Java类库-Collection接口（重点）

璐璐

测试做到一定程度，一定要懂得一些开发知识，这是一个不争的事实。从今天起，先给大家进行一系列开发知识的基础内容，都是原创，等到基础学完，会直接给大家开始更新自动化相关文章。先从JAVA的类库开始说起。

【1】定义：Collection是整个类集中单值保存的最大父接口。即：每一次可以向集合里面保存一个对象。

【2】Collection接口里面定义有如下的几个常用操作方法。

   public boolean add(E e)--向集合里面保存数据

public boolean addAll(Collection<? extends E> c)--追加一个集合

public void clear()----清空集合，即根元素为null

public boolean contains(Object o)--判断是否包含指定的内容，需要equals()支持

public boolean isEmpty()-----------判断是否是空集合（不是null）

public boolean remove(Object o)----删除对象，需要equals()支持

public int size()------------------取得集合中保存元素的个数

public Object[] toArray()-----将集合变为对象数组保存。

public Iterator<E> iterator()--为Iterator接口实例化

注意：在所有的开发中add()与iterator()方法的使用几率(99%)是最高的，其他方法几乎可以忽略。但是千万要记住contains()与remove()两个方法一定要依靠equals（）支持。

一般来说，我们掌握了一个接口的方法，然后就应该使用在子类为这个接口实例化并且使用，但是由于现在开发要去的严格性，所以不会在直接使用Collection接口，只会使用其子接口List和Set。

下面我们就开始学习其两个子类接口：

一、List接口

目标：学习List子接口，我们做两件事情：

1、使用List子接口验证Colection接口中所提供的操作方法。

2、掌握List子接口的操作特点以及常用子类（Arraylist、Vector）。

请明确：List子接口是Collection中最为常用的子接口，使用率可达80%。同时这个接口对Collection接口进行了一些功能的扩充。在List子接口里重点掌握以下方法使用：

public E get(int index)--取得指定索引编号的内容，索引编号从0开始；

public E set(int index,E element)--修改指定索引编号的内容。

public ListIterator<E> listIterator(int index)--为ListIterator接口进行实例化。

上述的三个方法中以get()方法最为重要。此时加上Collection本身的add()、iterator()方法，这三个方法一定要掌握。

而List本身是属于接口，所以如果要使用此接口进行操作，那么必须存在子类，可以使用Arraylist子类实现操作。（当然还有另外一个Vector子类，但是90%情况下采用ArrayList）。

3、新的子类：ArrayList

既然ArrayList类是List接口最为常用的一个子类，下面将利用此类来验证所学习到的操作。

【实例1】List基本操作

1. package com.list.demo;
   
2. import java.util.ArrayList;
   
3. import java.util.List;
   
4. //实例1：List基本操作
   
5. public class ListDemo01 {
   
6.     public static void main(String[] args) {
   
7.         List<String> all = new ArrayList<String>();//设置泛型，目的是：保证集合中所有元素类型的一致性
   
8.         System.out.println("集合长度:"+all.size()+"集合是否为空:"+all.isEmpty());
   
9.         all.add("hello");
   
10.         all.add("hello");//重复元素
    
11.         all.add("world");
    
12.         System.out.println("集合长度:"+all.size()+"集合是否为空:"+all.isEmpty());
    
13.         //Collection接口定义了size()方法可以取得集合长度。
    
14.         //List子接口扩充了一个get()方法，可以根据索引得到数据。
    
15.         for (int i = 0; i < all.size(); i++) {
    
16.             String str = all.get(i);
    
17.             System.out.println(str);
    
18.         }
    
19.     }
    
20. }

复制代码

通过上述实例可以得出结论：List集合之中所保存的数据是按照保存的顺序进行存放的，而且允许存在有重复数据。但是一定要记住的是，List子接口扩充有get()方法。

【示例2】为Collection接口实例化

因为ArrayList是List接口的子类，而List又是Collection子接口，自然可以通过ArrayList为Collection进行实例化。

1. package com.list.demo;
   
2. 
   
3. import java.util.ArrayList;
   
4. import java.util.Collection;
   
5. 
   
