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1、JavaAPI開發(fā)開發(fā)Java集合框架集合框架(JCF：JavaCollectionsFramework)2010.5 2010.51引言：引言：集集合合框框架架用用來來表表示示和和操操作作集集合合的的一一組組接接口口與與類類。如如數(shù)數(shù)組、列表和隊列等。組、列表和隊列等。一一個個集集合合（也也稱稱容容器器）是是指指將將一一組組元元素素組組合合成成一一個個單單元的簡單對象。元的簡單對象。集合用于存儲、取回、操作和傳遞這些聚合的元素。集合用于存儲、取回、操作和傳遞這些聚合的元素。Java集集合合框框架架的的設(shè)設(shè)計計者者BlochJoshua，他他著著有有Java高高效編程。效編程。2本講內(nèi)容：本講

2、內(nèi)容：1、集合框架的概念、集合框架的概念2、Java語言中的集合語言中的集合3、Collection接口接口4、Set接口接口5、List接口接口6、Map接口接口31 1、集合框架的概念、集合框架的概念集合框架：是為表示和操作集合而規(guī)定的一種統(tǒng)一的、集合框架：是為表示和操作集合而規(guī)定的一種統(tǒng)一的、標準的體系結(jié)構(gòu)。標準的體系結(jié)構(gòu)。任何集合框架都包含三大塊內(nèi)容：對外的接口、接口的任何集合框架都包含三大塊內(nèi)容：對外的接口、接口的實現(xiàn)和對集合運算的算法。實現(xiàn)和對集合運算的算法。n接口：即表示集合的抽象數(shù)據(jù)類型。接口提供了讓我們對集合接口：即表示集合的抽象數(shù)據(jù)類型。接口提供了讓我們對集合中所表示的內(nèi)容

3、進行單獨操作的可能。中所表示的內(nèi)容進行單獨操作的可能。n實現(xiàn)：也就是集合框架中接口的具體實現(xiàn)。實際它們就是那些實現(xiàn)：也就是集合框架中接口的具體實現(xiàn)。實際它們就是那些可復(fù)用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?？蓮?fù)用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。n算法：在一個實現(xiàn)了某個集合框架中的接口的對象上，完成某算法：在一個實現(xiàn)了某個集合框架中的接口的對象上，完成某種有用的計算的方法，例如查找、排序等。種有用的計算的方法，例如查找、排序等。41 1、集合框架的概念、集合框架的概念集合框架對編程有什么好處呢？集合框架對編程有什么好處呢？n提高程序設(shè)計效率。提高程序設(shè)計效率。n提提高高程程序序速速度度和和質(zhì)質(zhì)量量。集集合合框框架架通通過過提提供供對對有有

4、用用的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和算算法法的的高高性性能能和和高高質(zhì)質(zhì)量量的的實實現(xiàn)現(xiàn)使使你你的的程程序速度和質(zhì)量得到提高。序速度和質(zhì)量得到提高。n集集合合框框架架鼓鼓勵勵軟軟件件的的復(fù)復(fù)用用。對對于于遵遵照照標標準準集集合合框框架架接口的新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是可復(fù)用的。接口的新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是可復(fù)用的。52 2、JavaJava語言中的集合語言中的集合Java2的集合框架，主要有三個接口：的集合框架，主要有三個接口：List、Set和和Map。其中，其中，List和和Set繼承了繼承了Collection，而，而Map則獨成一體。則獨成一體。62 2、JavaJava語言中的集合語言中的集合用用“集合框架集合

5、框架”設(shè)計軟件時，記住該框架四個基本接口的設(shè)計軟件時，記住該框架四個基本接口的層次結(jié)構(gòu)關(guān)系會有用處：層次結(jié)構(gòu)關(guān)系會有用處：nCollection接口是一組允許重復(fù)的對象。接口是一組允許重復(fù)的對象。nSet接口繼承接口繼承Collection，但不允許重復(fù)。，但不允許重復(fù)。nList接口繼承接口繼承Collection，允許重復(fù)，并引入位置下標。，允許重復(fù)，并引入位置下標。nMap接口既不繼承接口既不繼承Set也不繼承也不繼承Collection。72 2、JavaJava語言中的集合語言中的集合Java2框架主要有六個集合實現(xiàn)：框架主要有六個集合實現(xiàn)：接接口口實實現(xiàn)現(xiàn)SetHashSetTre

