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

Student stud = (Student)students.get(i);

if(stud.getId().equalsIgnoreCase(student.getId()))

a=false;

}

if(a==true)

students.add(student);//修改代码,保证students集合中所有学生对象的id号唯一

}

void deleteStudentById(String id){//根据学号删除学生对象

for(int i=0;i

Student stud = (Student)students.get(i);

if(stud.getId().equalsIgnoreCase(id))

students.remove(stud);

}

}

void deleteStudentByName(String name){//根据姓名删除学生对象for(int i=0;i

Student stud = (Student)students.get(i);

if(stud.getName().equalsIgnoreCase(name))

students.remove(stud);

}

}

void deleteStudentByAge(int age){//根据年龄删除学生对象

for(int i=0;i

Student stud = (Student)students.get(i);

if(stud.getAge()==age)

students.remove(stud);

}

}

Student[] findByName(String name){

int a=0;

for(int i=0;i

Student stud = (Student)students.get(i);

if(stud.getName().equalsIgnoreCase(name))

a++;

}

Student[] st=new Student[a];

int b=0;

for(int i=0;i

Student stud = (Student)students.get(i);

if(stud.getName().equalsIgnoreCase(name)){

st[b]=stud;

b++;

}

}

return st;

}

Student[] findByAge(int age){

int a=0;

for(int i=0;i

Student stud = (Student)students.get(i);

if(stud.getAge()==age)

a++;

}

Student[] st=new Student[a];

int b=0;

for(int i=0;i

Student stud = (Student)students.get(i);

if(stud.getAge()==age)

{st[b]=stud;b++;}

}

return st;

}

4)新创建listExample2包，重新设计设计上述程序（新程序都属于这个包），这

时需要使用泛型类，即出现的List、ArrayList或LinkedList都使用泛型。private List students = new ArrayList();

void deleteStudentById(String id){//根据学号删除学生对象

Iterator iterator = students.iterator();

while(iterator.hasNext())

{

Student st=(Student)iterator.next();

if(st.getId()==id) iterator.remove();

}

}

void deleteStudentByName(String name){//根据姓名删除学生对象Iterator iterator = students.iterator();

while(iterator.hasNext())

{

Student st=(Student)iterator.next();

if(st.getName()==name) iterator.remove();

}

}

void deleteStudentByAge(int age){//根据年龄删除学生对象Iterator iterator = students.iterator();

while(iterator.hasNext())

{

Student st=(Student)iterator.next();

if(st.getAge()==age) iterator.remove();

}

}

List findByName(String name){

List studs=new ArrayList();

for(int i=0;i

Student stud = (Student)students.get(i);

if(stud.getName().equals(name)){

studs.add(stud);

}

}

return studs;

}

List findByAge(int age){

List studs=new ArrayList();

for(int i=0;i

Student stud = (Student)students.get(i);

if(stud.getAge()==age)

studs.add(stud);

}

return studs;

}

3、使用Map管理对象集合

1)新建一个包MapExample

2)在这个包中新建三个类：Student类，StudentMap类，StudentMapTest类。

参考代码Student.java, StudentMap.java，StudentMapTest.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 deleteStudentByName(String name){//根据学生姓名删除学生对象

Collection values=students.values();

Iterator it=values.iterator();

while(it.hasNext()){

if(it.next().getName().equals(name))

it.remove();

}

}

void deleteStudentByAge(int age){//根据学生年龄删除学生对象Collection values=students.values();

Iterator it=values.iterator();

while(it.hasNext()){

if(it.next().getAge()==age)

it.remove();

}

}

Student[] findByName(String name){

int a=0;

Collection values=students.values();

Iterator it=values.iterator();

while(it.hasNext()){

if(it.next().getName().equals(name))

a++;

}

int b=0;

Student[] s=new Student[a];

Collection values1=students.values();

Iterator it1=values1.iterator();

while(it1.hasNext()){

Student ss=it1.next();

if(ss.getName().equals(name))

{s[b]=ss;

b++;

}

}

return s;

}

Student[] findByAge(int age){

int a=0;

Collection values=students.values();

Iterator it=values.iterator();

while(it.hasNext()){

if(it.next().getAge()==age)

a++;

}

int b=0;

Student[] s=new Student[a];

Collection values1=students.values();

Iterator it1=values1.iterator();

while(it1.hasNext()){

Student ss=it1.next();

if(ss.getAge()==age)

{s[b]=ss;

b++;

}

}

return s;

}

4)新创建MapExample2包，重新设计设计上述程序（新程序都属于这个包），这

时需要使用泛型类，即出现的Map、TreeMap或HashMap都使用泛型。

private Map students= new

HashMap();

void addStudent(Student student){//添加一个学生对象

students.put(new Integer(student.getId()),student);

}

Student findById(String id){

return students.get(new Integer(id));

}

4、使用Set管理对象集合

1)新建一个包SetExample

2)在这个包中新建三个类：Student类，StudentSet类，StudentSetTest类。

参考代码：这三个类的参考代码见Student.java, StudentSet.java，StudentSetTest.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 deleteStudentById(String id){//根据学号删除学生对象

for(int i=0;i

Student stud = (Student)students.toArray()[i];

if(stud.getId().equalsIgnoreCase(id))

students.remove(stud);

}

}

void deleteStudentByName(String name){//根据姓名删除学生对象for(int i=0;i

Student stud = (Student)students.toArray()[i];

if(stud.getName().equalsIgnoreCase(name))

students.remove(stud);

}

}

void deleteStudentByAge(int age){//根据年龄删除学生对象for(int i=0;i

Student stud = (Student)students.toArray()[i];

if(stud.getAge()==age)

students.remove(stud);

