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11 List、Set

2021/1/28 22:36:43 文章标签:

11 List、Set、数据结构、Collections 主要内容 数据结构List集合Set集合Collections 教学目标 能够说出List集合特点 能够说出常见的数据结构 能够说出数组结构特点 能够说出栈结构特点 能够说出队列结构特点 能够说出单向链表结构特点 能够说出Set集合的特点 能够说出哈希…

11 List、Set、数据结构、Collections

主要内容

  • 数据结构
  • List集合
  • Set集合
  • Collections

教学目标

  • 能够说出List集合特点
  • 能够说出常见的数据结构
  • 能够说出数组结构特点
  • 能够说出栈结构特点
  • 能够说出队列结构特点
  • 能够说出单向链表结构特点
  • 能够说出Set集合的特点
  • 能够说出哈希表的特点
  • 使用HashSet集合存储自定义元素
  • 能够说出可变参数的格式
  • 能够使用集合工具类
  • 能够使用Comparator比较器进行排序

第一章 数据结构

2.1 数据结构有什么用?

当你用着java里面的容器类很爽的时候,你有没有想过,怎么ArrayList就像一个无限扩充的数组,也好像链表之类的。好用吗?好用,这就是数据结构的用处,只不过你在不知不觉中使用了。

现实世界的存储,我们使用的工具和建模。每种数据结构有自己的优点和缺点,想想如果Google的数据用的是数组的存储,我们还能方便地查询到所需要的数据吗?而算法,在这么多的数据中如何做到最快的插入,查找,删除,也是在追求更快。

我们java是面向对象的语言,就好似自动档轿车,C语言好似手动档吉普。数据结构呢?是变速箱的工作原理。你完全可以不知道变速箱怎样工作,就把自动档的车子从 A点 开到 B点,而且未必就比懂得的人慢。写程序这件事,和开车一样,经验可以起到很大作用,但如果你不知道底层是怎么工作的,就永远只能开车,既不会修车,也不能造车。当然了,数据结构内容比较多,细细的学起来也是相对费功夫的,不可能达到一蹴而就。我们将常见的数据结构:堆栈、队列、数组、链表和红黑树 这几种给大家介绍一下,作为数据结构的入门,了解一下它们的特点即可。

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2.2 常见的数据结构

数据存储的常用结构有:栈、队列、数组、链表和红黑树。我们分别来了解一下:

  • stack,又称堆栈,它是运算受限的线性表,其限制是仅允许在标的一端进行插入和删除操作,不允许在其他任何位置进行添加、查找、删除等操作。

简单的说:采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点

  • 先进后出(即,存进去的元素,要在后它后面的元素依次取出后,才能取出该元素)。例如,子弹压进弹夹,先压进去的子弹在下面,后压进去的子弹在上面,当开枪时,先弹出上面的子弹,然后才能弹出下面的子弹。

  • 栈的入口、出口的都是栈的顶端位置。

这里两个名词需要注意:

  • 压栈:就是存元素。即,把元素存储到栈的顶端位置,栈中已有元素依次向栈底方向移动一个位置。
  • 弹栈:就是取元素。即,把栈的顶端位置元素取出,栈中已有元素依次向栈顶方向移动一个位置。

队列

  • 队列queue,简称队,它同堆栈一样,也是一种运算受限的线性表,其限制是仅允许在表的一端进行插入,而在表的另一端进行删除。

简单的说,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:

  • 先进先出(即,存进去的元素,要在后它前面的元素依次取出后,才能取出该元素)。例如,小火车过山洞,车头先进去,车尾后进去;车头先出来,车尾后出来。
  • 队列的入口、出口各占一侧。例如,下图中的左侧为入口,右侧为出口。

在这里插入图片描述

数组

  • 数组:Array,是有序的元素序列,数组是在内存中开辟一段连续的空间,并在此空间存放元素。就像是一排出租屋,有100个房间,从001到100每个房间都有固定编号,通过编号就可以快速找到租房子的人。

简单的说,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:

  • 查找元素快:通过索引,可以快速访问指定位置的元素

  • 增删元素慢

  • 指定索引位置增加元素:需要创建一个新数组,将指定新元素存储在指定索引位置,再把原数组元素根据索引,复制到新数组对应索引的位置。如下图[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-XQuD6ADm-1611837184196)(img/数组添加.png)]

