《Java程序设计》课件-javaCP6泛型与集合

第六章泛型与集合

Java程序设计本章主要内容

泛型泛型是数据类型多态化的一种体现。集合在Java的API中，对常用的数据结构和算法做了一些规范和实现，形成一系列接口和类。这些抽象出来的数据结构和算法操作统称为Java的集合框架（JavaCollectionFramework，JCF）。程序员使用集合框架提供的接口和类，在具体应用时，不必考虑这些数据结构算法的实现细节，只需用这些类创建对象并直接应用即可，这大大提高了编程效率。2024/12/24李飞——计算中心2/30泛型的基本概念泛型能解决什么样的问题？通过引用来实现参数类型的“任意化”。减少参数传递中显式的数据类型转换。如何理解泛型？是java解决通用数据类型问题的一种实现方案。对比Eg6.1和eg6.2可体会使用泛型与否的差别。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心3/35使用泛型带泛型的类。带泛型的方法。定义带泛型的方法和定义普通成员方法的语句格式完全一样，只是方法的返回值类型和方法的参数可以使用泛型类而已。使用带泛型方法的方式与使用不带泛型方法的方式完全相同。带泛型的语句2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心4/35[类说明修饰符]class类名<类型参数列表>[extends父类名][implements接口名列表]{……}类名<类型实参列表>对象名=new构造方法名<类型实参列表>([参数表]);例6.3：定义有两个可变类型的泛型类。classTwoGen<T,V>{ privateTob1; privateVob2; publicTwoGen(To1,Vo2){ ob1=o1; ob2=o2; } publicTgetOb1(){ returnob1;

} publicVgetOb2(){ returnob2; } publicvoidsetOb1(Tob1){ this.ob1=ob1; } publicvoidsetOb2(Vob2){ this.ob2=ob2; }2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心5/35 publicvoidshowTypes(){System.out.println("TypeofTis"+ob1.getClass().getName());System.out.println("TypeofVis"+ob2.getClass().getName());}}

publicclasseg6_3{ publicstaticvoidmain(String[]args){ TwoGen<Integer,String>tgObj=newTwoGen<Integer,String>(88,"Generics");//使用泛型的语句 intt=tgObj.getOb1(); System.out.println("value:"+t); Stringv=tgObj.getOb2(); System.out.println("value:"+v); tgObj.setOb1(25);//使用带泛型的方法 tgObj.showTypes(); }}2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心6/35使用泛型的注意事项泛型的类型参数必须为类的引用，不能用基本类型（如int,short,long,byte,float,double,char,boolean）。泛型是类型的参数化，在使用时可以用作不同类型，但不同类型的泛型类实例是不兼容的。泛型的类型参数可以有多个，也可以是一个。泛型可以使用extends,super,？

