Java集合框架(四)

Collections

集合框架的工具类

着重讲解以下方法：

1、sort()：

1º根据元素的自然顺序对指定列表按升序进行排序，列表中的所有元素都必须实现comparable接口。

public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list)

2º根据指定比较器产生的顺序对指定列表进行排序。此列表内的所有元素都必须可使用指定比较器相互比较。

public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c)

2、max()：

1º根据元素的自然顺序，返回给定collection的最大元素。collection中的所有元素都必须实现comparable接口。

public static <T extends Object & Comparable<? super T>> T max(Collection<? extends T> coll)

2º根据指定比较器产生的顺序，返回给定collection的最大元素。collection中的所有元素都必须可通过指定比较器相互比较。

public static <T> T max(Collection<? extends T> coll, Comparator<? super T> comp)

3、binarySearch()：

1º使用二分搜索法搜索指定列表，以获得指定对象。在进行此调用之前，必须根据列表元素的自然顺序对列表进行升序排序（通过sort(List)方法）。

public static <T> int binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key)

2º使用二分搜索法搜索指定列表，以获得指定对象。在进行此调用之前，必须根据指定的比较器对列表进行升序排序（通过sort(List, Comparator) 方法）。

public static <T> int binarySearch(List<? extends T> list, T key, Comparator<? super T> c)

示例代码演示上面方法：

/*
集合框架的工具类
Collections：
*/
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

public class CollectionsDemo {

    public static void main(String[] args) {
        //sortDemo();
        //maxDemo();
        binarySearchDemo();
    }
    
    public static void binarySearchDemo() {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        
        list.add("abcd");
        list.add("aaa");
        list.add("zz");
        list.add("kkkkk");
        list.add("qq");
        list.add("z");
        Collections.sort(list, new StrLenComparator());//指定比较器按字符串长度排序
        
        sop(list);
        
        //int index = Collections.binarySearch(list, "aaaa");
        //int index = halfSearch(list, "aaaa");
        int index = halfSearch(list, "aaaa", new StrLenComparator());
        
        sop("index = " + index);
    }
    
    /* 
     * binarySearch()原理：
     * public static <T> int binarySearch
     * (List<? extends Comparable<? super T>> list, T key)原理：
     * 
     */
    public static int halfSearch(List<String> list, String key) {
        int max, min, mid;
        max = list.size() - 1;
        min = 0;
        
        while(min <= max) {
            mid = (max + min) >> 1;// /2
            String str = list.get(mid);
            
            int num = str.compareTo(key);//获得中间角标的元素
            if(num > 0) {//中间值比目标值大
                max = mid - 1;
            } else if(num < 0) {//中间值比目标值小
                min = mid + 1;
            } else {
                return mid;
            }
        }
        //如果搜索键包含在列表中，则返回搜索键的索引；否则返回 (-(插入点) - 1)。插入点 被定义为将键插入列表的那一点
        return -min - 1;
    }
    /*
     * binarySearch()带比较器的原理：
     * public static <T> int binarySearch
     * (List<? extends T> list, T key, Comparator<? super T> c)
     */
    public static int halfSearch(List<String> list, String key, Comparator<String> cmp) {
        int max, min, mid;
        max = list.size() - 1;
        min = 0;
        
        while(min <= max) {
            mid = (max + min) >> 1;// /2
            String str = list.get(mid);
            
            //集合中的元素不具备比较性，或者具备的比较性不是我们所需要的，所以应该指定一个Comparator
            int num = cmp.compare(str, key);//此时不能调用compareTo()方法
            
            if(num > 0) {
                max = mid - 1;
            } else if(num < 0) {
                min = mid + 1;
            } else {
                return mid;
            }
        }
        return -min - 1;
    }
    
    public static void maxDemo() {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        
        list.add("abcd");
        list.add("aaa");
        list.add("zz");
        list.add("kkkkk");
        list.add("qq");
        list.add("z");
        Collections.sort(list);
        sop(list);
        String max = Collections.max(list, new StrLenComparator());
        sop("max = " + max);
    }
    
    public static void sortDemo() {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        
        list.add("abcd");
        list.add("aaa");
        list.add("zz");
        list.add("kkkkk");
        list.add("qq");
        list.add("z");
        
        sop(list);
        
        Collections.sort(list, new StrLenComparator());
        
        sop(list);
    }
    
    public static void sop(Object obj) {
        System.out.println(obj);
    }
    
}
class StrLenComparator implements Comparator<String> {

    @Override
    public int compare(String s1, String s2) {
        int num = new Integer(s1.length()).compareTo(new Integer(s2.length()));
        
        if(num == 0) 
            return s1.compareTo(s2);
        return num;
    }
    
}

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4、fill()：

1º使用指定元素替换指定列表中的所有元素。

public static <T> void fill(List<? super T> list, T obj)

5、replaceAll()：

1º使用另一个值替换列表中出现的所有某一指定值

public static <T> boolean replaceAll(List<T> list, T oldVal, T newVal)

6、reverse()：

1º反转指定列表中元素的顺序。

public static void reverse(List<?> list)

7、reverseOrder()：

　1º返回一个比较器，它强行逆转实现了Comparable接口的对象collection的自然顺序。

public static <T> Comparator<T> reverseOrder()