  • **指定索引位置删除元素:**需要创建一个新数组,把原数组元素根据索引,复制到新数组对应索引的位置,原数组中指定索引位置元素不复制到新数组中。

在这里插入图片描述

链表

  • 链表:linked list,由一系列结点node(链表中每一个元素称为结点)组成,结点可以在运行时i动态生成。每个结点包括两个部分:一个是存储数据元素的数据域,另一个是存储下一个结点地址的指针域。我们常说的链表结构有单向链表与双向链表,那么这里给大家介绍的是单向链表

简单的说,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:

  • 多个结点之间,通过地址进行连接。例如,多个人手拉手,每个人使用自己的右手拉住下个人的左手,依次类推,这样多个人就连在一起了。

  • 查找元素慢:想查找某个元素,需要通过连接的节点,依次向后查找指定元素

  • 增删元素快:

    • 增加元素:只需要修改连接下个元素的地址即可。

    • 删除元素:只需要修改连接下个元素的地址即可。

红黑树

  • 二叉树binary tree ,是每个结点不超过2的有序树(tree)

简单的理解,就是一种类似于我们生活中树的结构,只不过每个结点上都最多只能有两个子结点。

二叉树是每个节点最多有两个子树的树结构。顶上的叫根结点,两边被称作“左子树”和“右子树”。

如图:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1TPDIFIF-1611837184206)(img\二叉树.bmp)]

我们要说的是二叉树的一种比较有意思的叫做红黑树,红黑树本身就是一颗二叉查找树,将节点插入后,该树仍然是一颗二叉查找树。也就意味着,树的键值仍然是有序的。

红黑树的约束:

  1. 节点可以是红色的或者黑色的

  2. 根节点是黑色的

  3. 叶子节点(特指空节点)是黑色的

  4. 每个红色节点的子节点都是黑色的

  5. 任何一个节点到其每一个叶子节点的所有路径上黑色节点数相同

红黑树的特点:

​ 速度特别快,趋近平衡树,查找叶子元素最少和最多次数不多于二倍

在这里插入图片描述

第二章 List集合

我们掌握了Collection接口的使用后,再来看看Collection接口中的子类,他们都具备那些特性呢?

接下来,我们一起学习Collection中的常用几个子类(java.util.List集合、java.util.Set集合)。

1.1 List接口介绍

java.util.List接口继承自Collection接口,是单列集合的一个重要分支,习惯性地会将实现了List接口的对象称为List集合。在List集合中允许出现重复的元素,所有的元素是以一种线性方式进行存储的,在程序中可以通过索引来访问集合中的指定元素。另外,List集合还有一个特点就是元素有序,即元素的存入顺序和取出顺序一致。

看完API,我们总结一下:

List接口特点:

  1. 它是一个元素存取有序的集合。例如,存元素的顺序是11、22、33。那么集合中,元素的存储就是按照11、22、33的顺序完成的)。
  2. 它是一个带有索引的集合,通过索引就可以精确的操作集合中的元素(与数组的索引是一个道理)。
  3. 集合中可以有重复的元素,通过元素的equals方法,来比较是否为重复的元素。

tips:我们在基础班的时候已经学习过List接口的子类java.util.ArrayList类,该类中的方法都是来自List中定义。

1.2 List接口中常用方法

List作为Collection集合的子接口,不但继承了Collection接口中的全部方法,而且还增加了一些根据元素索引来操作集合的特有方法,如下:

  • public void add(int index, E element): 将指定的元素,添加到该集合中的指定位置上。
  • public E get(int index):返回集合中指定位置的元素。
  • public E remove(int index): 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。
  • public E set(int index, E element):用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。

List集合特有的方法都是跟索引相关,我们在基础班都学习过,那么我们再来复习一遍吧:

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
		//创建一个List集合对象,多态
        List<String> list = new ArrayList<>();
        //使用add方法往集合中添加元素
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("d");
        list.add("a");
        //打印集合
        System.out.println(list);//[a, b, c, d, a]  不是地址重写了toString

        //public void add(int index, E element): 将指定的元素,添加到该集合中的指定位置上。
        //在c和d之间添加一个itheima
        list.add(3,"itheima");//[a, b, c, itheima, d, a]
        System.out.println(list);

        //public E remove(int index): 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。
        //移除元素
        String removeE = list.remove(2);
        System.out.println("被移除的元素:"+removeE);//被移除的元素:c
        System.out.println(list);//[a, b, itheima, d, a]

