Java集合体系结构分析与比较
Java集合体系结构分析与比较
1. Java集合框架图
Java平台提供了一个全新的集合框架.“集合框架”主要由一组用来操作对象的接口组成.不同接口描述一组不同数据类型.
Java集合框架图如下:
集合接口:6个接口(短虚线表示),表示不同集合类型,是集合框架的基础.
抽象类:5个抽象类(长虚线表示),对集合接口的部分实现.可扩展为自定义集合类.
实现类:8个实现类(实线表示),对接口的具体实现.
在很大程度上,一旦您理解了接口,您就理解了框架.虽然您总要创建接口特定的实现,但访问实际集合的方法应该限制在接口方法的使用上;因此,允许您更改基本的数据结构而不必改变其它代码.
Java集合的顶层接口是Collection,Collection 接口是一组允许重复的对象.Java集合框架主要由以下三个接口组成:
(1) Set 接口继承Collection,但不允许重复,使用自己内部的一个排列机制.
(2) List 接口继承Collection,允许重复,以元素安插的次序来放置元素,不会重新排列.
(3) Map接口是一组成对的键-值对象,即所持有的是
key-value pairs.Map中不能有重复的key,拥有自己的内部排列机制.
容器中的元素类型都为Object,从容器取得元素时,必须把它转换成原来的类型.简化后的集合框架图如下:
2. 接口Collection
用于表示任何对象或元素组,想要尽可能以常规方式处理一组元素时,就使用这一接口.
(1) 单元素添加、删除操作:
boolean add(Object o):将对象添加给集合
boolean remove(Object o): 如果集合中有与o相匹配的对象,则删除对象o
(2) 查询操作:
int size():返回当前集合中元素的数量
boolean isEmpty():判断集合中是否有任何元素
boolean contains(Object o):查找集合中是否含有对象o Iterator iterator():返回一个迭代器,用来访问集合中的各个元素
(3) 组操作:作用于元素组或整个集合
boolean containsAll(Collection c): 查找集合中是否含有集合c 中所有元素
boolean addAll(Collection c) : 将集合c 中所有元素添
加给该集合
void clear(): 删除集合中所有元素
void removeAll(Collection c) : 从集合中删除集合c 中的所有元素
void retainAll(Collection c) : 从集合中删除集合c 中不包含的元素
(4) Collection转换为Object数组:
Object[] toArray():返回一个内含集合所有元素的array Object[] toArray(Object[] a):返回一个内含集合所有元素的array.运行期返回的array和参数a的型别相同,需要转换为正确型别.
此外,您还可以把集合转换成其它任何其它的对象数组.但是,您不能直接把集合转换成基本数据类型的数组,因为集合必须持有对象.
斜体接口方法是可选的.因为一个接口实现必须实现所有接口方法,调用程序就需要一种途径来知道一个可选的方法是不是不受支持.如果调用一种可选方法时,一个UnsupportedOperationException 被抛出,则操作失败,因为方法不受支持.此异常类继承RuntimeException 类,避免了将所有集合操作放入try-catch 块.
Collection不提供get()方法.如果要遍历Collectin中的元素,就必须用Iterator.
2.1 抽象类AbstractCollection
AbstractCollection 类提供具体“集合框架”类的基本功能.虽然您可以自行实现Collection 接口的所有方法,但是,除了iterator()和size()方法在恰当的子类中实现以外,其它所有方法都由AbstractCollection 类来提供实现.如果子类不覆盖某些方法,可选的如add()之类的方法将抛出异常.
2.2 接口Iterator
Collection 接口的iterator()方法返回一个
Iterator.Iterator接口方法能以迭代方式逐个访问集合中各个元素,并安全的从Collection 中除去适当的元素.
(1) boolean hasNext(): 判断是否存在另一个可访问的元素
Object next(): 返回要访问的下一个元素.如果到达集合结尾,则抛出NoSuchElementException异常.
(2) void remove(): 删除上次访问返回的对象.本方法必须紧跟在一个元素的访问后执行.如果上次访问后集合已被修改,方法将抛出IllegalStateException.
Iterator中删除操作对底层Collection也有影响.
迭代器是故障快速修复(fail-fast)的.这意味着,当另一个线程修改底层集合的时候,如果您正在用Iterator 遍历集合,那么,Iterator就会抛出ConcurrentModificationException (一种RuntimeException异常)异常并立刻失败.
在遍历Iterator时不能对底层Collection执行remove()操作.
3. 接口List
List 接口继承了Collection 接口以定义一个允许重复项的有序集合.该接口不但能够对列表的一部分进行处理,还添加了面向位置的操作.
(1) 面向位置的操作包括插入某个元素或Collection 的功能,还包括获取、除去或更改元素的功能.在List 中搜索元素可以从列表的头部或尾部开始,如果找到元素,还将报告元素所在的位置:
void add(int index, Object element): 在指定位置index 上添加元素element
boolean addAll(int index, Collection c): 将集合c的所有元素添加到指定位置index
Object get(int index): 返回List中指定位置的元素
int indexOf(Object o): 返回第一个出现元素o的位置,否则返回-1
int lastIndexOf(Object o):返回最后一个出现元素o的位置,否则返回-1
Object remove(int index) :删除指定位置上的元素
Object set(int index, Object element):用元素element 取代位置index上的元素,并且返回旧的元素
(2) List 接口不但以位置序列迭代的遍历整个列表,还能
处理集合的子集:
ListIterator listIterator() : 返回一个列表迭代器,用来访问列表中的元素
ListIterator listIterator(int index) : 返回一个列表迭代器,用来从指定位置index开始访问列表中的元素
List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从指定位置fromIndex(包含)到toIndex(不包含)范围中各个元素的列表视图
对子列表的更改(如add()、remove() 和set() 调用)对底层List 也有影响.
