集合
Java 中的集合（Collection）是 Java 标准库中非常重要的一部分，用于存储和操作一组对象。Java 集合框架（Java Collections Framework）提供了一套丰富的接口和类，用于处理各种数据结构，如列表、集合、队列、映射等。以下是 Java 集合框架的详细介绍：
1. 集合框架的核心接口
Java 集合框架的核心接口位于 java.util 包中，主要包括以下几种：
(1) Collection 接口
-
是所有集合类的根接口。
-
定义了集合的基本操作，如添加、删除、遍历等。
-
主要子接口：
-
List：有序集合，允许重复元素。 -
Set：无序集合，不允许重复元素。 -
Queue：队列，遵循先进先出（FIFO）或优先级规则。
-
(2) Map 接口
-
存储键值对（key-value pairs）。
-
键不允许重复，值可以重复。
-
主要实现类：
-
HashMap：基于哈希表实现，无序。 -
TreeMap：基于红黑树实现，键有序。 -
LinkedHashMap：基于哈希表和链表实现，保持插入顺序。
-
2. 常用集合类
以下是 Java 集合框架中常用的实现类：
(1) List 接口的实现类
-
ArrayList：-
基于动态数组实现。
-
支持快速随机访问，但插入和删除元素较慢。
-
线程不安全。
-
-
LinkedList：-
基于双向链表实现。
-
插入和删除元素较快，但随机访问较慢。
-
可以用作队列或栈。
-
-
Vector：-
类似于
ArrayList，但线程安全。 -
性能较低，通常不推荐使用。
-
(2) Set 接口的实现类
-
HashSet：-
基于哈希表实现。
-
无序，不允许重复元素。
-
性能较高。
-
-
TreeSet：-
基于红黑树实现。
-
元素有序（自然顺序或自定义顺序）。
-
性能略低于
HashSet。
-
-
LinkedHashSet：-
基于哈希表和链表实现。
-
保持插入顺序。
-
(3) Queue 接口的实现类
-
LinkedList：-
可以用作队列或双端队列。
-
-
PriorityQueue：-
基于堆实现。
-
元素按优先级排序。
-
(4) Map 接口的实现类
-
HashMap：-
基于哈希表实现。
-
键无序，性能较高。
-
-
TreeMap：-
基于红黑树实现。
-
键有序。
-
-
LinkedHashMap：-
基于哈希表和链表实现。
-
保持插入顺序或访问顺序。
-
3. 集合的常用操作
以下是集合的常见操作示例：
(1) List 示例
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ListExample {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Apple");
list.add("Banana");
list.add("Cherry");
// 遍历列表
for (String fruit : list) {
System.out.println(fruit);
}
// 获取元素
System.out.println("第一个元素: " + list.get(0));
// 删除元素
list.remove("Banana");
System.out.println("删除后的列表: " + list);
}
}(2) Set 示例
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class SetExample {
public static void main(String[] args) {
Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("Apple");
set.add("Banana");
set.add("Cherry");
// 尝试添加重复元素
set.add("Apple");
// 遍历集合
for (String fruit : set) {
System.out.println(fruit);
}
}
} (3) Map 示例
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class MapExample {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Apple", 10);
map.put("Banana", 20);
map.put("Cherry", 30);
// 遍历映射
for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
}
// 获取值
System.out.println("Apple 的数量: " + map.get("Apple"));
}
}4. 集合的线程安全性
-
大多数集合类（如
ArrayList、HashMap）是线程不安全的。 -
如果需要线程安全的集合，可以使用以下方式：
-
Collections.synchronizedList()：将List转换为线程安全的集合。 -
Vector：线程安全的List实现（不推荐使用）。 -
ConcurrentHashMap：线程安全的Map实现。 -
CopyOnWriteArrayList：线程安全的List实现。
-
5. 集合的排序
-
自然排序：
-
集合中的元素必须实现
Comparable接口。 -
例如：
TreeSet和TreeMap会自动对元素进行排序。
-
-
自定义排序：
-
使用
Comparator接口实现自定义排序规则。 -
例如：
Collections.sort(list, comparator)。
-
6. 集合的性能比较
| 集合类 | 实现方式 | 随机访问 | 插入/删除 | 线程安全 | 有序性 |
|---|---|---|---|---|---|
ArrayList | 动态数组 | 快 | 慢 | 不安全 | 插入顺序 |
LinkedList | 双向链表 | 慢 | 快 | 不安全 | 插入顺序 |
HashSet | 哈希表 | - | 快 | 不安全 | 无序 |
TreeSet | 红黑树 | - | 中等 | 不安全 | 有序 |
HashMap | 哈希表 | 快 | 快 | 不安全 | 无序 |
TreeMap | 红黑树 | 中等 | 中等 | 不安全 | 有序 |
练习代码1-平均气温
输入周一到周日七天的温度，输出这周的平均温度，这周温度最高的是哪天，最低的是哪天
使用List接口的ArrayList来存储最高和最低气温
package com.chao.array;
