深入理解Java集合:从基础到高级应用

深入理解Java集合:从基础到高级应用

1. 数组与集合的区别

1.1 相同点

数组和集合都是用于存储多个数据的容器,但它们的使用场景和特性各有不同。

1.2 不同点

  • 长度:数组的长度在创建时就固定了,而集合的长度是动态可变的,可以随时增加或减少元素。
  • 数据类型:数组可以存储基本数据类型(如int、char等)和引用数据类型,而集合只能存储引用数据类型。如果需要存储基本数据类型,则必须使用对应的包装类(如Integer、Character等)。

2. 集合类体系结构

Java集合框架的设计是层次化的,主要包括以下几个部分:

  • Collection接口:是所有集合类的根接口,定义了一些基本的操作方法。
  • List接口:有序集合,允许重复元素,常用的实现类有ArrayListLinkedList
  • Set接口:无序集合,不允许重复元素,常用的实现类有HashSetTreeSet
  • Map接口:键值对集合,允许通过键快速查找值,常用的实现类有HashMapTreeMap

3. Collection接口

  • Collection接口是所有单列集合的基础,所有方法被 List 和 Set 系列集合共享。

  • JDK 不提供此接口的任何直接实现.它提供更具体的子接口(如Set和List)实现
  • 以下是一些常用方法及其说明:
方法名说明
boolean add(E e)添加元素
boolean remove(Object o)移除指定元素
boolean contains(Object o)判断集合中是否存在指定元素
int size()获取集合元素个数
boolean isEmpty()判断集合是否为空
void clear()清空集合

细节

注意事项
  1. 接口特性

    • Collection是一个接口,无法直接创建其对象。应使用其实现类(如ArrayList)创建对象。
  2. 添加元素

    • List系列(如ArrayList)允许重复元素,add方法始终返回true
    • Set系列(如HashSet)不允许重复元素,add方法返回true表示添加成功,返回false表示添加失败(元素已存在)。
  3. 清空集合

    • 使用clear()方法可以清空集合中的所有元素。
  4. 删除元素

    • remove(E e)方法只能通过元素对象删除,不能通过索引删除。
    • 方法返回布尔值,删除成功返回true,删除失败(元素不存在)返回false
  5. 判断元素是否包含

    • contains(Object obj)方法依赖于对象的equals方法来判断元素是否存在。如果集合中存储的是自定义对象,需在该对象的类中重写equals方法。
  6. 判断集合是否为空

    • 使用isEmpty()方法判断集合是否为空,返回true表示集合为空,返回false表示集合中有元素。
  7. 获取集合长度

    • 使用size()方法获取集合中元素的数量。

3.1 Collection接口的实现

Java的集合框架并没有提供Collection接口的直接实现,而是通过更具体的子接口(如SetList)来实现。开发者在使用时,通常会选择具体的实现类,如ArrayListHashSet等。这种设计不仅提高了灵活性,还允许开发者在不同场景中选择最优的实现。

3.2 Collection的遍历

遍历集合是操作集合中数据的重要部分,Java提供了多种遍历方式,以满足不同的需求。

3.2.1 迭代器遍历
  • 迭代器介绍

    • 迭代器,集合的专用遍历方式
    • Iterator<E> iterator(): 返回此集合中元素的迭代器,通过集合对象的iterator()方法得到
  • Iterator中的常用方法

    boolean hasNext(): 判断当前位置是否有元素可以被取出
    E next(): 获取当前位置的元素,将迭代器对象移向下一个索引位置

  • Collection集合的遍历

public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        Collection<String> c = new ArrayList<>();

        //添加元素
        c.add("hello");
        c.add("world");
        c.add("java");
        c.add("javaee");

        //Iterator<E> iterator():返回此集合中元素的迭代器,通过集合的iterator()方法得到
        Iterator<String> it = c.iterator();

        //用while循环改进元素的判断和获取
        while (it.hasNext()) {
            String s = it.next();
            System.out.println(s);
        }
    }
  • 迭代器中删除的方法

    void remove(): 删除迭代器对象当前指向的元素

public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("d");

        Iterator<String> it = list.iterator();
        while(it.hasNext()){
            String s = it.next();
            if("b".equals(s)){
                //指向谁,那么此时就删除谁.
                it.remove();
            }
        }
        System.out.println(list);
    }