        //public E set(int index, E element):用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。
        //把最后一个a,替换为A
        String setE = list.set(4, "A");
        System.out.println("被替换的元素:"+setE);//被替换的元素:a
        System.out.println(list);//[a, b, itheima, d, A]

        //List集合遍历有3种方式
        //使用普通的for循环
        for(int i=0; i<list.size(); i++){
            //public E get(int index):返回集合中指定位置的元素。
            String s = list.get(i);
            System.out.println(s);
        }
        System.out.println("-----------------");
        //使用迭代器
        Iterator<String> it = list.iterator();
        while(it.hasNext()){
            String s = it.next();
            System.out.println(s);
        }
        System.out.println("-----------------");
        //使用增强for
        for (String s : list) {
            System.out.println(s);
        }

        String r = list.get(5);//IndexOutOfBoundsException: Index 5 out-of-bounds for length 5
        System.out.println(r);	}
}

第三章 List的子类

3.1 ArrayList集合

java.util.ArrayList集合数据存储的结构是数组结构。元素增删慢,查找快,由于日常开发中使用最多的功能为****查询数据**、遍历数据,所以ArrayList是最常用的集合**。

许多程序员开发时非常随意地使用ArrayList完成任何需求,并不严谨,这种用法是不提倡的。

3.2 LinkedList集合

java.util.LinkedList集合数据存储的结构是链表结构。方便元素添加、删除的集合

LinkedList是一个双向链表,那么双向链表是什么样子的呢,我们用个图了解下

在这里插入图片描述

实际开发中对一个集合元素的添加与删除经常涉及到首尾操作,而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。这些方法我们作为了解即可:

  • public void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
  • public void addLast(E e):将指定元素添加到此列表的结尾。
  • public E getFirst():返回此列表的第一个元素。
  • public E getLast():返回此列表的最后一个元素。
  • public E removeFirst():移除并返回此列表的第一个元素。
  • public E removeLast():移除并返回此列表的最后一个元素。
  • public E pop():从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。
  • public void push(E e):将元素推入此列表所表示的堆栈。
  • public boolean isEmpty():如果列表不包含元素,则返回true。

LinkedList是List的子类,List中的方法LinkedList都是可以使用,这里就不做详细介绍,我们只需要了解LinkedList的特有方法即可。在开发时,LinkedList集合也可以作为堆栈,队列的结构使用。(了解即可)

方法演示:

public class Demo02LinkedList {
    public static void main(String[] args) {
        show03();
    }
    /*
        - public E removeFirst():移除并返回此列表的第一个元素。
        - public E removeLast():移除并返回此列表的最后一个元素。
        - public E pop():从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。此方法相当于 removeFirst
     */
    private static void show03() {
        //创建LinkedList集合对象
        LinkedList<String> linked = new LinkedList<>();
        //使用add方法往集合中添加元素
        linked.add("a");
        linked.add("b");
        linked.add("c");
        System.out.println(linked);//[a, b, c]

        //String first = linked.removeFirst();
        String first = linked.pop();
        System.out.println("被移除的第一个元素:"+first);
        String last = linked.removeLast();
        System.out.println("被移除的最后一个元素:"+last);
        System.out.println(linked);//[b]
    }

    /*
        - public E getFirst():返回此列表的第一个元素。
        - public E getLast():返回此列表的最后一个元素。
     */
    private static void show02() {
        //创建LinkedList集合对象
        LinkedList<String> linked = new LinkedList<>();
        //使用add方法往集合中添加元素
        linked.add("a");
        linked.add("b");
        linked.add("c");

        //linked.clear();//清空集合中的元素 在获取集合中的元素会抛出NoSuchElementException

        //public boolean isEmpty():如果列表不包含元素,则返回true。
        if(!linked.isEmpty()){
            String first = linked.getFirst();
            System.out.println(first);//a
            String last = linked.getLast();
            System.out.println(last);//c
        }
    }

    /*
        - public void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
        - public void addLast(E e):将指定元素添加到此列表的结尾。
        - public void push(E e):将元素推入此列表所表示的堆栈。此方法等效于 addFirst(E)。
     */
    private static void show01() {
        //创建LinkedList集合对象
        LinkedList<String> linked = new LinkedList<>();
        //使用add方法往集合中添加元素
        linked.add("a");
        linked.add("b");
        linked.add("c");
        System.out.println(linked);//[a, b, c]