import java.util.*;
//输入一周的气温，求平均气温，哪些天大于平均气温，哪些天小于平均气温
public class AverageTemperature {
public static void main(String args[ ]) {
//声明用到的变量
int count;
double sum,average;
sum=0;
double [ ]temperature=new double[7];
//创建一个 Scanner 类的对象，用它来获得用户的输入
Scanner sc=new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入七天的温度(从周一到周日)：");
for(count=0;count<temperature.length;count++)
{
System.out.print(getDayOfWeek(count + 1) + "的气温：");
//读取用户输入
temperature[count]=sc.nextDouble();
sum+=temperature[count];
}
average=sum/7;
System.out.println("本周的平均气温为："+average);
//寻找最高和最低气温的天数
double maxTemp = temperature[0];//最高气温
double minTemp = temperature[0];//最低气温
List<String> maxDays = new ArrayList<>();
maxDays.add("周一");
List<String> minDays = new ArrayList<>();
minDays.add("周一");
for (int i = 0; i < temperature.length; i++) {
double current = temperature[i];
//处理最高气温
if (current > maxTemp) {
maxTemp = current;
maxDays.clear();
maxDays.add(getDayOfWeek(i + 1));
} else if (current == maxTemp) {
maxDays.add(getDayOfWeek(i + 1));
}
//处理最低气温
if (current < minTemp) {
minTemp = current;
minDays.clear();
minDays.add((getDayOfWeek(i + 1)));
} else if (current == minTemp) {
minDays.add(getDayOfWeek(i + 1));
}
}
//输出最高气温的天数
System.out.print("最高气温出现在：");
for (int i = 0; i < maxDays.size(); i++) {
if (i > 0) {
System.out.println("、");
}
System.out.println(maxDays.get(i));
}
// System.out.println();
// 输出最低气温的天数
System.out.print("最低气温出现在：");
for (int i = 0; i < minDays.size(); i++) {
if (i > 0) {
System.out.print("、");
}
System.out.print(minDays.get(i));
}
System.out.println();
//比较各天气温与平均气温
for (count = 0; count < temperature.length; count++) {
String dayOfWeek = getDayOfWeek(count + 1);
if (temperature[count] < average)
System.out.println(dayOfWeek + "的气温低于平均气温");
else if (temperature[count] > average)
System.out.println(dayOfWeek + "的气温高于平均气温");
else
System.out.println(dayOfWeek + "的气温等于平均气温");
}
}
// 根据天数返回星期几
private static String getDayOfWeek(int day) {
switch (day) {
case 1:
return "周一";
case 2:
return "周二";
case 3:
return "周三";
case 4:
return "周四";
case 5:
return "周五";
case 6:
return "周六";
case 7:
return "周日";
default:
return "";
}
}
}
代码整体功能
这段代码的主要功能是：
-
输入一周七天的气温（从周一到周日）。
-
计算平均气温。
-
找出最高气温和最低气温对应的天数。
-
比较每一天的气温与平均气温，输出哪些天高于、低于或等于平均气温。
-
输出结果，包括平均气温、最高气温和最低气温对应的天数，以及每一天的气温比较结果。
代码结构
代码分为以下几个部分：
-
变量声明和初始化。
-
输入气温数据。
-
计算平均气温。
-
寻找最高气温和最低气温。
-
输出结果。
-
辅助方法
getDayOfWeek。
详细解释
1. 变量声明和初始化
int count;
double sum, average;
sum = 0;
double[] temperature = new double[7];-
count：用于循环计数。 -
sum：用于累加七天气温的总和。 -
average：用于存储平均气温。 -
temperature：一个长度为7的数组，用于存储每天的气温（从周一到周日）。
2. 输入气温数据
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入七天的温度（从周一到周日）：");
for (count = 0; count < temperature.length; count++) {
System.out.print(getDayOfWeek(count + 1) + "的气温：");
temperature[count] = sc.nextDouble();
sum += temperature[count];
}-
Scanner sc = new Scanner(System.in)：创建一个Scanner对象，用于从控制台读取用户输入。 -