6、eSetListArrayListLinkedListMapHashMapTreeMap8集合集合的使用示例：的使用示例：說明：說明：n為為演演示示具具體體Set類類的的使使用用，下下面面的的程程序序創(chuàng)創(chuàng)建建了了一一個個HashSet，并并往里添加了一組名字，其中有個名字添加了兩次。往里添加了一組名字，其中有個名字添加了兩次。n程程序序把把集集中中名名字字的的列列表表打打印印出出來來，演演示示了了重重復(fù)復(fù)的的名名字字沒沒有有出出現(xiàn)現(xiàn)。接著，程序把集作為接著，程序把集作為TreeSet來處理，并顯示有序的列表。來處理，并顯示有序的列表。9集合集合的使用示例：的使用示例：import java.u

7、til.*;public class SetExample public static void main(String args)Set set=new HashSet();set.add(Bernadine);set.add(Elizabeth);set.add(Gene);set.add(Elizabeth);set.add(Clara);System.out.println(set);Set sortedSet=new TreeSet(set);System.out.println(sortedSet);Bernadine,Gene,Clara,ElizabethBernadine,C

8、lara,Elizabeth,Gene103 3、CollectionCollection接口接口該該接接口口支支持持添添加加和和除除去去等等基基本本操操作作。設(shè)設(shè)法法除除去去一一個個元元素素時時，如如果果這這個元素存在，除去的僅僅是集合中此元素的一個實例。個元素存在，除去的僅僅是集合中此元素的一個實例。nbooleanadd(Objectelement)nbooleanremove(Objectelement)Collection接口還支持查詢操作：接口還支持查詢操作：nintsize()nbooleanisEmpty():是否為空是否為空nbooleancontains(Objectele

9、ment)nIteratoriterator()11Iterator接口的用法說明：接口的用法說明：Java的的集集合合框框架架給給出出了了一一個個Iterator可可以以操操作作一一個個Collection，而而不不需需知道這個知道這個Collection的具體實現(xiàn)類型是什么。的具體實現(xiàn)類型是什么。Collection接接口口的的iterator()方方法法返返回回一一個個Iterator。使使用用Iterator接接口方法，可以從頭至尾遍歷集合。口方法，可以從頭至尾遍歷集合。用法舉例：用法舉例：Collectioncollection=.;Iteratoriterator=collecti

10、on.iterator();while(iterator.hasNext()Objectelement=iterator.next();123 3、CollectionCollection接口接口組組操操作作：要要么么是是作作用用于于元元素素組組的的任任務(wù)務(wù)，要要么么是是同同時時作作用用于整個集合的任務(wù)。于整個集合的任務(wù)。nbooleancontainsAll(Collectioncollection)nbooleanaddAll(Collectioncollection)nvoidclear()nvoidremoveAll(Collectioncollection)nvoidretainAl

11、l(Collectioncollection)133 3、CollectionCollection接口接口containsAll方方法法：允允許許您您查查找找當(dāng)當(dāng)前前集集合合是是否否包包含含了了另另一一個個集集合合的的所所有有元素，即另一個集合是否是當(dāng)前集合的子集。元素，即另一個集合是否是當(dāng)前集合的子集。addAll方方法法：確確保保另另一一個個集集合合中中的的所所有有元元素素都都被被添添加加到到當(dāng)當(dāng)前前的的集集合合中，通常稱為并。中，通常稱為并。clear方法：從當(dāng)前集合中除去所有元素。方法：從當(dāng)前集合中除去所有元素。removeAll：方法類似于：方法類似于clear()，但只除去了元素的