        //public void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
        //linked.addFirst("www");
        linked.push("www");
        System.out.println(linked);//[www, a, b, c]

        //public void addLast(E e):将指定元素添加到此列表的结尾。此方法等效于 add()
        linked.addLast("com");
        System.out.println(linked);//[www, a, b, c, com]
    }
}

第四章 Set接口

java.util.Set接口和java.util.List接口一样,同样继承自Collection接口,它与Collection接口中的方法基本一致,并没有对Collection接口进行功能上的扩充,只是比Collection接口更加严格了。与List接口不同的是,Set接口中元素无序,并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。

java.util.Set接口 extends Collection接口
Set接口的特点:
1.不允许存储重复的元素
2.没有索引,没有带索引的方法,也不能使用普通的for循环遍历
java.util.HashSet集合 implements Set接口

Set集合有多个子类,这里我们介绍其中的java.util.HashSetjava.util.LinkedHashSet这两个集合。

tips:Set集合取出元素的方式可以采用:迭代器、增强for。

3.1 HashSet集合介绍

java.util.HashSetSet接口的一个实现类,它所存储的元素是不可重复的,并且元素都是无序的(即存取顺序不一致)。java.util.HashSet底层的实现其实是一个java.util.HashMap支持,由于我们暂时还未学习,先做了解。

HashSet是根据对象的哈希值来确定元素在集合中的存储位置,因此具有良好的存取和查找性能。保证元素唯一性的方式依赖于:hashCodeequals方法。

我们先来使用一下Set集合存储,看下现象,再进行原理的讲解:

public class HashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建 Set集合
        HashSet<String>  set = new HashSet<String>();

        //添加元素
        set.add(new String("cba"));
        set.add("abc");
        set.add("bac"); 
        set.add("cba");  
        //遍历
        for (String name : set) {
            System.out.println(name);
        }
    }
}

输出结果如下,说明集合中不能存储重复元素:

cba
abc
bac

tips:根据结果我们发现字符串"cba"只存储了一个,也就是说重复的元素set集合不存储。

2.2 HashSet集合存储数据的结构(哈希表)

什么是哈希表呢?

哈希值:是一个十进制的整数,由系统随机给出(就是对象的地址值,是一个逻辑地址,是模拟出来得到地址,不是数据实际存储的物理地址)
在Object类有一个方法,可以获取对象的哈希值
int hashCode() 返回该对象的哈希码值。
hashCode方法的源码:
public native int hashCode();
native:代表该方法调用的是本地操作系统的方法

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age &&
                Objects.equals(name, person.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}
public class Demo01HashCode {
    public static void main(String[] args) {
        //Person类继承了Object类,所以可以使用Object类的hashCode方法
        Person p1 = new Person();
        int h1 = p1.hashCode();
        System.out.println(h1);//1967205423 

        Person p2 = new Person();
        int h2 = p2.hashCode();
        System.out.println(h2);//42121758   

        /*
            toString方法的源码:
                return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
         */
        System.out.println(p1);//com.itheima.demo03.hashCode.Person@75412c2f
        System.out.println(p2);//com.itheima.demo03.hashCode.Person@282ba1e
        System.out.println(p1==p2);//false

        /*
            String类的哈希值
                String类重写Obejct类的hashCode方法
         */
        String s1 = new String("abc");
        String s2 = new String("abc");
        System.out.println(s1.hashCode());//96354
        System.out.println(s2.hashCode());//96354

        System.out.println("重地".hashCode());//1179395
        System.out.println("通话".hashCode());//1179395
    }
}

JDK1.8之前,哈希表底层采用数组+链表实现,即使用链表处理冲突,同一hash值的链表都存储在一个链表里。但是当位于一个桶中的元素较多,即hash值相等的元素较多时,通过key值依次查找的效率较低。而JDK1.8中,哈希表存储采用数组+链表+红黑树实现,当链表长度超过阈值(8)时,将链表转换为红黑树,这样大大减少了查找时间。

简单的来说,哈希表是由数组+链表+红黑树(JDK1.8增加了红黑树部分)实现的,如下图所示。
在这里插入图片描述
看到这张图就有人要问了,这个是怎么存储的呢?