3.1 接口ListIterator
ListIterator 接口继承Iterator 接口以支持添加或更改底层集合中的元素,还支持双向访问.ListIterator没有当前位置,光标位于调用previous和next方法返回的值之间.一个长度为n的列表,有n+1个有效索引值:
(1) void add(Object o): 将对象o添加到当前位置的前面
void set(Object o): 用对象o替代next或previous方法访问的上一个元素.如果上次调用后列表结构被修改了,那么将抛出IllegalStateException异常.
(2) boolean hasPrevious(): 判断向后迭代时是否有
元素可访问
Object previous():返回上一个对象
int nextIndex(): 返回下次调用next方法时将返回的元素的索引
int previousIndex(): 返回下次调用previous方法时将返回的元素的索引
3.2 抽象类AbstractList和AbstractSequentialList
有两个抽象的List 实现类:AbstractList 和AbstractSequentialList.像AbstractSet 类一样,它们覆盖了equals() 和hashCode() 方法以确保两个相等的集合返回相同的哈希码.若两个列表大小相等且包含顺序相同的相同元素,则这两个列表相等.这里的hashCode() 实现在List 接口定义中指定,而在这里实现.
除了equals()和hashCode(),AbstractList和AbstractSequentialList实现了其余List 方法的一部分.因为数据的随机访问和顺序访问是分别实现的,使得具体列表实现的创建更为容易.需要定义的一套方法取决于您希望支持的行为.您永远不必亲自提供的是iterator方法的实现.
3.3 类LinkedList、ArrayList和Vector
在“集合框架”中有两种常规的List 实现:ArrayList 和LinkedList.使用两种List 实现的哪一种取决于您特定的需要.如果要支持随机访问,而不必在除尾部的任何位置插入或除去元素,那么,ArrayList 提供了可选的集合.但如果,您要频
繁的从列表的中间位置添加和除去元素,而只要顺序的访问列表元素,那么,LinkedList 实现更好.
ArrayList 和LinkedList 都实现Cloneable 接口,都提供了两个构造函数,一个无参的,一个接受另一个Collection
3.1.1 类LinkedList
LinkedList类添加了一些处理列表两端元素的方法.
(1) void addFirst(Object o): 将对象o添加到列表的开头
void addLast(Object o):将对象o添加到列表的结尾
(2) Object getFirst(): 返回列表开头的元素
Object getLast(): 返回列表结尾的元素
(3) Object removeFirst(): 删除并且返回列表开头的元素
Object removeLast():删除并且返回列表结尾的元素
(4) LinkedList(): 构建一个空的链接列表
LinkedList(Collection c): 构建一个链接列表,并且添加集合c的所有元素
使用这些新方法,您就可以轻松的把LinkedList 当作一个堆栈、队列或其它面向端点的数据结构.
3.1.2 类ArrayList
ArrayList类封装了一个动态再分配的Object[]数组.每个ArrayList对象有一个capacity.这个capacity表示存储列表
中元素的数组的容量.当元素添加到ArrayList时,它的capacity在常量时间内自动增加.
在向一个ArrayList对象添加大量元素的程序中,可使用ensureCapacity方法增加capacity.这可以减少增加重分配的数量.
(1) void ensureCapacity(int minCapacity): 将ArrayList对象容量增加minCapacity
(2) void trimToSize(): 整理ArrayList对象容量为列表当前大小.程序可使用这个操作减少ArrayList对象存储空间.
3.1.3 类Vector
Vector类似于ArrayList.从API的角度来看这两个类非常相似.Vector是同步的,这个类中的一些方法保证了Vector 中的对象是线程安全的.而ArrayList则是异步的,因此ArrayList中的对象并不是线程安全的.
3.1.4 三者之间的区别
3.1.
4.1 LinkedList与ArrayList的区别
ArrayList:支持随机访问,不必在除尾部的任何位置插入或除去元素.
LinkedList:频繁的从列表的中间位置添加和除去元素,而只要顺序的访问列表元素.
3.1.
4.2 Vector与ArrayList的区别
(1) 同步性
Vector是同步的.这个类中的一些方法保证了Vector中的对象是线程安全的.而ArrayList则是异步的,因此ArrayList 中的对象并不是线程安全的.因为同步的要求会影响执行的效率,所以如果你不需要线程安全的集合那么使用ArrayList 是一个很好的选择,这样可以避免由于同步带来的不必要的性能开销.
(2) 数据增长
从内部实现机制来讲ArrayList和Vector都是使用数组(Array)来控制集合中的对象.当你向这两种类型中增加元素的时候,如果元素的数目超出了内部数组目前的长度它们都需要扩展内部数组的长度,Vector缺省情况下自动增长原来一倍的数组长度,ArrayList是原来的50%,所以最后你获得的这个集合所占的空间总是比你实际需要的要大.所以如果你要在集合中保存大量的数据那么使用Vector有一些优势,因为你可以通过设置集合的初始化大小来避免不必要的资源开销.
(3) 使用模式
在ArrayList和Vector中,从一个指定的位置(通过索引)查找数据或是在集合的末尾增加、移除一个元素所花费的时间是一样的,这个时间我们用O(1)表示.但是,如果在集合的其他位置增加或移除元素那么花费的时间会呈线形增长:O(n-i),其中n代表集合中元素的个数,i代表元素增加或移除元素的
索引位置.为什么会这样呢?以为在进行上述操作的时候集合中第i和第i个元素之后的所有元素都要执行位移的操作.这一切意味着什么呢?