}

}

Student[] findByName(String name){

int a=0;

for(int i=0;i

Student stud = (Student)students.toArray()[i];

if(stud.getName().equalsIgnoreCase(name))

a++;

}

Student[] st=new Student[a];

int b=0;

for(int i=0;i

Student stud = (Student)students.toArray()[i];

if(stud.getName().equalsIgnoreCase(name))

{

st[b]=stud;

b++;}

}

return st;

}

Student[] findByAge(int age){

int a=0;

for(int i=0;i

Student stud = (Student)students.toArray()[i];

if(stud.getAge()==age)

a++;

}

Student[] st=new Student[a];

int b=0;

for(int i=0;i

Student stud = (Student)students.toArray()[i];

if(stud.getAge()==age)

{st[b]=stud;

b++;}

}

return st;

}

4)新创建SetExample2包，重新设计设计上述程序（新程序都属于这个包），这

时需要使用泛型类，即出现的Set、TreeSet或HashSet都使用泛型。

注意：Student类实现Comparable接口的作用。

void deleteStudentById(String id){//根据学号删除学生对象Iteratorit=students.iterator();

while(it.hasNext()){

if(it.next().getId().equalsIgnoreCase(id))

it.remove();

}

}

void deleteStudentByName(String name){//根据姓名删除学生对象Iteratorit=students.iterator();

while(it.hasNext()){

if(it.next().getName().equalsIgnoreCase(name))

it.remove();

}

}

void deleteStudentByAge(int age){//根据年龄删除学生对象

Iteratorit=students.iterator();

while(it.hasNext()){

if(it.next().getAge()==age)

it.remove();

}

public class Student implements Comparable //实现Comparable接口对于TreeSet排序有用

{

public int compareTo(Object arg0) {

Student stud = (Student)arg0;

return this.getId().compareTo(stud.getId());

}

实现是自定义排序功能

5、设计一个自定义的集合类

四. 实验结果与分析

1. 请说明采用接口变量操作集合对象的方式，并阐述这么做的主要优点。

提示：在“使用List管理对象集合”的实验中，LinkedList、ArrayList两个类都可以管理一批对象，但是程序中使用List接口变量引用LinkedList、ArrayList对象，即使用如下方式：

private List students = new ArrayList();

而不是直接使用LinkedList、ArrayList类型变量，比如：

private ArrayList students = new ArrayList();

这样做有什么用意，有什么好处？

这是一种很好的设计模式.一个接口有多种实现，这种写法是java面向对象的一种思

想，依赖倒置原则,即依赖于抽象不依赖于实现(具体)。

给调用者提供的应该是接口或者抽象类，而实现者可以实现或者继承接口或者抽象类来满足调用者，这样调用者不必知道实现者怎样操作，实现者也可以根据具体情况去实现，这样去除了耦合。这就是java设计模式的基础思想之一。

从Java语法上，这种方式是使用接口引用指向具体实现，这样大大提高了代码使用的灵活性。

2.请说明LinkedList、ArrayList有何不同，各自适用于哪些场合？

LinkedList：采用链表来管理集合的元素。优点是可以方便地进行元素的增加，删除。即元素个数变化的代价较小，但是查询性能比数组差。

ArrayList：使用可变长度的数组来管理集合的元素。优点是查询性能比链表好，缺点是长度不可变化，删除元素代价大。

LinkedList适用于元素增加删除频繁的场合。ArrayList适用于查询元素较频繁的场合

3.请说明HashSet，TreeSet有何不同，各自适用于哪些场合？

1、TreeSet中的数据是自动排好序的，不允许放入null值

2、HashSet中的数据是无序的，可以放入null，但只能放入一个null，两者中的值都不能重复，就如数据库中唯一约束

3、HashSet要求放入的对象必须实现HashCode()方法，放入的对象，是以hashcode码作为标识的，而具有相同内容的String对象，hashcode是一样，所以放入的内容不能重复。但是同一个类的对象可以放入不同的实例

4. 请说明HashMap、TreeMap有何不同，各自适用于哪些场合？

HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找，而TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序，如果你需要得到一个有序的结果你就应该使用TreeMap（HashMap中元素的排列顺序是不固定的）。

5. Iterator与For循环都可以用于遍历集合中的元素，请问有何不同之处。

Iterator：通用，对于所有集合，使用Iterator性能都一样, 客户端自身不维护遍历集合的"指针"，所有的内部状态（如当前元素位置，是否有下一个元素）都由Iterator来维护，而这个Iterator由集合类通过工厂方法生成，因此，它知道如何遍历整个集合。

客户端从不直接和集合类打交道，它总是控制Iterator，向它发送"向前"，"向后"，"取当前元素"的命令，就可以间接遍历整个集合。

For循环：虽然和Iterator性能差不多，但是在查找链表如LinkedList的时候遍历集合的开销会差别很大! 就以LinkedList来说,用get(i)方法来取元素的主要代码, 我们可以看到，LinkedList 内的get(i)方法，用了循环方式来返回元素，性能肯定会差.

6.简单地分析比较不同集合类在选用上的主要原则。

List接口可以存储重复的数据。并且可以基于位置（下标）操作集合。

当增删改频繁的时候用LinkedList。当查询频繁时用ArrayList

Map接口类似数学中的映射。对象的管理是一组键-值得映射关系。主要是适用于数量较多的对象管理。希望通过KEY快速的查到对应的value。

HashMap是通过哈希表管理的，允许null

TreeMap该映射按照键自然排序。不允许为空

Set接口不允许有重复的元素。

HashSet通过哈希算法管理允许null

TreeSet按照元素自然的排序

五．讨论、心得

（可写遇到的问题及解决方法，或者对技术的理解等）