System.out.println("请输入七天的温度（从周一到周日）：")：提示用户输入七天的气温。 -
for循环：-
循环7次（
temperature.length为7），依次输入每天的气温。 -
getDayOfWeek(count + 1)：调用辅助方法getDayOfWeek，将天数（1到7）转换为星期几（如“星期一”）。 -
System.out.print(getDayOfWeek(count + 1) + "的气温：")：动态生成每一天的输入提示（如“星期一的气温：”）。 -
temperature[count] = sc.nextDouble()：读取用户输入的气温，并存储到temperature数组中。 -
sum += temperature[count]：累加每天的气温，用于后续计算平均气温。
-
3. 计算平均气温
average = sum / 7;
System.out.println("平均气温为：" + average);-
average = sum / 7：计算七天的平均气温。 -
System.out.println("平均气温为：" + average)：输出平均气温。
4. 寻找最高气温和最低气温
double maxTemp = temperature[0];
double minTemp = temperature[0];
List<String> maxDays = new ArrayList<>();
maxDays.add(getDayOfWeek(1));
List<String> minDays = new ArrayList<>();
minDays.add(getDayOfWeek(1));
for (int i = 1; i < temperature.length; i++) {
double current = temperature[i];
// 处理最高气温
if (current > maxTemp) {
maxTemp = current;
maxDays.clear();
maxDays.add(getDayOfWeek(i + 1));
} else if (current == maxTemp) {
maxDays.add(getDayOfWeek(i + 1));
}
// 处理最低气温
if (current < minTemp) {
minTemp = current;
minDays.clear();
minDays.add(getDayOfWeek(i + 1));
} else if (current == minTemp) {
minDays.add(getDayOfWeek(i + 1));
}
}-
maxTemp和minTemp：分别用于存储最高气温和最低气温的初始值（初始值为第一天的气温）。 -
maxDays和minDays：分别用于存储最高气温和最低气温对应的天数（星期几）。 -
for循环：-
从第二天开始遍历气温数组。
-
处理最高气温：
-
如果当前气温
current大于maxTemp，则更新maxTemp，并清空maxDays列表，将当前天数加入列表。 -
如果当前气温等于
maxTemp，则将当前天数加入maxDays列表。
-
-
处理最低气温：
-
如果当前气温
current小于minTemp，则更新minTemp，并清空minDays列表，将当前天数加入列表。 -
如果当前气温等于
minTemp，则将当前天数加入minDays列表。
-
-
5. 输出结果
// 输出最高气温的天数
System.out.print("最高气温出现在：");
for (int i = 0; i < maxDays.size(); i++) {
if (i > 0) {
System.out.print("、");
}
System.out.print(maxDays.get(i));
}
System.out.println();
// 输出最低气温的天数
System.out.print("最低气温出现在：");
for (int i = 0; i < minDays.size(); i++) {
if (i > 0) {
System.out.print("、");
}
System.out.print(minDays.get(i));
}
System.out.println();
// 比较各天气温与平均气温
for (count = 0; count < temperature.length; count++) {
String dayOfWeek = getDayOfWeek(count + 1);
if (temperature[count] < average)
System.out.println(dayOfWeek + "的气温低于平均气温");
else if (temperature[count] > average)
System.out.println(dayOfWeek + "的气温高于平均气温");
else
System.out.println(dayOfWeek + "的气温等于平均气温");
}-
输出最高气温的天数：
-
遍历
maxDays列表，输出所有最高气温对应的星期几。 -
如果有多天，用顿号（“、”）分隔。
-
-
输出最低气温的天数：
-
遍历
minDays列表，输出所有最低气温对应的星期几。 -
如果有多天，用顿号（“、”）分隔。
-
-
比较各天气温与平均气温：
-
遍历气温数组，依次比较每一天的气温与平均气温。
-
根据比较结果，输出“低于”、“高于”或“等于”平均气温。
-
6. 辅助方法 getDayOfWeek
private static String getDayOfWeek(int day) {
switch (day) {
case 1:
return "星期一";
case 2:
return "星期二";
case 3:
return "星期三";
case 4:
return "星期四";
case 5:
return "星期五";
case 6:
return "星期六";
case 7:
return "星期日";
default:
return "";
}
}-
功能：将天数（1到7）转换为对应的星期几（如“星期一”）。
-
实现：
-
使用
switch语句，根据输入的day值返回对应的星期几。 -
如果
day不在1到7范围内，返回空字符串（不会发生，因为输入已经限制为7天）。
-
总结
这段代码通过以下步骤实现了功能：
-
输入数据：动态生成中文提示词，逐天输入气温。
-
计算平均气温：累加气温并计算平均值。
-
寻找最高和最低气温：遍历数组，记录最高和最低气温及其对应的天数。
-
输出结果：格式化输出平均气温、最高气温和最低气温的天数，以及每一天的气温比较结果。