为了方便大家的理解我们结合一个存储流程图来说明一下:

        //创建HashSet集合对象
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        String s1 = new String("abc");
        String s2 = new String("abc");
        set.add(s1);
        set.add(s2);
        set.add("重地");
        set.add("通话");
        set.add("abc");
        System.out.println(set);//[重地, 通话, abc]

在这里插入图片描述
总而言之,JDK1.8引入红黑树大程度优化了HashMap的性能,那么对于我们来讲保证HashSet集合元素的唯一,其实就是根据对象的hashCode和equals方法来决定的。如果我们往集合中存放自定义的对象,那么保证其唯一,就必须复写hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式。

2.3 HashSet存储自定义类型元素

给HashSet中存放自定义类型元素时,需要重写对象中的hashCode和equals方法,建立自己的比较方式,才能保证HashSet集合中的对象唯一

public class Demo01Set {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        //使用add方法往集合中添加元素
        set.add(1);
        set.add(3);
        set.add(2);
        set.add(1);
        //使用迭代器遍历set集合
        Iterator<Integer> it = set.iterator();
        while (it.hasNext()){
            Integer n = it.next();
            System.out.println(n);//1,2,3
        }
        //使用增强for遍历set集合
        System.out.println("-----------------");
        for (Integer i : set) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

创建自定义Student类
必须重写hashCode方法和equals方法

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o)
            return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass())
            return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age &&
               Objects.equals(name, student.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}
public class HashSetDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象   该集合中存储 Student类型对象
        HashSet<Student> stuSet = new HashSet<Student>();
        //存储 
        Student stu = new Student("于谦", 43);
        stuSet.add(stu);
        stuSet.add(new Student("郭德纲", 44));
        stuSet.add(new Student("于谦", 43));
        stuSet.add(new Student("郭麒麟", 23));
        stuSet.add(stu);

        for (Student stu2 : stuSet) {
            System.out.println(stu2);
        }
    }
}
执行结果:
Student [name=郭德纲, age=44]
Student [name=于谦, age=43]
Student [name=郭麒麟, age=23]
public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age &&
                Objects.equals(name, person.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {

        return Objects.hash(name, age);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}
/*
    HashSet存储自定义类型元素

    set集合报错元素唯一:
        存储的元素(String,Integer,...Student,Person...),必须重写hashCode方法和equals方法

    要求:
        同名同年龄的人,视为同一个人,只能存储一次
 */
public class Demo03HashSetSavePerson {
    public static void main(String[] args) {
        //创建HashSet集合存储Person
        HashSet<Person> set = new HashSet<>();
        Person p1 = new Person("小美女",18);
        Person p2 = new Person("小美女",18);
        Person p3 = new Person("小美女",19);
        
        // 未重写hashCode方法和equals方法 的输出结果
        System.out.println(p1.hashCode());//1967205423
        System.out.println(p2.hashCode());//42121758

        System.out.println(p1==p2);//false
        System.out.println(p1.equals(p2));//false
        set.add(p1);
        set.add(p2);
        set.add(p3);
        // 重写hashCode方法和equals方法  后的输出结果
        System.out.println(set); // 只输入 2 个
    }

}

2.3 LinkedHashSet

我们知道HashSet保证元素唯一,可是元素存放进去是没有顺序的,那么我们要保证有序,怎么办呢?

在HashSet下面有一个子类java.util.LinkedHashSet,它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。

java.util.LinkedHashSet集合 extends HashSet集合
LinkedHashSet集合特点:
底层是一个哈希表(数组+链表/红黑树)+链表:多了一条链表(记录元素的存储顺序),保证元素有序

演示代码如下:

public class LinkedHashSetDemo {
	public static void main(String[] args) {
		Set<String> set = new LinkedHashSet<String>();
		set.add("bbb");
		set.add("aaa");
		set.add("abc");
		set.add("bbc");
        Iterator<String> it = set.iterator();
		while (it.hasNext()) {
			System.out.println(it.next());
		}
	}
}
结果:
  bbb
  aaa
  abc
  bbc
public class Demo04LinkedHashSet {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        set.add("www");
        set.add("abc");
        set.add("abc");
        set.add("itcast");
        System.out.println(set);//[abc, www, itcast] 无序,不允许重复