这意味着,你只是查找特定位置的元素或只在集合的末端增加、移除元素,那么使用Vector或ArrayList都可以.如果是其他操作,你最好选择其他的集合操作类.比如,LinkList集合类在增加或移除集合中任何位置的元素所花费的时间都是一样的-O(1),但它在索引一个元素的使用却比较慢-O(i),其中i 是索引的位置.使用ArrayList也很容易,因为你可以简单的使用索引来代替创建iterator对象的操作.LinkList也会为每个插入的元素创建对象,所有你要明白它也会带来额外的开销. 最后,在《Practical Java》一书中Peter Haggar建议使用一个简单的数组(Array)来代替Vector或ArrayList.尤其是对于执行效率要求高的程序更应如此.因为使用数组(Array)避免了同步、额外的方法调用和不必要的重新分配空间的操作.
4. 接口Set
Set 接口继承Collection 接口,而且它不允许集合中存在重复项,每个具体的Set 实现类依赖添加的对象的equals()方法来检查独一性,因此加入Set的Object必须定义equals()方法以确保对象的唯一性.Set接口没有引入新方法,所以Set就是一个Collection,只不过其行为不同.
4.1 Hash表
Hash表是一种数据结构,用来查找对象.Hash表为每个对象计算出一个整数,称为Hash Code(哈希码).Hash表是个链接式列表的阵列.每个列表称为一个buckets(哈希表元).对象位置的计算index = HashCode % buckets (HashCode为对象哈希码,buckets为哈希表元总数).
当你添加元素时,有时你会遇到已经填充了元素的哈希表元,这种情况称为Hash Collisions(哈希冲突).这时,你必须判断该元素是否已经存在于该哈希表中.
如果哈希码是合理地随机分布的,并且哈希表元的数量足够大,那么哈希冲突的数量就会减少.同时,你也可以通过设定一个初始的哈希表元数量来更好地控制哈希表的运行.初始哈希表元的数量为buckets = size * 150% + 1 (size为预期元素的数量).
如果哈希表中的元素放得太满,就必须进行rehashing(再哈希).再哈希使哈希表元数增倍,并将原有的对象重新导入新的哈希表元中,而原始的哈希表元被删除.load factor(加载因子)决定何时要对哈希表进行再哈希.在Java编程语言中,加载因子默认值为0.75,默认哈希表元为101.
4.2 接口Comparable与Comparator
在“集合框架”中有两种比较接口:Comparable接口和Comparator接口.像String和Integer等Java内建类实现Comparable接口以提供一定排序方式,但这样只能实现该接
口一次.对于那些没有实现Comparable接口的类、或者自定义的类,您可以通过Comparator接口来定义您自己的比较方式.
4.2.1 接口Comparable
在https://www.360docs.net/doc/3b686442.html,ng包中,Comparable接口适用于一个类有自然顺序的时候.假定对象集合是同一类型,该接口允许您把集合排序成自然顺序.
(1) int compareTo(Object o): 比较当前实例对象与对象o,如果位于对象o之前,返回负值,如果两个对象在排序中位置相同,则返回0,如果位于对象o后面,则返回正值
在Java 2 SDK版本1.4中有二十四个类实现Comparable接口.下表展示了8种基本类型的自然排序.虽然一些类共享同一种自然排序,但只有相互可比的类才能排序.
类
排序
BigDecimal,BigInteger,Byte, Double,
Float,Integer,Long,Short
按数字大小排序
Character
按Unicode 值的数字大小排序
String
按字符串中字符Unicode 值排序
利用Comparable接口创建您自己的类的排序顺序,只是实现compareTo()方法的问题.通常就是依赖几个数据成员的自然排序.同时类也应该覆盖equals()和hashCode()以确保两个相等的对象返回同一个哈希码.
4.2.2 接口Comparator
若一个类不能用于实现https://www.360docs.net/doc/3b686442.html,parable,或者您不喜欢缺省的Comparable行为并想提供自己的排序顺序(可能多种排序方式),你可以实现Comparator接口,从而定义一个比较器.
(1)int compare(Object o1, Object o2): 对两个对象o1和o2进行比较,如果o1位于o2的前面,则返回负值,如果在排序顺序中认为o1和o2是相同的,返回0,如果o1位于o2的后面,则返回正值
与Comparable相似,0返回值不表示元素相等.一个0返回值只是表示两个对象排在同一位置.由Comparator用户决定如何处理.如果两个不相等的元素比较的结果为零,您首先应该确信那就是您要的结果,然后记录行为.
(2)boolean equals(Object obj): 指示对象obj是否和比较器相等.
该方法覆写Object的equals()方法,检查的是Comparator 实现的等同性,不是处于比较状态下的对象.
