Java基礎——Java重點基礎之集合框架（三）

一，HashSet存儲字符串並遍歷

• A:Set集合概述及特點
  • 通過API查看即可

• B:案例演示

  • HashSet存儲字符串並遍歷

  • HashSet<String> hs = new HashSet<>();
    boolean b1 = hs.add("a");
    boolean b2 = hs.add("a");           //當存儲不成功的時候,返回false
    
    System.out.println(b1);
    System.out.println(b2);
    for(String s : hs) {
        System.out.println(s);
    }

二，HashSet存儲自定義對象保證元素唯一性

重寫hashCode()和equals()方法， 如果hashCode()方法的返回值不相同，則不用再調用equals方法。

三，HashSet存儲自定義對象保證元素唯一性圖解及代碼優化

• A:畫圖演示
  • 畫圖說明比較過程
• B:代碼優化
  • 爲了減少比較，優化hashCode()代碼寫法。
  • 最終版就是自動生成即可。

四，HashSet如何保證元素唯一性的原理

• 1.HashSet原理
  • 我們使用Set集合都是需要去掉重複元素的, 如果在存儲的時候逐個equals()比較, 效率較低,哈希算法提高了去重複的效率, 降低了使用equals()方法的次數
  • 當HashSet調用add()方法存儲對象的時候, 先調用對象的hashCode()方法得到一個哈希值, 然後在集合中查找是否有哈希值相同的對象
    • 如果沒有哈希值相同的對象就直接存入集合
    • 如果有哈希值相同的對象, 就和哈希值相同的對象逐個進行equals()比較,比較結果爲false就存入, true則不存
• 2.將自定義類的對象存入HashSet去重複
  • 類中必須重寫hashCode()和equals()方法
  • hashCode(): 屬性相同的對象返回值必須相同, 屬性不同的返回值儘量不同(提高效率)
  • equals(): 屬性相同返回true, 屬性不同返回false,返回false的時候存儲

五，LinkedHashSet的概述和使用

• LinkedHashSet的特點
  • 底層是鏈表實現的,是set集合中唯一一個能保證怎麼存就怎麼取的集合對象
  • 因爲是HashSet的子類,所以也是保證元素唯一的,與HashSet的原理一樣

六，練習

• 需求：編寫一個程序，獲取10個1至20的隨機數，要求隨機數不能重複。並把最終的隨機數輸出到控制檯。

• HashSet<Integer> hs = new HashSet<>();      //創建集合對象
  Random r = new Random();                    //創建隨機數對象
  
  while(hs.size() < 10) {
      int num = r.nextInt(20) + 1;            //生成1到20的隨機數
      hs.add(num);
  }
  
  for (Integer integer : hs) {                //遍歷集合
      System.out.println(integer);            //打印每一個元素
  }

七，練習

• 使用Scanner從鍵盤讀取一行輸入,去掉其中重複字符, 打印出不同的那些字符

Scanner sc = new Scanner(System.in);            //創建鍵盤錄入對象
System.out.println("請輸入一行字符串:");
String line = sc.nextLine();                    //將鍵盤錄入的字符串存儲在line中
char[] arr = line.toCharArray();                //將字符串轉換成字符數組
HashSet<Character> hs = new HashSet<>();        //創建HashSet集合對象

for(char c : arr) {                             //遍歷字符數組
    hs.add(c);                                  //將字符數組中的字符添加到集合中
}

for (Character ch : hs) {                       //遍歷集合
    System.out.println(ch);
}

八，練習

• 將集合中的重複元素去掉

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

        System.out.println(list);
        System.out.println("去除重複後:");
        getSingle(list);
        System.out.println(list);
    }

    /*
     * 將集合中的重複元素去掉
     * 1,void
     * 2,List<String> list
     */

    public static void getSingle(List<String> list) {
        LinkedHashSet<String> lhs = new LinkedHashSet<>();
        lhs.addAll(list);                                   //將list集合中的所有元素添加到lhs
        list.clear();                                       //清空原集合
        list.addAll(lhs);                                   //將去除重複的元素添回到list中
    }

九，TreeSet存儲Integer類型的元素並遍歷

                TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<>();
		ts.add(3);
		ts.add(1);
		ts.add(1);
		ts.add(2);
		ts.add(2);
		ts.add(3);
		ts.add(3);
		
		System.out.println(ts);

運行結果：

十，TreeSet存儲自定義對象

• 存儲Person對象，Person對象需要具備可比較性，就是實現Comparable接口，重寫compareTo()方法。

十一，TreeSet保證元素唯一和自然排序的原理和圖解

十二，

十三，

十四，TreeSet存儲自定義對象並遍歷練習1

• TreeSet存儲自定義對象並遍歷練習1(按照姓名排序)

• //按照姓名排序
  	public int compareTo(Person o) {
  		int num = this.name.compareTo(o.name);		//姓名是主要條件
  		return num == 0 ? this.age - o.age : num;	//年齡是次要條件
  	}

  
  

十五，TreeSet存儲自定義對象並遍歷練習2

• TreeSet存儲自定義對象並遍歷練習2(按照姓名的長度排序)

• class CompareByLen implements Comparator<String> {
  
  	@Override
  	public int compare(String s1, String s2) {		//按照字符串的長度比較
  		int num = s1.length() - s2.length();		//長度爲主要條件
  		return num == 0 ? s1.compareTo(s2) : num;	//內容爲次要條件
  	}
  	
  }

  
  