        LinkedHashSet<String> linked = new LinkedHashSet<>();
        linked.add("www");
        linked.add("abc");
        linked.add("abc");
        linked.add("itcast");
        System.out.println(linked);//[www, abc, itcast] 有序,不允许重复
    }
}

1.9 可变参数

JDK1.5之后,如果我们定义一个方法需要接受多个参数,并且多个参数类型一致,我们可以对其简化成如下格式:

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型... 形参名){  }

其实这个书写完全等价与

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型[] 形参名){  }

只是后面这种定义,在调用时必须传递数组,而前者可以直接传递数据即可。

JDK1.5以后。出现了简化操作。 用在参数上,称之为可变参数。

同样是代表数组,但是在调用这个带有可变参数的方法时,不用创建数组(这就是简单之处),直接将数组中的元素作为实际参数进行传递,其实编译成的class文件,将这些元素先封装到一个数组中,在进行传递。这些动作都在编译.class文件时,自动完成了。

代码演示:

public class ChangeArgs {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 1, 4, 62, 431, 2 };
        int sum = getSum(arr);
        System.out.println(sum);
        //  6  7  2 12 2121
        // 求 这几个元素和 6  7  2 12 2121
        int sum2 = getSum(6, 7, 2, 12, 2121);
        System.out.println(sum2);
    }

    /*
     * 完成数组  所有元素的求和 原始写法
     
      public static int getSum(int[] arr){
        int sum = 0;
        for(int a : arr){
            sum += a;
        }
        
        return sum;
      }
    */
    //可变参数写法
    public static int getSum(int... arr) {
        int sum = 0;
        for (int a : arr) {
            sum += a;
        }
        return sum;
    }
}

tips: 上述add方法在同一个类中,只能存在一个。因为会发生调用的不确定性

注意:如果在方法书写时,这个方法拥有多参数,参数中包含可变参数,可变参数一定要写在参数列表的末尾位置。

public class Demo01VarArgs {
    public static void main(String[] args) {
        //int i = add();
        //int i = add(10);
        int i = add(10,20);
        //int i = add(10,20,30,40,50,60,70,80,90,100);
        System.out.println(i);

        method("abc",5.5,10,1,2,3,4);
    }

    /*
        可变参数的注意事项
            1.一个方法的参数列表,只能有一个可变参数
            2.如果方法的参数有多个,那么可变参数必须写在参数列表的末尾
     */
    /* 错误
    public static void method(int...a,String...b){

    }*/

    /*正确
	public static void method(String b,double c,int d,int...a){
    }*/

    //可变参数的特殊(终极)写法
    public static void method(Object...obj){

    }

    /*
        定义计算(0-n)整数和的方法
        已知:计算整数的和,数据类型已经确定int
        但是参数的个数不确定,不知道要计算几个整数的和,就可以使用可变参数
        add(); 就会创建一个长度为0的数组, new int[0]
     */
    public static int add(int...arr){
        //System.out.println(arr);//[I@2ac1fdc4 底层是一个数组
        //System.out.println(arr.length);//0,1,2,10
        //定义一个初始化的变量,记录累加求和
        int sum = 0;
        //遍历数组,获取数组中的每一个元素
        for (int i : arr) {
            //累加求和
            sum += i;
        }
        //把求和结果返回
        return sum;
    }

    //定义一个方法,计算三个int类型整数的和
    /*public static int add(int a,int b,int c){
        return a+b+c;
    }*/
 
    //定义一个方法,计算两个int类型整数的和
    /*public static int add(int a,int b){
        return a+b;
    }*/
}

第五章 Collections

2.1 常用功能

  • java.utils.Collections是集合工具类,用来对集合进行操作。部分方法如下:
  • public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements):往集合中添加一些元素。
  • public static void shuffle(List<?> list) 打乱顺序:打乱集合顺序。
  • public static <T> void sort(List<T> list):将集合中元素按照默认规则排序。
  • public static <T> void sort(List<T> list,Comparator<? super T> ):将集合中元素按照指定规则排序。

代码演示:

public class Demo01Collections {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        //往集合中添加多个元素
        /*list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("d");
        list.add("e");*/

        //public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements):往集合中添加一些元素。
        Collections.addAll(list,"a","b","c","d","e");

        System.out.println(list);//[a, b, c, d, e]