迭代器的注意事项
  1. 异常处理

    • 遍历结束后,调用next()方法会抛出NoSuchElementException异常,因为迭代器指向了最后一个元素后的位置。

  2. 指针状态

    • 迭代器遍历结束后,指针不会复位。如果需要重新遍历集合,必须获取新的迭代器对象。
  3. next方法使用

    • 在循环中,每次调用next()方法只能使用一次,以避免获取相同的元素。
  4. 操作限制

    • 在使用迭代器遍历集合时,不能通过集合的方法增加或删除元素。可以使用迭代器提供的remove()方法安全地删除当前指向的元素。
3.2.2 增强for循环
  • 介绍

    • 它是JDK5之后出现的,其内部原理是一个Iterator迭代器
    • 实现Iterable接口的类才可以使用迭代器和增强for
    • 简化数组和Collection集合的遍历
  • 格式

    for(集合/数组中元素的数据类型 变量名 :  集合/数组名) {
    
    		// 已经将当前遍历到的元素封装到变量中了,直接使用变量即可
    
    	}
    
  • 代码

public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list =  new ArrayList<>();
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("d");
        list.add("e");
        list.add("f");

        //1,数据类型一定是集合或者数组中元素的类型
        //2,str仅仅是一个变量名而已,在循环的过程中,依次表示集合或者数组中的每一个元素
        //3,list就是要遍历的集合或者数组
        for(String str : list){
            System.out.println(str);
        }
    }
增强 for 的注意事项
  1. 修改增强 for 中的变量,不会改变集合中原本的数据

3.2.3 Lambda表达式

在Java 8及以后版本中,Lambda表达式提供了一种更简洁的遍历方式,结合forEach方法,开发者可以轻松实现对集合的遍历。

  • 代码
public static void main(String[] args) {
       /* 
        lambda表达式遍历:
                default void forEach(Consumer<? super T> action):
        */

        //1.创建集合并添加元素
        Collection<String> coll = new ArrayList<>();
        coll.add("zhangsan");
        coll.add("lisi");
        coll.add("wangwu");
        //2.利用匿名内部类的形式
        //底层原理:
        //其实也会自己遍历集合,依次得到每一个元素
        //把得到的每一个元素,传递给下面的accept方法
        //s依次表示集合中的每一个数据
       /* coll.forEach(new Consumer<String>() {
            @Override
            public void accept(String s) {
                System.out.println(s);
            }
        });*/

        //lambda表达式
        coll.forEach(s -> System.out.println(s));
    }

以下是对你提供的内容的详细补充和拓展:


4. List集合

4.1 List集合的概述和特点【记忆】

  • List集合的概述

    • List集合是一个有序集合,这里的“有序”指的是元素的存取顺序,即插入的顺序与存取的顺序是一致的。
    • 用户可以通过整数索引精确控制元素的插入位置,并可以通过索引访问和搜索列表中的元素。
    • 与Set集合不同,List通常允许重复的元素。
  • List集合的特点

    • 存取有序:元素的顺序与插入顺序相同。
    • 可以重复:允许添加重复的元素。
    • 有索引:通过索引访问和管理元素。

4.2 List集合的特有方法【应用】

  • 方法介绍
方法名描述
void add(int index, E element)在指定位置插入指定元素
E remove(int index)删除指定索引处的元素,返回被删除的元素
E set(int index, E element)修改指定索引处的元素,返回被修改的元素
E get(int index)返回指定索引处的元素
  • 示例代码
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class MyListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("aaa");
        list.add("bbb");
        list.add("ccc");

        method1(list); // 添加元素
        method2(list); // 删除元素
        method3(list); // 修改元素
        method4(list); // 获取元素
    }

    private static void method1(List<String> list) {
        // 在指定位置插入元素
        list.add(0, "qqq");
        System.out.println("添加后的列表: " + list);
    }

    private static void method2(List<String> list) {
        // 删除指定索引处的元素
        String removedElement = list.remove(0);
        System.out.println("被删除的元素: " + removedElement);
        System.out.println("删除后的列表: " + list);
    }

    private static void method3(List<String> list) {
        // 修改指定索引处的元素
        String replacedElement = list.set(0, "xxx");
        System.out.println("被替换的元素: " + replacedElement);
        System.out.println("修改后的列表: " + list);
    }

    private static void method4(List<String> list) {
        // 获取指定索引处的元素
        String element = list.get(0);
        System.out.println("获取的元素: " + element);
    }
}