6. //通过Collection接口进行实例化
   
7. public class CollectionDemo01 {
   
8. public static void main(String[] args) {
   
9.     Collection<String> co = new ArrayList<String>();
   
10.     System.out.println("集合长度:"+co.size()+"集合是否为空:"+co.isEmpty());
    
11.     co.add("hello");
    
12.     co.add("hello");//重复插入元素
    
13.     co.add("world");
    
14.     //由于Collection接口是没有get方法的，所以我们此时想要输出集合中的元素，只能借用对象数组。
    
15.     Object obj[] = co.toArray();
    
16.     for (int i = 0; i < obj.length; i++) {
    
17.         System.out.println(obj[i]);
    
18.     }
    
19. }
    
20. }

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-----上述代码爱会不会没啥用

但是请记住：上面这种实现集合输出的方式永远都不会用到，没必要纠结。我们可以看出Collection接口与List接口相比，功能会显得有所不足。而且以上所使用的输出方式并不是集合所会使用到的标准输出结构，只是做一个基础的展示。

璐璐

【二】具体内容

        在Collection接口下又有另外一个比较常用的子接口Set接口（一般使用率也就是20%），Set接口并不像List接口那样对于Collection接口进行大量扩充，而是简单继承了Collection接口，也就没有List集合所提供的get()方法。Set接口下有两个常用的子类：HashSet与TreeSet

【实例1】观察HashSet子类的特点

1. package com.set.demo;
   
2. 
   
3. import java.util.HashSet;
   
4. import java.util.Set;
   
5. 
   
6. public class SetD {
   
7. 
   
8. public static void main(String[] args) {
   
9. Set<String> all = new HashSet<String>();
   
10. all.add("nihao");
    
11. all.add("hello");
    
12. all.add("hello");//重复数据
    
13. all.add("world");
    
14. System.out.println(all);
    
15. }
    
16. 
    
17. }

复制代码

程序运行的结果为：

1. [world, nihao, hello]

复制代码

　　通过实例1我们不难发现：Set集合下没有重复元素（这一点也是Set接口的重要特征），同时发现在里面所保存的数据是没有任何顺序的，即：HashSet的子类特征属于无序排列。

【实例2】使用TreeSet子类

1. package com.set.demo;
   
2. import java.util.Set;
   
3. import java.util.TreeSet;
   
4. public class TreeSetDemo {
   
5. public static void main(String[] args) {
   
6. Set<String> all = new TreeSet<String>();
   
7. all.add("X");
   
8. all.add("B");
   
9. all.add("A");
   
10. all.add("B");//重复数据
    
11. System.out.println(all);
    
12. }
    
13. }

复制代码

文章来源：海哥说测试   

作者：博为峰网校金牌讲师        haibao1371

运行结果为：[A, B, X]


此时的程序使用TreeSet子类，发现没有重复数据，以及所保存的内容自动排序。

【三】数据排序的说明（重点）：

既然TreeSet子类保存的内容可以进行排序，那么下面不如就编写一个自定义的类来完成数据的保存。

首先我们看如下代码：

package com.set.demo;

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;

//自定义存储对象
class Book{
private String title;
private float price;
public Book(String title,float price){
this.title = title;
this.price = price;
}
@Override
public String toString() {
return "书名:"+this.title+"价格:"+this.price+"\n";
}
}
public class TreeSetDemo02 {

public static void main(String[] args) {
Set<Book> all = new TreeSet<Book>();
all.add(new Book("java开发", 79.8f));
all.add(new Book("java开发", 79.8f));//全部信息重复
all.add(new Book("jsp开发", 79.8f));//价格信息重复
all.add(new Book("android开发", 89.8f));//都不重复
System.out.println(all);
}

}

其运行结果为：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: com.set.demo.Book cannot be cast to java.lang.Comparable
at java.util.TreeMap.compare(Unknown Source)
at java.util.TreeMap.put(Unknown Source)
at java.util.TreeSet.add(Unknown Source)
at com.set.demo.TreeSetDemo02.main(TreeSetDemo02.java:23)

上述代码的报错原因是：集合就是一个动态的对象数组，那么如果要想为一组对象进行排序，在JAVA里面必选要使用比较器，应该使用Comparable完成比较。在比较方法里面需要将这个类的所有属性都一起参与到比较之中。