        //public static void shuffle(List<?> list) 打乱顺序:打乱集合顺序。
        Collections.shuffle(list);
        System.out.println(list);//[b, d, c, a, e], [b, d, c, a, e]
    }
}
public class Person implements Comparable<Person>{
    private String name;
    private int age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    //重写排序的规则
    @Override
    public int compareTo(Person o) {
        //return 0;//认为元素都是相同的
        //自定义比较的规则,比较两个人的年龄(this,参数Person)
        //return this.getAge() - o.getAge();//年龄升序排序
        return o.getAge() - this.getAge();//年龄升序排序
    }
}
/*
    - java.utils.Collections是集合工具类,用来对集合进行操作。部分方法如下:
        public static <T> void sort(List<T> list):将集合中元素按照默认规则排序。

    注意:
         sort(List<T> list)使用前提
         被排序的集合里边存储的元素,必须实现Comparable,重写接口中的方法compareTo定义排序的规则

    Comparable接口的排序规则:
        自己(this)-参数:升序
 */
public class Demo02Sort {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list01 = new ArrayList<>();
        list01.add(1);
        list01.add(3);
        list01.add(2);
        System.out.println(list01);//[1, 3, 2]

        //public static <T> void sort(List<T> list):将集合中元素按照默认规则排序。
        Collections.sort(list01);//默认是升序

        System.out.println(list01);//[1, 2, 3]

        ArrayList<String> list02 = new ArrayList<>();
        list02.add("a");
        list02.add("c");
        list02.add("b");
        System.out.println(list02);//[a, c, b]

        Collections.sort(list02);
        System.out.println(list02);//[a, b, c]

        ArrayList<Person> list03 = new ArrayList<>();
        list03.add(new Person("张三",18));
        list03.add(new Person("李四",20));
        list03.add(new Person("王五",15));
        System.out.println(list03);//[Person{name='张三', age=18}, Person{name='李四', age=20}, Person{name='王五', age=15}]

        Collections.sort(list03);
        System.out.println(list03);
    }
}

代码演示之后 ,发现我们的集合按照顺序进行了排列,可是这样的顺序是采用默认的顺序,如果想要指定顺序那该怎么办呢?

我们发现还有个方法没有讲,public static <T> void sort(List<T> list,Comparator<? super T> ):将集合中元素按照指定规则排序。接下来讲解一下指定规则的排列。

2.2 Comparator比较器

我们还是先研究这个方法

public static <T> void sort(List<T> list):将集合中元素按照默认规则排序。

不过这次存储的是字符串类型。

public class CollectionsDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String>  list = new ArrayList<String>();
        list.add("cba");
        list.add("aba");
        list.add("sba");
        list.add("nba");
        //排序方法
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list);
    }
}

结果:

[aba, cba, nba, sba]

我们使用的是默认的规则完成字符串的排序,那么默认规则是怎么定义出来的呢?

说到排序了,简单的说就是两个对象之间比较大小,那么在JAVA中提供了两种比较实现的方式,一种是比较死板的采用java.lang.Comparable接口去实现,一种是灵活的当我需要做排序的时候在去选择的java.util.Comparator接口完成。

那么我们采用的public static <T> void sort(List<T> list)这个方法完成的排序,实际上要求了被排序的类型需要实现Comparable接口完成比较的功能,在String类型上如下:

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {

String类实现了这个接口,并完成了比较规则的定义,但是这样就把这种规则写死了,那比如我想要字符串按照第一个字符降序排列,那么这样就要修改String的源代码,这是不可能的了,那么这个时候我们可以使用

public static <T> void sort(List<T> list,Comparator<? super T> )方法灵活的完成,这个里面就涉及到了Comparator这个接口,位于位于java.util包下,排序是comparator能实现的功能之一,该接口代表一个比较器,比较器具有可比性!顾名思义就是做排序的,通俗地讲需要比较两个对象谁排在前谁排在后,那么比较的方法就是:

  • public int compare(String o1, String o2):比较其两个参数的顺序。

    两个对象比较的结果有三种:大于,等于,小于。

    如果要按照升序排序,
    则o1 小于o2,返回(负数),相等返回0,01大于02返回(正数)
    如果要按照降序排序
    则o1 小于o2,返回(正数),相等返回0,01大于02返回(负数)

操作如下:

public class CollectionsDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("cba");
        list.add("aba");
        list.add("sba");
        list.add("nba");
        //排序方法  按照第一个单词的降序
        Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                return o2.charAt(0) - o1.charAt(0);
            }
        });
        System.out.println(list);
    }
}