4.3 List集合的五种遍历方式【应用】

  1. 迭代器:使用Iterator进行遍历。
  2. 列表迭代器:使用ListIterator,可以在遍历时添加或修改元素。
  3. 增强for:使用增强for循环简化遍历。
  4. Lambda表达式:使用forEach方法结合Lambda表达式遍历。
  5. 普通for循环:通过索引访问元素。
  • 代码示例
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;

public class ListTraversalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("aaa");
        list.add("bbb");
        list.add("ccc");

        // 1. 迭代器遍历
        System.out.println("迭代器遍历:");
        list.forEach(System.out::println);

        // 2. 增强for遍历
        System.out.println("增强for遍历:");
        for (String s : list) {
            System.out.println(s);
        }

        // 3. Lambda表达式遍历
        System.out.println("Lambda表达式遍历:");
        list.forEach(s -> System.out.println(s));

        // 4. 普通for循环
        System.out.println("普通for循环遍历:");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }

        // 5. 列表迭代器
        System.out.println("列表迭代器遍历:");
        ListIterator<String> listIterator = list.listIterator();
        while (listIterator.hasNext()) {
            String s = listIterator.next();
            if ("bbb".equals(s)) {
                listIterator.add("qqq"); // 在bbb后添加qqq
            }
        }
        System.out.println("遍历后的列表: " + list);
    }
}

4.4 细节点注意:

  • List系列集合中的删除方法

    • 直接删除元素:使用remove(Object obj)
    • 通过索引进行删除:使用remove(int index)
  • 删除元素的注意事项

    • 当调用 remove 方法时,如果存在方法重载(即多个方法名相同但参数类型不同),Java会优先选择与传入参数类型一致的方法:

      • remove(int index):如果传入的是基本数据类型int,会优先调用此方法。
      • remove(Object o):若传入的是Integer对象(如Integer.valueOf(1)),则会调用此方法。
  • 代码示例

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

public class ListRemovalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);

        // 直接删除元素
        list.remove(Integer.valueOf(1)); // 删除元素1
        System.out.println("删除后的列表: " + list);

        // 通过索引进行删除
        list.remove(0); // 删除索引0的元素
        System.out.println("再次删除后的列表: " + list);
    }
}

5. 数据结构

5.1 数据结构之栈和队列

  • 栈结构

    • 特点:先进后出(LIFO,Last In First Out)
    • 应用场景
      • 函数调用管理(调用栈)
      • 表达式求值(后缀表达式转换)
      • 浏览器历史记录
  • 队列结构

    • 特点:先进先出(FIFO,First In First Out)
    • 应用场景
      • 任务调度
      • 数据缓冲(如IO缓冲)
      • 广度优先搜索(BFS)

5.2 数据结构之数组和链表

  • 数组结构

    • 特点:查询快、增删慢
    • 存储:连续内存空间
    • 优缺点
      • 优点:快速随机访问(O(1))
      • 缺点:动态扩展困难(需要复制整个数组),增删操作需要移动元素(O(n))
  • 链表结构

    • 特点:查询慢、增删快
    • 存储:非连续内存,节点包含数据和指向下一个节点的指针
    • 优缺点
      • 优点:动态大小(可以随意增删节点),插入和删除操作更快(O(1))
      • 缺点:随机访问速度慢(O(n)),额外的内存开销(存储指针)
        记录
  • 队列结构

    • 特点:先进先出(FIFO,First In First Out)
    • 应用场景
      • 任务调度
      • 数据缓冲(如IO缓冲)
      • 广度优先搜索(BFS)

5.2 数据结构之数组和链表

  • 数组结构

    • 特点:查询快、增删慢
    • 存储:连续内存空间
    • 优缺点
      • 优点:快速随机访问(O(1))
      • 缺点:动态扩展困难(需要复制整个数组),增删操作需要移动元素(O(n))
  • 链表结构