(通配符)来对类型参数进行限定不能实例化泛型类型变量。Gen<T>a=newGen()；//错误的Gen<String>a=newGen();//正确的不能创建带泛型类型的数组。如错误语句“TwoGen<Integer,String>[]tArray=newTwoGen<Integer,String>[3];”2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心7/356.2集合在程序设计过程中，我们经常需要对一些具有特殊数据结构的多个对象进行操作，比如对表、栈等的对象操作。在Java的API中，对常用的数据结构和算法做了一些规范和实现，形成一系列接口和类。这些抽象出来的数据结构和算法操作统称为Java的集合框架（JavaCollectionFramework，JCF）。程序员使用集合框架提供的接口和类，在具体应用时，不必考虑这些数据结构算法的实现细节，只需用这些类创建对象并直接应用即可，这大大提高了编程效率。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心8/356.2.1集合框架核心接口主要有Collection、List、Set、Queue、Deque和Map。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心9/35Collection接口Collection接口是集合的框架基础，它用于表示对象集合。该接口中声明了所有集合都将拥有的核心方法，如添加元素和删除元素等。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心10/35表6.1Collection的方法方法名说明add(Ee)将元素加入的集合中，成功返回true。clear()移除collection中的所有元素。equals(Objecto)比较collection与指定对象o是否相等。isEmpty()判定collection是否为空，是则返回true。size()获取collection中的元素数。iterator()获得collection的迭代器。hashCode()获得collection的哈希码值。toArray()以数组形式返回collection中所有元素。removeAll(Collection<?>c)从collection中移除c中的所有元素。retainAll(Collection<?>c)仅保留collection中也包含在c中的元素。contains(Objecto)判定集合中是否包含元素o，是返回true。remove(Objecto)移除集合中元素o，删除成功返回true。containsAll(Collection<?>c)判定集合中是否包含子集c，是返回true。addAll(Collection<?extendsE>c)将集合c中的所有元素添加到当前集合中，添加成功返回true。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心11/35Set接口Set接口用来描述数据结构中的集合。它具有与Collection完全一样的接口，只是Set不保存重复的元素，向Set添加元素时，不保证元素添加后与添加的顺序一致。实现它的常用子类有TreeSet类和HashSet类。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心12/35Deque接口Deque用于描述数据结构中的双端队列。它是一种在两端都可以进行加入和删除元素操作的线性表。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心13/35Deque的常用方法方法名说明addFirst(Ee)将指定元素插入双端队列的开头。addLast(Ee)将指定元素插入双端队列的末尾。getFirst()求双端队列的第一个元素。getLast()求双端队列的最后一个元素。peekFirst()求双端队列的第一个元素；如果双端队列为空，则返回null。peekLast()求双端队列的最后一个元素；如果双端队列为空，则返回null。pollFirst()获取并移除队列的首元素；如果双端队列为空，则返回null。pollLast()获取并移除队列的末元素；如果双端队列为空，则返回null。removeFirst()获取并移除双端队列第一个元素。removeLast()获取并移除双端队列的最后一个元素。size()返回双端队列的元素数。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心14/35List接口List用来描述数据结构中的表。List表中允许有重复的元素，而且元素的位置是按照元素的添加顺序存放的。常用的List实现类有ArrayList（数组列表）类和LinkedList（链表）类。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心15/35List的常用方法方法名说明add(intindex,Eelement)在列表的index位置插入指定元素E。addAll(intindex,Collection<?extendsE>c)将集合c中所有元素插入到列表中的index起始位置。get(intindex)求列表中指定位置的元素。indexOf(Objecto)求列表中第一次出现元素o的索引；如果列表不包含该元素，则返回-1。lastIndexOf(Objecto)求列表中最后出现的元素o的索引；如果列表不包含此元素，则返回-1。remove(intindex)移除列表中索引为index的元素。set(intindex,Eelement)用元素E替换列表中索引为index的元素。listIterator()返回此列表元素的列表迭代器。listIterator(intindex)返回列表中从列表的index位置开始的列表迭代器。subList(intfromIndex,inttoIndex)返回列表中从索引fromIndex（包括）到toIndex（不包括）之间的子列表。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心16/35Queue接口Queue接口描述数据结构中的队列。它是一种先进先出的线性表。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心17/35

Queue的常用方法方法名说明element()获取队列头的元素，但是不移除此元素。offer(Ee)将元素e插入队列，添加成功返回true。peek()获取但不移除此队列的头；如果队列为空，则返回null。poll()获取并移除此队列的头，如果队列为空，则返回null。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心18/35Map接口Map接口用于维护键/值对（key/value）的集合，Map容器中的键对象不允许重复，而一个值对象又可以是一个Map，以此类推，这样就形成了一个多级映射。Map有两种常用的实现HashMap类和TreeMap类。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心19/35Map接口的常用方法方法名说明clear()删除所有的键值对。containsKey(Objectkey)判断Map中是否有关键字为key的键值对，有则返回true。containsValue(Objectvalue)判断Map中是否有值为key的键值对，有则返回true。entrySet()返回Map中的项的集合，集合对象类型为Map.Entry。get(Objectkey)获取键值为key对应值得对象。hashCode()获取Map的哈希码值。isEmpty()判断Map是否为空，是则返回true。keySet()获取Map的键的集合。put(Kkey,Vvalue)将键/值为key-value的项加入Map。putAll(Map<?extendsK,?extendsV>m)将m的项全部加入到Map中remove(Objectkey)移除键值为key对应的项。size()获取Map中项的个数。values()获取Map中值的集合。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心20/35其他接口SortedMap接口继承自Map接口，它表示有序的Map。SortedSet接口描述的是一个带有排序的集合，它根据向集合加入元素的顺序排序，比Set接口多了几个和排序相关的方法定义，2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心21/35迭代器接口（Iterator和Listlterator）迭代器是集合框架中的一种特殊接口。它提供对集合或表的遍历和各种访问功能。常用的迭代器接口有Iterator接口和Listlterator接口两个。Iterator接口提供对集合元素的访问操作功能2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心22/35Iterator接口的方法方法名说明hasNext()判断是否存在另一个可访问的元素，有则返回true。next()返回要访问的下一个元素。remove()删除上次访问返回的对象。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心23/35Listlterator接口的常用方法方法名说明add(Ee)将元素e插入列表当前位置的前面。hasNext()判断是否有下一个元素，有则返回true。hasPrevious()判断是否还有上一个元素，是的话返回true。next()获取列表中的下一个元素。nextIndex()获取下一个元素的索引。previous()获取列表中的前一个元素。previousIndex()获取列表中前一个元素的索引。remove()从列表中移除由next()或previous()返回的最后一个元素。set(Ee)用指定元素e替换next或previous返回的最后一个元素。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心24/35表List接口的具体实现类常用的有ArrayList和LinkedList。ArrayList称为数组列表，它采用类似数组存储元素的形式存储元素，不过它不需要预先定义存储容量。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心25/35ArrayList