那么此时我们将上述报错代码进行改造：改造结果如下所示：
package com.set.demo;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
//自定义存储对象
class Book implements Comparable<Book>{
private String title;
private float price;
public Book(String title,float price){
this.title = title;
this.price = price;
}
@Override
public String toString() {
return "书名:"+this.title+"价格:"+this.price+"\n";
}
public int compareTo(Book book) {
if(this.price>book.price){
return -1;
}else if(this.price<book.price){
return 1;
}else{
return 0;
}
}
}
public class TreeSetDemo02 {

public static void main(String[] args) {
Set<Book> all = new TreeSet<Book>();
all.add(new Book("java开发", 79.8f));
all.add(new Book("java开发", 79.8f));//全部信息重复
all.add(new Book("jsp开发", 79.8f));//价格信息重复
all.add(new Book("android开发", 89.8f));//都不重复
System.out.println(all);
}
}

此时执行结果为：
【书名:android开发价格:89.8
, 书名:java开发价格:79.8
]
我们不难看出，TreeSet类主要是依靠Comparable接口中的compareTo()方法判断是否是重复数据，如果返回的是0，那么他就认为是重复数据，不会被保存。



所以要想实现真正的比较，必须在比较方法里面将这个类的所有属性都一起参与到比较之中。我们上述代码已经实现比较price，现在把String类型的title也加入到比较之中，由于String类也可以实现Comparable接口。所以也存在compareTo()方法,此时代码改造如下：
package com.set.demo;

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;

//自定义存储对象
class Book implements Comparable<Book>{
private String title;
private float price;
public Book(String title,float price){
this.title = title;
this.price = price;
}
@Override
public String toString() {
return "书名:"+this.title+"价格:"+this.price+"\n";
}
public int compareTo(Book book) {
if(this.price>book.price){
return -1;
}else if(this.price<book.price){
return 1;
}else{
return this.title.compareTo(book.title);//调用了String类的比较大小。
}
}
}
public class TreeSetDemo02 {

public static void main(String[] args) {
Set<Book> all = new TreeSet<Book>();
all.add(new Book("java开发", 79.8f));
all.add(new Book("java开发", 79.8f));//全部信息重复
all.add(new Book("jsp开发", 79.8f));//价格信息重复
all.add(new Book("android开发", 89.8f));//都不重复
System.out.println(all);
}
}

此时运行结果为：
[书名:android开发价格:89.8
, 书名:java开发价格:79.8
, 书名:jsp开发价格:79.8
]




我们可以得出结论：CompareTo()方法只对TreeSet有效，对于HashSet是无效的，不会消除其重复数据。
【四】关于重复元素的说明（重点）：

重申下：Comparable接口只能负责TreeSet子类进行重复元素的判断,它并不是真正的用于能够进行重复元素验证的操作。如果要想判断重复元素那么只能依靠Object类中所提供的方法。

【1】取得哈希码：public int hashCode()：

——先判断对象的哈希码是否相同，依靠哈希码取得一个对象的内容。

【2】对象比较：public boolean equals(Object obj)：

——再将对象的属性进行依次的比较。

那么问题来了，上面提到的两个方法怎么书写，非常复杂，没人会。打开开发工具Eclipse——Source——选择Generate hashCode()andequals，选择属性后会自动生成。改造后的代码如下：
package com.set.demo;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
//自定义存储对象
class Book01{
private String title;
private float price;
public Book01(String title,float price){
this.title = title;
this.price = price;
}
@Override
public String toString() {
return "书名:"+this.title+"价格:"+this.price+"\n";
}
@Override
public int hashCode() {
final int prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + Float.floatToIntBits(price);
result = prime * result + ((title == null) ? 0 : title.hashCode());
return result;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj)
return true;
if (obj == null)
return false;
if (getClass() != obj.getClass())
return false;
Book01 other = (Book01) obj;
if (Float.floatToIntBits(price) != Float.floatToIntBits(other.price))
return false;
if (title == null) {
if (other.title != null)
return false;
} else if (!title.equals(other.title))
return false;
return true;
}
}
public class HashSetDemo02 {

public static void main(String[] args) {
Set<Book01> all = new HashSet<Book01>();
all.add(new Book01("java开发", 79.8f));
all.add(new Book01("java开发", 79.8f));//全部信息重复
all.add(new Book01("jsp开发", 79.8f));//价格信息重复
all.add(new Book01("android开发", 89.8f));//都不重复
System.out.println(all);
}
}

运行结果为：
[书名:jsp开发价格:79.8
, 书名:java开发价格:79.8
, 书名:android开发价格:89.8
]
不难看出：已经消除了重复数据。

可以得出结论：以后在非排序的情况下，只要是判断重复元素依靠的永远都是hashCode()与equals()。

下面对Set接口进行总结：

【1】在开发之中，Set接口绝对不是首选，如果真要使用也建议使用HashSet子类。

【2】Comparable这种比较器大部分情况下只会存在于JAVA的理论范畴内。例如：要进行TreeSet排序，大部分的企业平台开发，都不会使用TreeSet。

【3】Set不管如何操作，必须始终保持一个前提：数据不能够重复。

璐璐

【范例3】在集合里面保存对象

1. package com.list.demo;
   
2. 
   