    • 特点:查询慢、增删快
    • 存储:非连续内存,节点包含数据和指向下一个节点的指针
    • 优缺点
      • 优点:动态大小(可以随意增删节点),插入和删除操作更快(O(1))
      • 缺点:随机访问速度慢(O(n)),额外的内存开销(存储指针)

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/904948.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

【自动化测试之oracle数据库】MacOs如何安装oracle- client

操作系统为Mac OS&#xff0c;本地在pycharm上跑自动化脚本时&#xff0c;因为有操作oracle数据库的部分&#xff0c;所以需要安装oracle数据库的客户端&#xff0c;并install cx_oracle,本文主要介绍如何在macOS上完成安装&#xff0c;并在python自动化测试代码中配置&#xf…

如何在vscode中使用鼠标滑轮滚动来改变字体大小

实现内容&#xff1a;如何在vscode中使用鼠标滑轮滚动来改变字体大小 使用场景&#xff1a;我是在Ubuntu中安装的vscode 需求&#xff1a;因为最近在用这个&#xff0c;但是在使用过程中发现vscode的字体大小有点小&#xff0c;所以想改变下 实现滚轮滑动改变字体大小的具体步…

鸿蒙NEXT应用上架与分发步骤详解

大家好&#xff0c;我是 V 哥。今天的文章来聊一聊HarmonyOS NEXT应用上架。当你开发、调试完HarmonyOS应用/元服务&#xff0c;就可以前往AppGallery Connect申请上架&#xff0c;华为审核通过后&#xff0c;用户即可在华为应用市场获取您的HarmonyOS应用/元服务。 V 哥推荐&a…

【隐私计算篇】全同态加密应用场景案例(隐私云计算中的大模型推理、生物识别等)

1.题外话 最近因为奖项答辩&#xff0c;一直在忙材料准备&#xff0c;过程非常耗费时间和精力&#xff0c;很难有时间来分享。不过这段时间虽然很忙碌&#xff0c;但这期间有很多新的收获&#xff0c;特别是通过与领域内专家的深入交流和评审过程&#xff0c;对密码学和隐私计算…

安卓开发之登录页面(跳转版)

目录 前言&#xff1a;基础夯实&#xff1a;效果展示&#xff1a;核心代码&#xff1a;网盘源码&#xff1a; 前言&#xff1a; 熟悉安卓开发的基础知识&#xff0c;了解&#xff0c;弹窗&#xff0c;两个页面进行跳转&#xff0c;页面的布局&#xff0c;按钮&#xff0c;文本…

【牛客刷题实战】二叉树遍历

大家好&#xff0c;我是小卡皮巴拉 文章目录 目录 牛客题目&#xff1a; 二叉树遍历 题目描述 输入描述&#xff1a; 输出描述&#xff1a; 示例1 解题思路 问题理解 算法选择 具体思路 解题要点 完整代码&#xff08;C语言&#xff09; 兄弟们共勉 &#xff01;&…

多个项目同时进行,如何做好项目管理?

多项目管理相较于单一项目管理&#xff0c;要面临更大的挑战和难度。多项目管理需要同时管理和协调多个项目&#xff0c;使用项目管理工具可以帮助项目经理和团队成员更好地规划、执行和监控项目。以下是七款多项目管理软件&#xff0c;它们各具特色&#xff0c;能够满足不同项…

[vulnhub] Brainpan1

https://www.vulnhub.com/entry/brainpan-1,51/ 主机发现端口扫描 使用nmap扫描网段类存活主机 因为靶机是我最后添加的&#xff0c;所以靶机IP是166 nmap -sP 192.168.75.0/24 Starting Nmap 7.94SVN ( https://nmap.org ) at 2024-1…

Java避坑案例 - 线程池使用中的风险识别与应对

文章目录 线程池的基本概念创建线程池的注意事项实例1&#xff1a; newFixedThreadPool 使用无界队列&#xff0c;可能因任务积压导致 OOM实例2&#xff1a; newCachedThreadPool 会创建大量线程&#xff0c;可能因线程数量过多导致无法创建新线程。 线程池参数设置的最佳实践线…