4.3 接口SortedSet
“集合框架”提供了个特殊的Set接口:SortedSet,它保持元素的有序顺序.SortedSet接口为集的视图(子集
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《集合框架及泛型》上机实践内容
《集合框架及泛型》作业 一、根据课上讲解内容，完成演示示例和课堂练习 1、ArrayList获取并打印新闻标题 需求说明：按照以下实现的步骤，使用ArrayList获取和打印新闻标题，显示效果如下图所示： （1）创建多个各类新闻标题对象，包含ID、名称和创建者三个属性； （2）创建存储各类新闻标题的集合对象； （3）按照顺序依次添加各类新闻标题，使用add()方法； （4）获取新闻标题的总数，使用size()方法； （5）根据位置获取相应新闻标题、逐条打印每条新闻标题的名称，使用for 循环遍历。 2、ArrayList存储狗狗信息 需求说明：按照以下实现的步骤，使用ArrayList存储狗狗信息，使用ArrayList的方法对狗狗信息进行删除、读取和判断，显示效果如下图所示：（1）存储多条狗信息，获取狗总数，逐条打印出各条狗信息； （2）删除指定位置的狗，使用remove()方法； （3）判断集合中是否包含指定狗，使用contains()方法；
3、LinkedList添加和删除新闻标题 需求说明：在作业1的基础上，换用LinkedList存储新闻数据，并且使用LinkedList的getFirst()和getLast()方法获取第一条和最后一条数据，以及removeFirst()和removeLast()方法删除第一条和最后一条数据，输出效果如下图所示。 4、集合头尾位置删除和条件狗信息 需求说明：按照作业3的实现方式和所用到LinkedList的方法，实现狗狗信
息的更新并输出，输出效果如图所示。 5、使用Iterator和增强型for循环遍历Set 需求说明：按照以下实现的步骤，使用Iterator和增强型for循环遍历Set，输出效果如下图所示： （1）创建多个各类新闻标题对象，包含ID、名称和创建者三个属性； （2）创建存储各类新闻标题的集合对象； （3）按照顺序依次添加各类新闻标题； （4）获取新闻标题的总数； （5）使用iterator()获取Iterator对象； （6）使用Iterator遍历集合，使用hasNext()方法作为循环条件，判断是否存在另一个可访问的元素； （7）使用增强型for遍历集合；
Java集合类知识点总结
Java集合类 Java集合类 (1) 1.Map (3) 1.1.HashMap (3) 1.1.1.底层实现 (3) 1.1.2.特点 (3) 1.1.3.源码分析 (4) 1.1.4.多线程可能出现的问题 (5) 1.2.ConcurrentHashMap (6) 1.2.1.底层实现 (6) 1.2.2.源码分析 (7) 1.3.HashTable (9) 1.3.1.HashTable是线程安全的，因为所有方法上都加了synchronized关键 字。9 1.3.2.HashTable的key和value都不可以为null。 (9) 1.3.3.扩容时，capacity=2*capacity+1 (9) 1.3.4.数组默认大小为11 (9) 1.3.5.查找下标时，没有使用hash&length-1，而是直接进行计算的 (9) 1.4.TreeMap (9) 1.4.1.底层实现为红黑树 (9) 1.4. 2.TreeMap是一个有序的key-value集合，基于红黑树实现。该映射根据 其键的自然顺序进行排序，或者根据创建时提供的Comparator进行排序 (10) 1.4.3.接口实现 (10) 1.4.4.Entry (11) 1.5.LinkedHashMap (11) 1.5.1.底层是数组+链表+红黑树+双向链表 (11) 1.5.2.维护链表顺序和访问顺序 (11) 1.5.3.LinkedHashMap 可以通过构造参数 accessOrder 来指定双向链表是否在 元素被访问后改变其在双向链表中的位置。 (11) 1.5.4.当accessOrder为true时，get方法和put方法都会调用recordAccess 方法使得最近使用的Entry移到双向链表的末尾；当accessOrder为默认值 false时，recordAccess方法什么也不会做。 (11) 1.5.5.LRU实现 (11) 2.Collection (11) 2.1.List (12) 2.1.1.ArrayList (12) 2.1.2.LinkedList (13) 2.1.3.CopyOnWriteArrayList (13) 2.2.Set (14) 2.2.1.HashSet (14)
Java集合框架实验报告
浙江大学城市学院实验报告 课程名称Java高级程序设计 实验项目名称Java集合框架实验 学生姓名专业班级学号 一、实验目的 1.理解Java集合框架的特点、接口与类之间的关系 2.掌握Java集合框架的List接口,以及List接口的重要实现类LinkedList、ArrayList 3.掌握Java集合框架的Set、SortedSet接口,以及重要实现类HashSet与TreeSet 4.掌握Java集合框架的Map、SortedMap接口及其重要实现类HashMap、TreeMap 5.掌握Java集合框架的Collection与Iterator接口的特点与使用方式 二、实验内容 1、使用List管理对象集合 2、使用Map管理对象集合 3、使用Set管理对象集合 4、设计一个自定义的集合类 三、实验步骤 1、在Eclipse中新建工程(即项目) 2、使用List管理对象集合 1)新建一个包listExample 2)在这个包中新建三个类:Student类,StudentList类,StudentListTest类。 参考代码: Student、java, StudentList、java,StudentListTest、java 3)完善上面三个类,相关要求参考源代码程序的注释,即根据要求修改源代码程序, 给出具体的实现代码(不使用泛型类)。
void addStudent(Student student){//添加一个学生对象 boolean a=true; for(int i=0;i JAVA常用的高级数据类型——集合类型 一、JAVA语言中的集合类型主要有三种形式：Set（集）、List（列表）、Map（映射），每种类型的集合都包括三部分：接口、实现和算法。 a)集合接口实现集合的操作和集合的具体功能实现细节的相互分离—— Set接口、List接口、Map接口 b)集合的具体功能实现类实质上是各种可重用的数据结构的具体表示 List接口的实现类有ArrayList、LinkedList、Stack和Vector等 集合类，Vector 类提供了实现可增长数组的功能，随着更多元素加 入其中，数组变的更大。在删除一些元素之后，数组变小。 Set接口的实现类有HashSet、LinkedHashSet和TreeSet等集合类 Map接口的实现类有HashMap、Hashtable、LinkedHashMap、Properties和TreeMap等集合类。 c)集合的算法指可以对实现集合接口的各个集合的功能实现类提供如排 序、查找、交换和置换等方面的功能实现。 二、List接口 1.List接口代表有序的集合，可以对List接口代表的有序集合中每个元素 的插入位置进行精确地控制，并利用元素的整数索引（代表元素在集合中的位置）访问元素中的各个成员，List接口代表的集合是允许出现重复元素的。 