3. import java.util.ArrayList;
   
4. import java.util.List;
   
5. 
   
6. class Book{
   
7.     private String title;
   
8.     private float price;
   
9.     public Book(String title,float price){
   
10.         this.title = title;
    
11.         this.price = price;
    
12.     }
    
13.    
    
14.     @Override
    
15.     public String toString() {
    
16.         return "书名:"+this.title+"价格:"+this.price+"\n";
    
17.     }
    
18.     @Override
    
19.     public boolean equals(Object obj) {
    
20.     if(this==obj){
    
21.         return true;
    
22.     }if(obj==null){
    
23.         return false;
    
24.     }if(!(obj instanceof Book)){
    
25.         return false;
    
26.     }
    
27.     Book book =(Book) obj;
    
28.     if(this.title.equals(book.title)&&this.price==book.price){
    
29.         return true;
    
30.     }
    
31.     return false;
    
32.     }
    
33. }
    
34. public class ListDemo02 {
    
35. 
    
36.     public static void main(String[] args) {
    
37.         List<Book> all = new ArrayList<Book>();
    
38.         all.add(new Book("JAVA开发", 79.80f));
    
39.         all.add(new Book("JSP开发", 69.80f));
    
40.         //任何情况下集合的数据删除与内容的查询都必须提供由equals()方法，默认的操作是按照地址进行比较的。
    
41.         all.add(new Book("Oracle开发", 89.80f));
    
42.         all.remove(new Book("Oracle开发", 89.80f));
    
43.         System.out.println(all);
    
44.         
    
45.     }
    
46. 
    
47. }

复制代码

与之前的链表相比，几乎是横向替代就是替换了一个类名称，因为给出的链表就是按照Collection与List接口的方法标准定义的。

总结下Object中的方法都可以做什么用？？？
二、旧的子类Vector

【范例1】使用Vector

1. package com.list.demo;
   
2. 
   
3. import java.util.ArrayList;
   
4. import java.util.List;
   
5. import java.util.Vector;
   
6. 
   
7. //实例1：List基本操作
   
8. public class ListDemo01 {
   
9. 
   
10. public static void main(String[] args) {
    
11. List<String> all = new Vector<String>();//设置泛型，目的是：保证集合中所有元素类型的一致性
    
12. System.out.println("集合长度:"+all.size()+"集合是否为空:"+all.isEmpty());
    
13. all.add("hello");
    
14. all.add("hello");//重复元素
    
15. all.add("world");
    
16. System.out.println("集合长度:"+all.size()+"集合是否为空:"+all.isEmpty());
    
17. //Collection接口定义了size()方法可以取得集合长度。
    
18. //List子接口扩充了一个get()方法，可以根据索引得到数据。
    
19. for (int i = 0; i < all.size(); i++) {
    
20. String str = all.get(i);
    
21. System.out.println(str);
    
22. }
    
23. }
    
24. 
    
25. }

复制代码

补充：请解析ArrayList与Vector的区别。

NO 区别点 ArrayList（90%使用） Vector
1 推出时间 JDK1.2推出，属于新的类 JDK1.0，属于旧的类
2 性能 异步处理 同步处理
3 数据安全 非线程安全 线程安全
4 输出 支持Iterator、list
Iterator、foreach
支持Iterator、list
Iterator、foreach、Enumeration
请记住：在以后开发中，如果采用List子接口就使用ArrayList子类。

结论：

（1）List中的数据保存顺序就是数据的添加顺序。

（2）List集合中可以保存重复的元素。

（3）List子接口比Collection接口扩充了一个get()方法。

（4）List选择子类就使用Arraylist。

二、Set子接口

[一]学习目标

1、Set子接口的操作特点以及常用子类。

2、深入分析两个常用子类的操作特征。