结果如下:

[sba, nba, cba, aba]
public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}
public class Demo03Sort {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list01 = new ArrayList<>();
        list01.add(1);
        list01.add(3);
        list01.add(2);
        System.out.println(list01);//[1, 3, 2]

        Collections.sort(list01, new Comparator<Integer>() {
            //重写比较的规则
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                //return o1-o2;//升序
                return o2-o1;//降序
            }
        });

        System.out.println(list01);

        ArrayList<Student> list02 = new ArrayList<>();
        list02.add(new Student("a迪丽热巴",18));
        list02.add(new Student("古力娜扎",20));
        list02.add(new Student("杨幂",17));
        list02.add(new Student("b杨幂",18));
        System.out.println(list02);

        /*Collections.sort(list02, new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                //按照年龄升序排序
                return o1.getAge()-o2.getAge();
            }
        });*/

        //扩展:了解
        Collections.sort(list02, new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                //按照年龄升序排序
                int result =  o1.getAge()-o2.getAge();
                //如果两个人年龄相同,再使用姓名的第一个字比较
                if(result==0){
                    result =  o1.getName().charAt(0)-o2.getName().charAt(0);
                }
                return  result;
            }

        });

        System.out.println(list02);
    }
}

2.3 简述Comparable和Comparator两个接口的区别。

Comparable:强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。这种排序被称为类的自然排序,类的compareTo方法被称为它的自然比较方法。只能在类中实现compareTo()一次,不能经常修改类的代码实现自己想要的排序。实现此接口的对象列表(和数组)可以通过Collections.sort(和Arrays.sort)进行自动排序,对象可以用作有序映射中的键或有序集合中的元素,无需指定比较器。

Comparator强行对某个对象进行整体排序。可以将Comparator 传递给sort方法(如Collections.sort或 Arrays.sort),从而允许在排序顺序上实现精确控制。还可以使用Comparator来控制某些数据结构(如有序set或有序映射)的顺序,或者为那些没有自然顺序的对象collection提供排序。

2.4 练习

创建一个学生类,存储到ArrayList集合中完成指定排序操作。

Student 初始类

public class Student{
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
               "name='" + name + '\'' +
               ", age=" + age +
               '}';
    }
}

测试类:

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建四个学生对象 存储到集合中
        ArrayList<Student> list = new ArrayList<Student>();

        list.add(new Student("rose",18));
        list.add(new Student("jack",16));
        list.add(new Student("abc",16));
        list.add(new Student("ace",17));
        list.add(new Student("mark",16));


        /*
          让学生 按照年龄排序 升序
         */
//        Collections.sort(list);//要求 该list中元素类型  必须实现比较器Comparable接口


        for (Student student : list) {
            System.out.println(student);
        }


    }
}

发现,当我们调用Collections.sort()方法的时候 程序报错了。

原因:如果想要集合中的元素完成排序,那么必须要实现比较器Comparable接口。

于是我们就完成了Student类的一个实现,如下:

public class Student implements Comparable<Student>{
    ....
    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        return this.age-o.age;//升序
    }
}

再次测试,代码就OK 了效果如下:

Student{name='jack', age=16}
Student{name='abc', age=16}
Student{name='mark', age=16}
Student{name='ace', age=17}
Student{name='rose', age=18}

2.5 扩展

如果在使用的时候,想要独立的定义规则去使用 可以采用Collections.sort(List list,Comparetor c)方式,自己定义规则:

Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        return o2.getAge()-o1.getAge();//以学生的年龄降序
    }
});

效果:

Student{name='rose', age=18}
Student{name='ace', age=17}
Student{name='jack', age=16}
Student{name='abc', age=16}
Student{name='mark', age=16}

如果想要规则更多一些,可以参考下面代码:

Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                // 年龄降序
                int result = o2.getAge()-o1.getAge();//年龄降序

                if(result==0){//第一个规则判断完了 下一个规则 姓名的首字母 升序
                    result = o1.getName().charAt(0)-o2.getName().charAt(0);
                }

                return result;
            }
        });

效果如下:

Student{name='rose', age=18}
Student{name='ace', age=17}
Student{name='abc', age=16}
Student{name='jack', age=16}
Student{name='mark', age=16}

本文链接: http://www.dtmao.cc/news_show_650026.shtml

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