12、一個子集。，但只除去了元素的一個子集。retainAll方方法法：類類似似于于removeAll()方方法法，它它從從當(dāng)當(dāng)前前集集合合中中除除去去不不屬于另一個集合的元素，即交。屬于另一個集合的元素，即交。144 4、SetSet接口接口Set接接口口擴擴展展了了Collection接接口口，且且根根據(jù)據(jù)定定義義它它也也禁禁止止在在集集合合中中出出現(xiàn)現(xiàn)重重復(fù)復(fù)元元素素。它它采采用用所所有有原原始始方方法法，并并且且未未引引入任何新方法。入任何新方法。集集合合框框架架為為Set接接口口提提供供了了兩兩種種通通用用實實現(xiàn)現(xiàn)：HashSet和和TreeSet。HashSet來存儲不重復(fù)的集合。來存儲

13、不重復(fù)的集合。當(dāng)當(dāng)需需要要以以一一種種排排序序的的方方式式從從集集合合中中提提取取元元素素的的時時候候，TreeSet實實現(xiàn)現(xiàn)很很有有用用。為為了了正正確確運運行行，添添加加到到TreeSet中中的的元元素素必必須須是是可可排排序序的的。通通常常將將元元素素添添加加到到HashSet，然然后后將將該該集集合合轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換成成一一個個TreeSet進進行行排排序序遍遍歷歷，這這樣樣更更快一些?？煲恍?。155 5、ListList接口接口List接接口口對對Collection進進行行了了簡簡單單的的擴擴充充，可可以以將將任任何何東東西放到一個西放到一個List容器中，并在需要時從中取出。容器中，并在

14、需要時從中取出。次次序序是是List最最重重要要的的特特點點；它它確確保保維維護護元元素素特特定定的的順順序序。List為為Collection添添加加了了許許多多方方法法，使使得得能能夠夠向向List中中間間插插入與移除元素。入與移除元素?？梢栽诳梢栽贚ist中間插入和刪除元素。中間插入和刪除元素。它它的的具具體體實實現(xiàn)現(xiàn)類類常常用用的的有有ArrayList和和LinkedList。在在具具體應(yīng)用時可以根據(jù)需要自由選擇。體應(yīng)用時可以根據(jù)需要自由選擇。16（1 1）ArrayListArrayList從從其其命命名名中中可可以以看看出出它它是是一一種種類類似似數(shù)數(shù)組組的的形形式式進進行行存存

15、儲儲，因此它的隨機訪問速度極快。因此它的隨機訪問速度極快。它它允允許許對對元元素素進進行行快快速速隨隨機機訪訪問問，但但是是向向List中中間間插插入入與與移除元素的速度很慢。移除元素的速度很慢。特點：底層為數(shù)組，刪除插入效率低，查詢效率高。特點：底層為數(shù)組，刪除插入效率低，查詢效率高。17（1 1）ArrayListArrayListArrayList遍遍歷歷有有兩兩種種遍遍歷歷方方式式，非非通通用用方方式式，即即通通過過size()方法，方法，for循環(huán)。循環(huán)。ArrayListal=newArrayList();al.add(newInteger(10000);al.add(newInt

16、eger(200000);al.add(newInteger(1000000);for(inti=0;ial.size();i+)System.out.println(al.get(i);18（1 1）ArrayListArrayList通用方式，即用迭代器。通用方式，即用迭代器。printCollection(Collectionc)Iteratorit=c.iterator();while(it.hasNext()it.next();19（2 2）LinkedListLinkedListLinkedList:LinkedList的的內(nèi)內(nèi)部部實實現(xiàn)現(xiàn)是是鏈鏈表表，它它適適合合于于在在鏈表中間需要頻繁進行插入和刪除操作。鏈表中間需要頻繁進行插入和刪除操作。LinkedList，可用于構(gòu)建堆棧，或者隊列。，可用于構(gòu)建堆棧，或者隊列。底層為雙向循環(huán)鏈表底層為雙向循環(huán)鏈表:20（2 2）LinkedListLinkedList可可以以雙雙向向找找到到前前后后的的節(jié)節(jié)點點，最最后后頭頭尾尾鏈鏈接接，形形成成一一個個環(huán)環(huán)狀。狀。特點：查尋效率低（從頭節(jié)點遍歷），插入刪除效率高。特點：查尋效率低（