2.List接口主要成员方法： 1）void add（int index,E element）在列表指定位置插入指定元素 2）E get(int index) 返回结合中指定位置的元素 3）E remove(int index) 移除集合中指定位置的元素 4）E set(int index,E elment) 用指定元素替换集合中指定位置的元素 5）boolean add(E o) 向列表的尾部追加指定的元素 6）boolean contains(Object o) 如果列表包含指定的元素，则返回true。 7）boolean isEmpty() 如果列表不包含元素，则返回 true。 8）int size() 返回列表中的元素数 9）Iterator iterator()返回以正确顺序在列表的元素上进行迭代的迭代器。 3.List的实现类 List在数据结构中分别表现为数组（ArrayList）、向量（Vector）、链表（LinkedList）、堆栈（Stack）和队列等形式。 Vector集合和ArrayList集合都是采用数组形式来保存对象，区别在于ArrayList集合本身不具有线程同步的特性，不能用在多线程的环境下，可以使用ArrayList集合能够节省由于同步而产生的系统性能的开销。而Vector集合实现了对线程同步的支持，因此在多线程并发访问的应用环境下，该集合本身能够保证自身具有线程安全性。在多线程的并发访问中，可以将Vector集合的对象实例设计为类中的成员属性，而应该将ArrayList 集合的对象实例设计为局部对象。 public class UserInfo{ List oneVector=new Vector(); public void execute(){ 实验十泛型与集合框架 1.实验目的 1、掌握LinkedList 实验七对象集合的组织 实验目标： 1.了解Collection、List、Set、Map等常用数据结构的层次结构 2.掌握LinkList、Vector、ArrayList、HashTable、HashMap等类的用法 3.掌握Enumeration（枚举）及Iterator（迭代器）的遍历用法 4.了解自学HashSet、TreeSet这两个Set接口下的重要实现类 5.了解自学比较器接口 实验任务： 1. 填空 List 接口的特点是元素__有__（有|无）顺序，___可以___（可以|不可以）重复； Set 接口的特点是元素__无___（有|无）顺序，__不可以____（可以|不可以）重复； Map 接口的特点是元素是键、值对象，其中__键__可以重复，_值对象__不可以重复 2. （List）有如下代码： import java.util.*; public class TestList{ public static void main(String args[]){ List list = new ArrayList(); list.add(“Hello”); list.add(“World”); list.add(1, “Learn”); list.add(1, “Java”); printList(list); } public static void printList(List list){ //1 } } 要求： 1) 把//1 处的代码补充完整，要求输出list 中所有元素的内容，请使用三种方式来实现（课本227页，Iterator、增强for循环，普通循环）。 2) 三种代码与执行结果截图 1、用Iterator实现的代码如下： package zi; import java.util.*; publicclass Ex7_2{ publicstaticvoid main(String args[]){ List list = new ArrayList(); list.add("Hello"); list.add("World"); list.add(1, "Learn"); 1.本讲内容：集合collection （数组和集合90%功能相似，但是最大的区别是，数组在初始化的时候必须确定大小，而集合不用，而且集合是一堆的类，使用起来非常方便。） 讲集合collection之前，我们先分清三个概念： 1colection 集合，可用来存储任何对象的一种数据结构（容器）。 2Collection 集合接口，指的是，是Set、List 和Queue 接口的超类接口 3Collections 集合工具类，指的是类。 SCJP考试要求了解的接口有：Collection , Set , SortedSet , List , Map , SortedMap , Queue , NavigableSet , NavigableMap, 还有一个Iterator 接口也是必须了解的。 SCJP考试要求了解的类有：HashMap , Hashtable ,TreeMap , LinkedHashMap , HashSet , LinkedHashSet ,TreeSet , ArrayList , Vector , LinkedList , PriorityQueuee , Collections , Arrays 下面给出一个集合之间的关系图： 上图中加粗线的ArrayList 和HashMap 是我们重点讲解的对象。下面这张图看起来层级结构更清晰些。 我们这里说的集合指的是小写的collection，集合有4种基本形式，其中前三种的父接口是Collection。 4List 关注事物的索引列表 5Set 关注事物的唯一性 6Queue 关注事物被处理时的顺序 7Map 关注事物的映射和键值的唯一性 一、Collection 接口 Collection接口是Set 、List 和Queue 接口的父接口，提供了多数集合常用的方法声明，包括add()、remove()、contains() 、size() 、iterator() 等。 add(E e) 将指定对象添加到集合中 remove(Object o) 将指定的对象从集合中移除，移除成功返回true,不成功返回false contains(Object o) 查看该集合中是否包含指定的对象，包含返回true,不包含返回flase size() 返回集合中存放的对象的个数。返回值为int clear() 移除该集合中的所有对象，清空该集合。 iterator() 返回一个包含所有对象的iterator对象，用来循环遍历 toArray() 返回一个包含所有对象的数组,类型是Object toArray(T[] t) 返回一个包含所有对象的指定类型的数组 我们在这里只举一个把集合转成数组的例子，因为Collection本身是个接口所以，我们用它的实现类ArrayList做这个例子：例子1： package edu.xjfu; 南京信息工程大学实验（实习）报告 实验（实习）名称Java类实验（实习）日期 10.17 得分指导教师刘文杰院计算机与软件学院专业软件工程年级 2017级班次 1 姓名张成学号20171344024 1．实验目的： 1）熟练MyEclipse工具的使用与调试； 2）掌握Java类、方法和变量的定义和使用； 3）熟悉方法重载和覆盖、掌握this和supper关键字使用； 4）掌握4类访问控制符的使用。 2．实验内容： （1）定义一个类Circle，实现其面积计算功能getArea()； （2）编写程序，读入一个正整数并按降序显示它的所有最小因子。（教材第3章习题9）（3）利用多态性编程，实现求三角形、正方形和圆形的面积。