Pytest-Bdd-Playwright 系列教程(5):仅执行测试用例的收集阶段

Pytest-Bdd-Playwright 系列教程&#xff08;5&#xff09;&#xff1a;仅执行测试用例的收集阶段 一、为什么需要仅收集测试用例二、应用场景三、方法详解【方法1】&#xff1a;添加pytest.ini文件的addopts配置项【方法2】&#xff1a;通过命令行参数运行 四、CI/CD 环境下的…

机器人技术基础(4章逆运动解算和雅克比矩阵)

逆运动解算&#xff1a; 雅克比矩阵&#xff1a; 将动力学分析转向运动的物体 下图中的 n o y 反映了机器人的姿态矩阵&#xff0c; 最后一列 p 反应了机器人在空间中的位置&#xff1a;

未来已来:人工智能赋能软件开发新篇章

引言 在数字化转型的浪潮中&#xff0c;数据已成为推动企业创新与增长的核心资产&#xff0c;而人工智能&#xff08;AI&#xff09;则是将这些数据转化为商业价值的关键动力。随着技术的迅速演进&#xff0c;AI 正逐步渗透到软件开发的各个环节&#xff0c;从需求预测到用户体…

C#实现视频会议录制(支持Windows、Linux、银河麒麟、统信UOS)

随着远程办公与异地协作越来越频繁&#xff0c;视频会议系统的使用也是越来越普遍。同时&#xff0c;用户对视频会议系统的功能也提出了更高的要求&#xff0c;比如&#xff0c;其中之一就是希望可以将整个视频会议的过程录制下来&#xff0c;以备之后可以查阅观看。 我们可以…

树莓派开发相关知识四 传感器-温湿度传感器

1、概述 使用DHT11温湿度传感器&#xff0c;传感周期为1s。 DHT11模块一般由3/4个引脚组成&#xff0c;每一次收集数据为40bit。 分别为&#xff1a; 高位在前、8bit湿度整数数据8bit湿度小数数据8bi温度整数数据8bit温度小数数据8bit校验和 我们需要解决的问题&#xff0c;…

vue3+less使用主题定制(多主题定制)可切换主题

假如要使用两套主题&#xff1a;蓝色、红色 例如&#xff1a; 首先确保自己的vue3项目有less&#xff0c;这边不多做接入解释 1、在src目录下建一个styles文件夹&#xff0c;在syles文件夹下面新建两个less文件&#xff1a;theme.less和variables.less&#xff1b; theme.le…

Spring Cloud Sleuth(Micrometer Tracing +Zipkin)

分布式链路追踪 分布式链路追踪技术要解决的问题&#xff0c;分布式链路追踪&#xff08;Distributed Tracing&#xff09;&#xff0c;就是将一次分布式请求还原成调用链路&#xff0c;进行日志记录&#xff0c;性能监控并将一次分布式请求的调用情况集中展示。比如各个服务节…

春季测试 2023 我的题解

T1 涂色游戏 这道题目还是比较简单的 容易发现&#xff0c;位于 ( x i , y i ) (x_i,y_i) (xi​,yi​) 的格子的颜色只取决于 ​ x i x_i xi​ 行与 y i y_i yi​ 列的颜色。 这时候可以想到开两个数组&#xff0c;分别存储列与行的绘画信息&#xff0c;然后发现前后的互相…

Kali Linux 新工具推荐: Sploitscan

在 2024.2 版本 Kali Linux 增加了一个新攻击工具: Sploitscan 1.简介: Sploitscan 能够发现操作系统和应用程序中的安全漏洞。 2.特点: 简单的命令行界面 扫描多个操作系统和应用程序 检测多种漏洞 提供详细信息 可定制性强 3.示例: 2024.2 及以后的版本 Kali Linux…

【JAVA 笔记】09 ch06_arrays_sort_and_search

第6章 数组、排序和查找 数组介绍 数组的使用 使用方式1-动态初始化数组的定义 使用方式2-动态初始化 使用方式3-静态初始化 数组使用注意事项和细节 数组应用案例 数组赋值机制 数组拷贝 数组添加/扩容 多维数组 二维数组 动态初始化1 动态初始化2 静态初始化 二维数组的应用案…

C语言实现归并排序

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include<time.h> #include<string.h> #define N 7 // 定义元素类型为整型 typedef int ElemType; // 定义静态表结构体 typedef struct{ ElemType *elem; // 动态分配的数组指针 int TableL…