我们可以把ArrayList看成一个可变长度的数组。每个ArrayList对象都有一个容量（capacity）。当元素添加到ArrayList时，它的容量会自动增加。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心26/35方法名说明ArrayList()构造一个初始容量为10的空表。ArrayList(Collection<?extendsE>c)用集合c的元素构造列表。ArrayList(intn)构造一个初始容量为n的空列表。trimToSize()将列表的容量调整为列表的当前大小。ensureCapacity(intminCapacity)修改列表的容量，使之可容纳minCapacity个元素例：用ArrayList实现学生成绩排序功能importjava.util.ArrayList;classStudent{//自定义的学生类 Stringname; doublescore; publicStudent(){ name=newString(); score=0; } publicStudent(Stringname,doublescore){ =name; this.score=score; }}2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心27/35publicclasseg6_4{ ArrayList<Student>students; publiceg6_4(){ students=newArrayList<Student>();//利用泛型生成ArrayList对象 } publiceg6_4(intn){ students=newArrayList<Student>(n); }publicvoidlistSort(){//内部类为列表排序 Studenttemp=newStudent(); for(inti=0;i<students.size()-1;i++) for(intj=i+1;j<students.size();j++){ if(students.get(i).score<students.get(j).score){ temp=students.get(i); students.set(i,students.get(j)); students.set(j,temp); } }

}2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心28/35publicstaticvoidmain(String[]args){ eg6_4eg=neweg6_4(); Students1=newStudent("张三",80); eg.students.add(s1);//向ArrayList追加元素 eg.students.add(newStudent("李四",76));//向ArrayList追加元素 eg.students.add(newStudent("王五",90)); eg.students.add(newStudent("赵六",56)); eg.listSort(); for(inti=0;i<eg.students.size();i++){//输出ArrayList System.out.println("姓名:"+eg.students.get(i).name+ "\t成绩:"+eg.students.get(i).score+ "\t名次:"+(i+1)); } }}2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心29/35LinkedList类的部分方法方法名说明LinkedList()构造一个空表。addFirst(Ee)将指定元素插入列表的开头。addLast(Ee)将指定元素添加到列表的结尾。getFirst()返回列表的第一个元素。getLast()返回列表的最后一个元素。removeFirst()移除并返回列表的第一个元素removeLast()移除并返回列表的最后一个元素。LinkedList(Collection<?extendsE>c)构造一个包含集合c中的元素的列表2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心30/35迭代器的使用步骤通过iterator()方法得到集合的迭代器。通过调用hasNext方法判断是否存在下一个元素。调用next方法得到当前遍历到的元素。2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心31/35例6.5：定义一个类，演示Iterator的使用。importjava.util.Iterator;importjava.util.LinkedList;publicclasseg6_5{ LinkedList<String>names; publiceg6_5(){ names=newLinkedList<String>(); } publicvoidtraversal(){//遍历

Iterator<String>iterator=names.iterator(); System.out.print("姓名："); for(inti=0;iterator.hasNext();i++){ System.out.print(iterator.next()+""); } System.out.println();

}2024/12/24李飞——东北大学秦皇岛分校计算中心32/35publicvoiddelE(Stringstr){//通过遍历找符合删除条件的元素，然后删除 Iterator<String>iterator=names.iterator(); for(inti=0;iterator.hasNext();i++){ if(iterator.next().equals(str)) iterator.remove(); } } publicst