（教材第4章习题6） 3．实验步骤 1、 public class Circle { public double radius; public Circle(double r) { radius= r; } public double getArea() { return radius*radius*Math.PI; } public static void main(String[] args) { Circle area1 = new Circle(5); System.out.println("The area is " + area1.getArea()); } } 2、 import java.util.Scanner; public class Read { public static void main(String[] args) { Scanner input =new Scanner(System.in); System.out.print("输入一个正整数："); int n=input.nextInt(); int []a=new int[n]; int []b=new int[n]; int p,q=0,m=0; for(p=2;p<=n;p++) { while(n%p==0) { n=n/p; if(n!=1) { a[q]=p; q++; } else { a[q]=p; } } } while(q!=-1) { b[m]=a[q]; m++; q--; } for(p=0;p Java 语言程序设计 C 实验报告 集合框架及泛型机制 学生姓名 专业、班级 指导教师 成绩 计算机与信息工程学院 年月日 一、实验目的 学习课程相关章节知识，通过上机练习，掌握以下知识： 1．掌握 List 接口下 ArrayList 及 LinkedList 的使用方法。 2．掌握 Map 接口下 HashMap 及 HashTable的使用方法 3．掌握集合中泛型的使用 二、实验内容 利用集合完成象数据库那样存储数据，并且可以简单查询，利用 map 存储学生信息，字段如下： id ,name,age，实现步骤： （1）创建类，类图如下： （2）在 main 方法编写逻辑代码 （3）运行程序并测试结果 package https://www.360docs.net/doc/3b686442.html,; public class Student { private String name ; private int age ; private String id ; 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 String getId() { return id; } public void setId(String id) { this. id=id; } public Student(String name ,int age , String id ) { super(); this. name =name ; this. age=age ; this. id=id; } public void sayHi() { System.out.println("name=" +this.getName()+"age=" + this .getAge()+" " + "id=" + this.getId()); } } Java中的集合类 (Collection framework)我们在前面学习过java数组，java数组的程度是固定的，在同一个数组中只能存放相同的类型数据。数组可以存放基本类型的数据，也可以存入对象引用的数据。 在创建数组时，必须明确指定数组的长度，数组一旦创建，其长度就不能改变，在许多应用的场合，一组数据的数目不是固定的，比如一个单位的员工数目是变化的，有老的员工跳槽，也有新的员工进来。 为了使程序方便地存储和操纵数目不固定的一组数据，JDK中提供了java集合类，所有java集合类都位于java.util包中，与java数组不同，java集合类不能存放基本数据类型数据，而只能存放对象的引用。 Java集合类分为三种 Set(集合)：集合中对象不按特定的方式排序。并且没有重复对象，但它有些实现类中的对象按特定方式排序。--无序，不能重复 List（列表）：集合中的对象按照检索位置排序，可以有重复对象，允许按照对象在集中的索引位置检索对象，List和数组有些相似。--有序，可以重复 Map（映射）：集合中的每一个元素包含一对键对象和值对象，集合中没有重复的键对象，值对象可以重复，它的有些实现类能对集合中的键对象进行排序。 Java的主要集合类的框架图 Collection和Iterator接口 在Collection接口中声明了适用于java集合（只包括Set和List）通用方法。 Collection接口的方法 方法描述 boolean add(Object o) 向集合中加入一个对象的引用 void clear( ) 删除集合中所有对象，即不再对持有对象的引用boolean contains(Object o) 判断在集合中是否含有特定对象的引用 boolean isEmpty() 判断集合是否为空 Iterator iterator( ) 返回一个Iterator对象，可用它来遍历集合中的元素boolean remove(Object o) 从集合中删除一个对象的引用 int size( ) 返回集合中元素的数目 Object [ ] toArray() 返回一个数组，该数组包含集合中的所有元素 Set接口和List即可都继承了Collection接口，而Map接口没有继承Collection接口，因此可以对Set对象和List对象调用以上方法，但是不能对Map对象调用以上方法。Collection接口的iterator()和toArray()方法多用于获得集合中的所有元素，前者返回一个Iterator对象，后者返回一个包含集合中所有元素的数组。 Iterator隐藏底层集合的数据结构，向客户程序提供了遍历各种类型的集合的统一接口。Iterator接口中声明了如下方法： ●hasNext()：判断集合中的元素是否遍历完毕，如果没有，就返回true。 ●next()：返回下一个元素 ●remove()：从集合中删除上一个由next()方法返回的元素。 注意：如果集合中的元素没有排序，Iterator遍历集合中元素的顺序是任意的，并不一定与像集合中加入的元素的顺序一致。 Set（集） Set是最简单的一种集合，集合中的对象不按特定方式排序，并没有重复对象。Set接口主要有两个实现类：HashSet类还有一个子类LinkedHashSet类，它不仅实现了哈希算法，而且实现了链表数据结构，链表数据结构能提高插入核算出元素的性能。TreeSet类实现了SortedSet接口中，具有排序功能。 List(列表) List的主要特征使其元素已先行方式存储，集合中允许存放重复对象。List接口主要的实现类包括： ●ArrayList—ArrayList代表长度可变的数组。允许对元素进行快速的随机访问，但是向 ArrayList中插入与删除元素的速度较慢。 ●LinkedList—在实现中采用链表数据结构。对顺序访问进行了优化，向List中插入和 删除元素的速度较快，随机访问速度则相对较慢，随机访问是指检索位于特定索引位置元素。 Map（映射） Map（映射）是一种吧键对和值对象进行映射的集合。它的每一个元素都包含一对键对象和值对象，而之对象仍可以是Map类型。以此类推，这样就形成了多级映射。