深入集合框架.pptx
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1、课程整体目标课程整体目标n掌握理解集合掌握理解集合n理解了解集合的体系结构理解了解集合的体系结构n使用使用ArrayList、编写自己的、编写自己的ArrayListnLinkedList的特性及其使用的特性及其使用nHashMap的特性及基使用的特性及基使用n使用迭代器遍历集合使用迭代器遍历集合本章相关词汇(蓝色为关键字)本章相关词汇(蓝色为关键字)单 词说 明class类print打印String字符串3Collection接口接口接口是表示集合的抽象数据类型算法算法是对实现接口的对象执行计算的方法实现实现是接口的实际实现集合框架包含三个组件Java集合框架包含的内容集合框架包含的内容1接
2、口接口CollectionListMap2具体类具体类ListArrayListLinkedListMapHashMap3算法算法Java集合框架,为我们提供了一套性能优良、使用方便的接口和集合框架,为我们提供了一套性能优良、使用方便的接口和类,我们不必再重新发明轮子,只需学会如何使用它们,就可以处类,我们不必再重新发明轮子,只需学会如何使用它们,就可以处理实际应用中出现的问题了理实际应用中出现的问题了Java集合框架位于集合框架位于java.util包中包中Collections提供了对集合进提供了对集合进行排序、遍历等行排序、遍历等多种算法实现多种算法实现采用键采用键-值对的存储方式,值对
3、的存储方式,长度可动态改变长度可动态改变采用线性列表的存储方式,采用线性列表的存储方式,长度可动态改变长度可动态改变5集合框架的优点提供有用的数据结构和算法,从而减少编程工作提高了程序速度和质量,因为它提供了高性能的数据结构和算法允许不同API之间的互操作,API之间可以来回传递集合可以方便地扩展或改写集合怎样保存你的对象怎样保存你的对象?n数组数组-简单的线性序列简单的线性序列简单和高效简单和高效容量固定容量固定类型识别类型识别 类型相同类型相同能保存基本类型能保存基本类型Arrays类类nJava.util.Arrays类类包含了一组可用语数组的包含了一组可用语数组的staic方法方法,这
4、些方法都是一些实这些方法都是一些实用的工具用的工具.equals()-比较两个数组是否相等比较两个数组是否相等fill()-用来填充数组用来填充数组sort()-用来对数组进行排序用来对数组进行排序binarySearch()-用于在一个已经排序的数组中查找元素用于在一个已经排序的数组中查找元素思考思考:对象数组中保存的是对象的值还是对象的引用对象数组中保存的是对象的值还是对象的引用?数组数组n一般来说,程序都是根据具体情况在不断地创建新的对象,而这些情一般来说,程序都是根据具体情况在不断地创建新的对象,而这些情况又只有在程序运行的时候才能确定。不到运行时你是不会知道你到况又只有在程序运行的时
5、候才能确定。不到运行时你是不会知道你到底需要多少对象,甚至是什么类型的对象。所以你不能指望用命名的底需要多少对象,甚至是什么类型的对象。所以你不能指望用命名的reference来持有每个对象:来持有每个对象:MyObjectmyReference;n原因就在于,你不可能知道究竟需要多少这样的对象。原因就在于,你不可能知道究竟需要多少这样的对象。n数组的不足数组的不足不能自动调整大小不能自动调整大小不能实现快速的添加和删除对象不能实现快速的添加和删除对象不能存放不同类型的对象不能存放不同类型的对象不能实现不能实现key_valuen如何解决这个问题如何解决这个问题?集合框架中的接口集合框架中的接
6、口q集合是包含一组相关数据元素的对象,它提供了对其所包含的各种元素的操作。q所谓框架就是一个类库的集合。集合框架就是一个用来表示和操作集合的统一的架构,包含了实现集合的接口与类。集合框架中的接口集合框架中的接口nCollection:集合层次中的根接口:集合层次中的根接口nSet:不能包含重复的元素。:不能包含重复的元素。SortedSet是一个按是一个按照升序排列元素的照升序排列元素的SetnList:是一个有序的集合,可以包含重复的元素。:是一个有序的集合,可以包含重复的元素。提供了按索引访问的方式提供了按索引访问的方式nMap:包含了:包含了key-value对。对。Map不能包含重复的
7、不能包含重复的key。SortedMap是一个按照升序排列是一个按照升序排列key的的Map集合框架结构图集合框架结构图SortedSetSetHashSetLinkedHashSetTreeSetListArrayListLinkedListMapSortedMapHashMapTreeMapCollectionSetListArrayListnArrayList:我们可以将其看作是能够自动增长容:我们可以将其看作是能够自动增长容量的数组。量的数组。n利用利用ArrayList的的toArray()返回一个数组。返回一个数组。nArrays.asList()返回一个列表。返回一个列表。n迭代