十六，TreeSet保證元素唯一和比較器排序的原理及代碼實現

十七，TreeSet原理

• 1.特點
  • TreeSet是用來排序的, 可以指定一個順序, 對象存入之後會按照指定的順序排列
• 2.使用方式
  • a.自然順序(Comparable)
    • TreeSet類的add()方法中會把存入的對象提升爲Comparable類型
    • 調用對象的compareTo()方法和集合中的對象比較
    • 根據compareTo()方法返回的結果進行存儲
  • b.比較器順序(Comparator)
    • 創建TreeSet的時候可以制定 一個Comparator
    • 如果傳入了Comparator的子類對象, 那麼TreeSet就會按照比較器中的順序排序
    • add()方法內部會自動調用Comparator接口中compare()方法排序
    • 調用的對象是compare方法的第一個參數,集合中的對象是compare方法的第二個參數
  • c.兩種方式的區別
    • TreeSet構造函數什麼都不傳, 默認按照類中Comparable的順序(沒有就報錯ClassCastException)
    • TreeSet如果傳入Comparator, 就優先按照Comparator

十八，練習

• 在一個集合中存儲了無序並且重複的字符串,定義一個方法,讓其有序(字典順序),而且還不能去除重複

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

        sort(list);
        System.out.println(list);
    }

    /*
     * 對集合中的元素排序,並保留重複
     * 1,void
     * 2,List<String> list
     */
    public static void sort(List<String> list) {
        TreeSet<String> ts = new TreeSet<>(new Comparator<String>() {       //定義比較器(new Comparator(){}是Comparator的子類對象)

            @Override
            public int compare(String s1, String s2) {                      //重寫compare方法
                int num = s1.compareTo(s2);                                 //比較內容
                return num == 0 ? 1 : num;                                  //如果內容一樣返回一個不爲0的數字即可
            }
        });

        ts.addAll(list);                                                    //將list集合中的所有元素添加到ts中
        list.clear();                                                       //清空list
        list.addAll(ts);                                                    //將ts中排序並保留重複的結果在添加到list中
    }

十九，練習

• 從鍵盤接收一個字符串, 程序對其中所有字符進行排序,例如鍵盤輸入: helloitcast程序打印:acehillostt

Scanner sc = new Scanner(System.in);            //創建鍵盤錄入對象
System.out.println("請輸入一行字符串:");
String line = sc.nextLine();                    //將鍵盤錄入的字符串存儲在line中
char[] arr = line.toCharArray();                //將字符串轉換成字符數組
TreeSet<Character> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Character>() {

    @Override
    public int compare(Character c1, Character c2) {
        //int num = c1.compareTo(c2);
        int num = c1 - c2;                  //自動拆箱
        return num == 0 ? 1 : num;
    }
});

for(char c : arr) {
    ts.add(c);
}

for(Character ch : ts) {
    System.out.print(ch);
}

二十，練習

• 程序啓動後, 可以從鍵盤輸入接收多個整數, 直到輸入quit時結束輸入.

• Scanner sc = new Scanner(System.in); //創建鍵盤錄入對象 
  		 System.out.println("請輸入:"); 
  		 TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Integer>() {//將比較器傳給TreeSet的構造方法
  	        @Override
  	        public int compare(Integer i1, Integer i2) {
  	            //int num = i2 - i1;                    //自動拆箱
  	            int num = i2.compareTo(i1);
  	            return num == 0 ? 1 : num;
  	        }
  	    });
  
  	    while(true) {
  	        String line = sc.nextLine();            //將鍵盤錄入的字符串存儲在line中
  	        if("quit".equals(line))                 //如果字符串常量和變量比較,常量放前面,這樣不會出現空指針異常,變量裏面可能存儲null
  	            break;
  	        try {
  	            int num = Integer.parseInt(line);       //將數字字符串轉換成數字
  	            ts.add(num);
  	        } catch (Exception e) {
  	            System.out.println("您錄入的數據有誤,請輸入一個整數");
  	        }
  
  	    }
  
  	    for (Integer i : ts) {                      //遍歷TreeSet集合
  	        System.out.println(i);
  	    }

二十一,鍵盤錄入學生信息按照總分排序後輸出在控制檯

<ul><li><p>需求：鍵盤錄入5個學生信息(姓名,語文成績,數學成績,英語成績),按照總分從高到低輸出到控制檯</p></li><li><p><pre class="java" name="code">Scanner sc = new Scanner(System.in);
		System.out.println("請輸入5個學生成績格式是:(姓名,語文成績,數學成績,英語成績)"); 
		TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Student>() { 
			@Override 
			public int compare(Student s1, Student s2) { 
				int num = s2.getSum() - s1.getSum(); //根據學生的總成績降序排列 
				return num == 0 ? 1 : num;
			} 
		});
			
		while(ts.size() < 5) {
		    String line = sc.nextLine();
		    try {
		        String[] arr = line.split(",");
		        int chinese = Integer.parseInt(arr[1]);             //轉換語文成績
		        int math = Integer.parseInt(arr[2]);                //轉換數學成績
		        int english = Integer.parseInt(arr[3]);             //轉換英語成績
		        ts.add(new Student(arr[0], chinese, math, english));
		    } catch (Exception e) {
		        System.out.println("錄入格式有誤,輸入5個學生成績格式是:(姓名,語文成績,數學成績,英語成績");
		    }

		}

		System.out.println("排序後的學生成績是:");
		for (Student s : ts) {
		    System.out.println(s);
		}

二十二，總結

• 1.List
  • a.普通for循環, 使用get()逐個獲取
  • b.調用iterator()方法得到Iterator, 使用hasNext()和next()方法
  • c.增強for循環, 只要可以使用Iterator的類都可以用
  • d.Vector集合可以使用Enumeration的hasMoreElements()和nextElement()方法
• 2.Set
  • a.調用iterator()方法得到Iterator, 使用hasNext()和next()方法
  • b.增強for循環, 只要可以使用Iterator的類都可以用
• 3.普通for循環,迭代器,增強for循環是否可以在遍歷的過程中刪除