向Map集合中加入元素时，必须提供一对键对象和值对象，从Map集合上检索元素只要给出键对象，就会返回值对象。 实例1 CollectionAll.java 操作系统实验报告 院系： 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 进程调度的模拟与内存管理 一、实验目的 在采用多道程序设计的系统中，往往有若干个进程同时处于就绪状态。当就续进程个数大于处理器数时，就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器。实验模拟实现处理机调度，以加深了解处理机调度的工作，并体会优先级和时间片轮转调度算法的具体实施方法。帮助了解在不同的存储管理方式下，应怎样实现主存空间的分配和回收。 二、实验要求 1、可随机输入若干进程，并按优先权排序； 2、从就绪队首选进程运行：优先权-1/要求运行时间-1 要求运行时间=0时，撤销该进程 3、重新排序，进行下轮调度。 4、可随时增加进程； 5、规定道数，设置后备队列和挂起状态。若内存中进程少于规定道数，可 自动从后备队列调度一作业进入。被挂起进程入挂起队列，设置解挂功 能用于将指定挂起进程解挂入就绪队列。 6、每次调度后，显示各进程状态。 7、自行假设主存空间大小，预设操作系统所占大小并构造未分分区表； 表目内容：起址、长度、状态（未分/空表目） 8、结合以上实验，PCB增加为： {PID，要求运行时间，优先权，状态，所需主存大小，主存起始位置， PCB指针} 9、采用最先适应算法分配主存空间； 10、进程完成后，回收主存，并与相邻空闲分区合并。 11、采用图形界面； 三、实验内容 选择一个调度算法，实现处理机调度。 1、设计一个按优先权调度算法实现处理机调度的程序； 2、设计按时间片轮转实现处理机调度的程序。 3、主存储器空间的分配和回收。在可变分区管理方式下，采用最先适应算法实现主存空间的分配和回收。 四、实验原理 该模拟系统采用java语言实现，要实现的功能有新建进程、进程调度、挂起进程、解挂进程、删除进程，道数和时间片大小可以由用户自己调整，有两种调度策略：按优先权调度和按时间片轮转调度。每个进程可能有5种状态：新建(new)、就绪(ready)、运行(running)、阻塞(waiting)、挂起(suspend)。每个状态都有一个队列用来存放处于该状态的进程，不同的调度策略采用不同的队列实现。当创建进程时，如果内存中的进程数还没达到规定道数，则将新建进程插入就绪 帮助 | 留言交? | 登录 首页我的图书馆主题阅读精彩目录精品文苑Tags 会员浏览好书推荐 以文找文 如何对文章标记，添加批注？ Java 中集合?用法总结（转载） wade0564 收录于2010-07-08 阅读数：查看 收藏数：7 公众公开 原文来源 tags ： java 集合类 欢迎浏览 wade0564 个人图书馆中收藏的文章，想收藏这篇好文章吗，赶快 吧，1分钟拥有自己的个人图书馆！ 我也要收藏 举报 Java 中集合?用法总结 收藏 Collection ├List │├LinkedList │├ArrayList （异步，线程不安全，空间用完时自动增长原容量一半）│└Vector （同 步，线程安全，空间用完时自动增长原容量一倍）│ └Stack └Set ├HashSet └TreeSet Map ├Hashtable ├HashMap ├WeakHashMap └TreeMap Map 接口： | + -- WeakHashMap: 以弱键 实现的基于哈希表的 Map 。在 WeakHashMap 中，当某个键不再正常使用时，将自动移除其条 | 目。更精确地说，对于一个给定的键，其映射的存在并不阻止垃圾回收器对该键的丢弃，这就使该键成为 可终止的，被终 | 止，然后被回收。丢弃某个键时， 其条目从映射中有效地移除，因此，该类的行为与其他的 Map 实现有所不同。此实现 | 不是同步的。 | + -- TreeMap:该映射根据其键的自然顺序进行 排序，或?根据创建映射时提供的 Comparator 进行 排序，具体取决于使用的 | 构造方法。此实现不是同步的。 | + -- HashMap:基于哈希表的 Map 接?的实现。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用 null 值和 null 键。（除了 | 非同步和允许 使用 null 之外，HashMap 类与 Hashtable ?致相同。）此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺 | 序恒久不变。此实现不是同步的。 | +-- SortedMap: 进一步提供关于键的总体排序 的 Map 。该映射是根据其键的自然顺序进 行排序的，或?根据通常在创建有 序映射时提供的 Comparator 进行排序。对有序映射的 collection 视图（由 entrySet 、keySet 和 values 方法返回 ）进行迭代时，此顺序就会反映 出来。要采用此排序方式，还需要提供一些其他操作（此接?是 SortedSet 的对应映 射）。 Collection 接口： | 热点推荐 中国经典汤品——广东汤常用多音字汇总 如果你失恋。。。这些话...影响世界的100个管理定律汽车发动机?作过程和原理分析温家宝总理答中外记?问女人味，有多少男人可以读懂？珍稀的白头叶猴（组图）三鹿门事件之——中国，...国家公务员职务与级别当代古筝四美 付娜《渔...生活?秘方 真的很实用...哲理?品：守护梦想聚会时可以玩的?游戏依赖型人格障碍的表现和治疗经典妙语，十分精彩江边施救[贴图]李一男2003年在港湾...电脑速度慢的解决方法 ...重装系统后必须做的10件?事 Java语言程序设计C 实验报告 集合框架及泛型机制 学生姓名 专业、班级 指导教师 成绩 计算机与信息工程学院 年月日 一、实验目的 学习课程相关章节知识,通过上机练习,掌握以下知识: 1.掌握List接口下ArrayList及LinkedList的使用方法。 2.掌握Map接口下HashMap 及HashTable的使用方法 3.掌握集合中泛型的使用 二、实验内容 利用集合完成象数据库那样存储数据,并且可以简单查询,利用map存储学生信息,字段如下: id ,name,age,实现步骤: (1)创建类,类图如下: (2)在main方法编写逻辑代码 (3)运行程序并测试结果 package com、cn; public class Student { private String name; private int age; private String id; 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 String getId() { return id; } public void setId(String id) { this、id = id; } public Student(String name, int age, String id) { super(); this、name = name; this、age = age; this、id = id; } public void sayHi() { System、out、println("name="+this、getName()+"age="+this、getAge()+" "+"id="+this、getId()); } } //Databace类 package com、cn; import java、util、Collection; import java、util、HashMap; import java、util、Iterator; public class Databace { private Student a; public Databace() { super(); map=new HashMap Java集合体系结构分析与比较 1. Java集合框架图 Java平台提供了一个全新的集合框架.