8、器迭代器(Iterator)给我们提供了一种通用的方式来给我们提供了一种通用的方式来访问集合中的元素。访问集合中的元素。迭代器的工作原理迭代器的工作原理nTheIteratorinterfaceisshownbelow:publicinterfaceIteratorbooleanhasNext();Objectnext();voidremove();/Optionaln可以认为迭代器是指向两个元素之间的位置可以认为迭代器是指向两个元素之间的位置.n在调用在调用remove()remove()方法的时候方法的时候,必须调用一次必须调用一次next()next()方法方法.nremove()rem
9、ove()方法实际上是删除上一个返回的元素方法实际上是删除上一个返回的元素.返回的元素删除的元素next()remove()next()算法算法Collections类类n排序:排序:Collections.sort()(1)自然排序)自然排序(natural ordering);(2)实现比较器)实现比较器(Comparator)接口。接口。(3)混排功能混排功能n取最大和最小的元素:取最大和最小的元素:Collections.max()、Collections.min()。n在已排序的在已排序的List中搜索指定的元素:中搜索指定的元素:Collectons.binarySearch()。
10、排序排序-Comparable接口接口qComparable接口强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。此排序被称为该类的自然排序,类的compareTo方法被称为它的自然比较方法。q如果你要为一个其元素没有实现Comparable的列表排序,Collections.sort(list)将扔出一个ClassCastException。qcompareTo方法将接收对象与特定对象进行比较,并在接收对象小于、等于或大于特定对象时分别返回-1、0或1排序排序-Comparator接口接口q如果要对某些对象不按自然顺序进行排序,又会怎么样呢?或者,如果你要为某些不实现Comparable的对象进行排序
11、呢?为做这些事情,需要提供一个Comparator。Comparator实际就是一个封装了排序的对象。与Comparable接口类似,Comparator接口由一个的方法构成:publicinterfaceComparatorintcompare(Objecto1,Objecto2);qcompare方法比较它的两个参数,当第一个参数小于、等于或大于第二个参数时,分别返回一个负整数、空或正整数。如果其中一个参数具有对Comparator不适合的类型,compare方法则扔出一个ClassCastException搜索搜索q除了排序之外,Collections和Arrays类提供在Collect
12、ion中查找最大值和最小值的机制,还提供对List或数组进行搜索的机制。q当某个列表是无序时,可以使用List的contains()方法查明某个元素是不是该列表的一部分。q如果预先使用Collections.sort()对List进行了排序,就可以使用binarySearch()方法进行更快的二分搜索。否则,必须提供Comparator。此外,如果用某个Comparator进行排序,必须在二分搜索时使用同一个Comparator。publicstaticintbinarySearch(Listlist,Objectkey)publicstaticintbinarySearch(Listlist
13、,Objectkey,Comparatorcomparator)LinkedListnLinkedList是采用双向循环链表实现的。是采用双向循环链表实现的。n利用利用LinkedList实现栈实现栈(stack)、队列、队列(queue)、双向队列双向队列(double-endedqueue)。用用LinkedList实现队列实现队列n队列队列(Queue)(Queue)是限定所有的插入只能在表的一端进行,而所有的删除是限定所有的插入只能在表的一端进行,而所有的删除都在表的另一端进行的线性表。都在表的另一端进行的线性表。n表中允许插入的一端称为队尾表中允许插入的一端称为队尾(Rear)(Re
14、ar),允许删除的一端称为队头,允许删除的一端称为队头(Front)(Front)。n队列的操作是按先进先出队列的操作是按先进先出(FIFO)(FIFO)的原则进行的。的原则进行的。n队列的物理存储可以用顺序存储结构,也可以用链式存储结构。队列的物理存储可以用顺序存储结构,也可以用链式存储结构。a1a2a3an队头队尾出队入队用用LinkedListLinkedList实现栈实现栈n栈栈(Stack)(Stack)也是一种特殊的线性表,是也是一种特殊的线性表,是一种后进先出一种后进先出(LIFO)(LIFO)的结构。的结构。n栈是限定仅在表尾进行插入和删除运算栈是限定仅在表尾进行插入和删除运算
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