用hashCode值和数组的长度做一个类似求余数的算法，会得到一个索引位置
第5步：判断这个索引的位置是否为null，如果为null,就直接将这个Entry对象存储到这个索引位置
如果不为null，则还需要进行第6步的判断
第6步：继续调用equals方法判断两个对象键是否相同
如果equals返回false，则以链表的形式往下挂
如果equals方法true,则认为键重复，此时新的键值对会替换就的键值对。
HashMap底层需要注意这几点：
1.底层数组默认长度为16，如果数组中有超过12个位置已经存储了元素，则会对数组进行扩容2倍
数组扩容的加载因子是0.75，意思是：16*0.75=12
2.数组的同一个索引位置有多个元素、并且在8个元素以内(包括8)，则以链表的形式存储
JDK7版本：链表采用头插法（新元素往链表的头部添加）
JDK8版本：链表采用尾插法（新元素往那个链表的尾部添加）
3.数组的同一个索引位置有多个元素、并且超过了8个，则以红黑树形式存储
从HashMap底层存储键值对的过程中我们发现：决定键是否重复依赖与两个方法，一个是hashCode方法、一个是equals方法。由两个键计算得到的hashCode值相同，并且两个键使用equals比较为true，就认为键重复。
6.7 LinkedHashMap
LinkedHashMap集合的特点也是由键决定的：有序的、不重复、无索引。
LinkedHashMap的底层原理，和LinkedHashSet底层原理是一样的。底层由一个双向链表来维护键的存储顺序。
6.8 TreeMap
TreeMap集合的特点也是由键决定的，默认按照键的升序排列，键不重复，也是无索引的。
TreeMap集合的底层原理和TreeSet也是一样的，底层都是红黑树实现的。所以可以对键进行排序。
比如往TreeMap集合中存储Student对象作为键，排序方法有两种。
排序方式1：写一个Student类，让Student类实现Comparable接口
//第一步：先让Student类，实现Comparable接口
public class Student implements Comparable<Student>{
private String name;
private int age;
private double height;
//无参数构造方法
public Student(){}
//全参数构造方法
public Student(String name, int age, double height){
this.name=name;
this.age=age;
this.height=height;
}
//...get、set、toString()方法自己补上..
//按照年龄进行比较，只需要在方法中让this.age和o.age相减就可以。
/*
原理：
在往TreeSet集合中添加元素时，add方法底层会调用compareTo方法，根据该方法的
结果是正数、负数、还是零，决定元素放在后面、前面还是不存。
*/
@Override
public int compareTo(Student o) {
//this：表示将要添加进去的Student对象
//o: 表示集合中已有的Student对象
return this.age-o.age;
}
}排序方式2：在创建TreeMap集合时，直接传递Comparator比较器对象。
public class Test3TreeMap {
public static void main(String[] args) {
Map<Student, String> map = new TreeMap<>(new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
return Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight());
}
});
// Map<Student, String> map = new TreeMap<>(( o1, o2) -> Double.compare(o2.getHeight(), o1.getHeight()));
map.put(new Student("蜘蛛精", 25, 168.5), "盘丝洞");
map.put(new Student("蜘蛛精", 25, 168.5), "水帘洞");
map.put(new Student("至尊宝", 23, 163.5), "水帘洞");
map.put(new Student("牛魔王", 28, 183.5), "牛头山");
System.out.println(map);
}
}6.9 集合嵌套
各位同学，到现在为止我们把Map集合和Collection集合的都已经学习完了。但是在实际开发中可能还会存在一种特殊的用法。就是把一个集合当做元素，存储到另一个集合中去，我们把这种用法称之为集合嵌套。
下面通过一个案例给大家演示一下
案例分析：
1.从需求中我们可以看到，有三个省份，每一个省份有多个城市
我们可以用一个Map集合的键表示省份名称，而值表示省份有哪些城市
2.而又因为一个省份有多个城市，同一个省份的多个城市可以再用一个List集合来存储。
所以Map集合的键是String类型，而值是List集合类型
HashMap<String, List<String>> map = new HashMap<>();
代码如下：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 1、定义一个Map集合存储全部的省份信息，和其对应的城市信息。
Map<String, List<String>> map = new HashMap<>();
List<String> cities1 = new ArrayList<>();
Collections.addAll(cities1, "南京市","扬州市","苏州市" ,"无锡市","常州市");
map.put("江苏省", cities1);
List<String> cities2 = new ArrayList<>();
Collections.addAll(cities2, "武汉市","孝感市","十堰市","宜昌市","鄂州市");
map.put("湖北省", cities2);
List<String> cities3 = new ArrayList<>();
Collections.addAll(cities3, "石家庄市","唐山市", "邢台市", "保定市", "张家口市");
map.put("河北省", cities3);
System.out.println(map);//{江苏省=[南京市, 扬州市, 苏州市, 无锡市, 常州市], 湖北省=[武汉市, 孝感市, 十堰市, 宜昌市, 鄂州市], 河北省=[石家庄市, 唐山市, 邢台市, 保定市, 张家口市]}
List<String> cities = map.get("湖北省");
for (String city : cities) {
System.out.println(city);
}
map.forEach((p, c) -> {
System.out.println(p + "----->" + c);//江苏省----->[南京市, 扬州市, 苏州市, 无锡市, 常州市]
//湖北省----->[武汉市, 孝感市, 十堰市, 宜昌市, 鄂州市]
//河北省----->[石家庄市, 唐山市, 邢台市, 保定市, 张家口市]
});
}
}