“集合框架”主要由一组用来操作对象的接口组成.不同接口描述一组不同数据类型. Java集合框架图如下: 集合接口:6个接口(短虚线表示),表示不同集合类型,是集合框架的基础. 抽象类:5个抽象类(长虚线表示),对集合接口的部分实现.可扩展为自定义集合类. 实现类:8个实现类(实线表示),对接口的具体实现. 在很大程度上,一旦您理解了接口,您就理解了框架.虽然您总要创建接口特定的实现,但访问实际集合的方法应该限制在接口方法的使用上;因此,允许您更改基本的数据结构而不必改变其它代码. Java集合的顶层接口是Collection,Collection 接口是一组允许重复的对象.Java集合框架主要由以下三个接口组成: (1) Set 接口继承Collection,但不允许重复,使用自己内部的一个排列机制. (2) List 接口继承Collection,允许重复,以元素安插的次序来放置元素,不会重新排列. (3) Map接口是一组成对的键-值对象,即所持有的是 key-value pairs.Map中不能有重复的key,拥有自己的内部排列机制. 容器中的元素类型都为Object,从容器取得元素时,必须把它转换成原来的类型.简化后的集合框架图如下: 2. 接口Collection 用于表示任何对象或元素组,想要尽可能以常规方式处理一组元素时,就使用这一接口. (1) 单元素添加、删除操作: boolean add(Object o):将对象添加给集合 boolean remove(Object o): 如果集合中有与o相匹配的对象,则删除对象o (2) 查询操作: int size():返回当前集合中元素的数量 boolean isEmpty():判断集合中是否有任何元素 boolean contains(Object o):查找集合中是否含有对象o Iterator iterator():返回一个迭代器,用来访问集合中的各个元素 (3) 组操作:作用于元素组或整个集合 boolean containsAll(Collection c): 查找集合中是否含有集合c 中所有元素 boolean addAll(Collection c) : 将集合c 中所有元素添 1. 填空 Collection 接口的特点是元素是___无序可重复______； List 接口的特点是元素__有__（有|无）顺序，_可以___（可以|不可以）重复； Set 接口的特点是元素__无___（有|无）顺序，____不可以__（可以|不可以）重复；Map 接口的特点是元素是__key、value映射______，其中__value__可以重复，_key___不可以重复。 2. （List）有如下代码 import java.util.*; public class TestList{ public static void main(String args[]){ List list = new ArrayList(); list.add(“Hello”); list.add(“World”); list.add(1, “Learn”); list.add(1, “Java”); printList(list); } public static void printList(List list){ //1 for(int i = 0; i< list.size();i++){ System.out.println(list.get(i)); } for(Object o : list) { System.out.println(o); } Iterator itor = list.iterator(); while(itor.hasNext()){ System.out.println(itor.next()); } } } 要求： 1) 把//1 处的代码补充完整，要求输出list 中所有元素的内容 2) 写出程序执行的结果Hello Java Learn World 3) 如果要把实现类由ArrayList 换为LinkedList，应该改哪里？ArrayList 和LinkedList 使用上有什么区别？实现上有什么区别？ 4) 如果要把实现类由ArrayList 换为Vector，应该改哪里？ArrayList 和Vector 使 用上有什么区别？实现上有什么区别？ 3. （List）写出下面程序的运行结果 任务一：用LinkedList存放对象 1.利用面向对象的思想，创建以下类： ●Person类，包含Person的姓名和身份证号码,覆盖Object类的toString() 方法，显示“姓名：XXX 身份证号：XXX”。 ●Student类，继承Person类，包含学生的语文、数学、英文课的成绩，并覆盖 父类的toString()方法，显示“姓名：XXX 身份证号：XXX 语文：XXX 数学：XXX 英文：XXX”。 ●Teacher类，继承Person类，包含教师的工资。并覆盖父类的toString()方 法，显示“姓名：XXX 身份证号：XXX 工资：XXX”。 ●public class Person implements Comparable{ ●String name; ●String ID; ●Person(String s,String i){ ●name=s; ●ID=i; } ●public String toString() { ●String str="姓名："+name+" 身份证号码："+ID; ●return str; } ●public int compareTo(Object arg0) { ●Person p=(Person)arg0; ●return https://www.360docs.net/doc/3b686442.html,pareTo(p.ID); } } ●class Student extends Person { ●int Chinese; ●int Math; ●int English; ●Student(String n,String i,int c,int m,int e){ ●super(n,i); ●Chinese=c; ●Math=m; ●English=e; } ●public String toString() { ●String str; ●str=" 语文成绩："+Chinese+" 数学成绩："+Math+" 英语成绩： "+English; ●return super.toString()+str; ●} ●} ●class Teacher extends Person{ ●int salary; ●Teacher(String n,String i,int s){ ●super(n,i); ●salary=s; ●}JAVA中常用的集合类型
实验十 泛型与集合框架
java 实验七 对象集合 实验报告
java集合类总结
实验二 Java类-实验报告
JAVA实验报告-集合框架与泛型机制
Java中的集合类
操作系统实验报告java
Java中集合类用法总结
JAVA实验报告-集合框架及泛型机制
Java集合体系结构分析与比较
java集合-练习题解析
实验6 泛型与集合框架_附答案