2º返回一个比较器，它强行逆转指定比较器的顺序。

public static <T> Comparator<T> reverseOrder(Comparator<T> cmp)

8、shuffle()：

1º使用默认随机源对指定列表进行置换。所有置换发生的可能性都是大致相等的。

public static void shuffle(List<?> list)

　2º使用指定的随机源对指定列表进行置换。所有置换发生的可能性都是相等的，假定随机源是公平的。

public static void shuffle(List<?> list, Random rnd)

　示例演示以上方法：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.TreeSet;


class StrComparator implements Comparator<String> {

    @Override
    public int compare(String s1, String s2) {
        /*
        int num = s1.compareTo(s2);
        if(num > 0)
            return -1;
        if(num < 0)
            return 1;
        return num;
        */
        
        return s2.compareTo(s1);//反转
    }
    
}

class StringLenComparator implements Comparator<String> {

    @Override
    public int compare(String s1, String s2) {
        int num = new Integer(s1.length()).compareTo(new Integer(s2.length()));
        
        if(num == 0) 
            return s1.compareTo(s2);
        return num;
    }
    
}
public class CollectionsDemo1 {

    public static void main(String[] args) {
        //fillDemo();
        //replaceAllDemo();
        
        /*
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        
        list.add("abcd");
        list.add("aaa");
        list.add("zz");
        list.add("kkkkk");
        
        fillDemo(list, 1, 3, "liayun");
        */
        
        //orderDemo();
        shuffleDemo();
    }
    
    public static void shuffleDemo() {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        
        list.add("abcd");
        list.add("aaa");
        list.add("zz");
        list.add("kkkkk");
        list.add("qq");
        list.add("z");
        
        sop(list);
        
        Collections.shuffle(list);//使用默认随机源对指定列表进行置换
        
        sop(list);
    }
    public static void orderDemo() {
        TreeSet<String> ts = new TreeSet<String>(Collections.reverseOrder(new StringLenComparator()));
        
        ts.add("abcde");
        ts.add("aaa");
        ts.add("k");
        ts.add("cc");
        
        Iterator<String> it = ts.iterator();
        while(it.hasNext()) {
            sop(it.next());
        }
    }
    
    
    public static void replaceAllDemo() {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        
        list.add("abcd");
        list.add("aaa");
        list.add("zz");
        list.add("kkkkk");
        
        sop(list);
        
        Collections.replaceAll(list, "aaa", "pp");
        
        sop(list);
        
        Collections.reverse(list);
        
        sop(list);
    }
    /*
    fill()方法可以将list集合中所有的元素替换成指定元素。
    */
    public static void fillDemo() {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        
        list.add("abcd");
        list.add("aaa");
        list.add("zz");
        list.add("kkkkk");
        
        sop(list);
        
        Collections.fill(list, "pp");
        
        sop(list);
    }
    
    //练习：使用fill()，将list集合中部分元素替换成指定元素。
    public static void fillDemo(List<String> list, int start, int end, String str) {
        for(int i = start; i < end; i++) {
            list.set(i, str);
        }
        sop(list);
    }
    
    public static void sop(Object obj) {
        System.out.println(obj);
    }

}

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Arrays

Arrays：用于操作数组的工具类。里面都是静态方法。

asList：将数组变成list集合。

问：把数组变成list集合有什么好处？

答：可以使用集合的思想和方法来操作数组中的元素。

注意：将数组变成集合，不可以使用集合的增删方法(可以使用contains()/get()/indexOf()/subList()等)。因为数组的长度是固定的。如果你增删，那么会生成UnsupportedOperationException。

如果数组中的元素都是对象，那么变成集合时，数组中的元素就直接转成集合中的元素。
如果数组中的元素都是基本数据类型，那么会将该数组(例：[[I@139a55])作为集合中的元素存在。

示例代码如下：

/*
Arrays：用于操作数组的工具类。
里面都是静态方法。

asList：将数组变成list集合
*/
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class ArraysDemo {

    public static void main(String[] args) {
        //int[] arr = {2, 4, 5};
        //System.out.println(Arrays.toString(arr));
        
        String[] arr = {"abc", "cc", "kkk"};
        
        //把数组变成list集合有什么好处？
        /*
        可以使用集合的思想和方法来操作数组中的元素
        注意：将数组变成集合，不可以使用集合的增删方法。
        因为数组的长度是固定的。
        contains()
        get()
        indexOf()
        subList()
        
        如果你增删，那么会生成UnsupportedOperationException。
        */
        List<String> list = Arrays.asList(arr);
        //System.out.println("contains:" + list.contains("cc"));
        //list.add("qq");//UnsupportedOperationException
        //System.out.println(list);
        
        int[] nums = {2, 4, 5};
        //Integer[] nums = {2, 4, 5};
        
        List<int[]> li = Arrays.asList(nums);
        
        /*
        如果数组中的元素都是对象，那么变成集合时，数组中的元素就直接转成集合中的元素。
        如果数组中的元素都是基本数据类型，那么会将该数组([[I@139a55])作为集合中的元素存在。
         */
        System.out.println(li);
    }
}

集合变数组：Collections接口中的toArray()方法。

指定类型的数组到底要定义多长呢？当指定类型的数组长度小于了集合的size，那么该方法内部会创建一个新的数组，长度为集合的size。当指定类型的数组长度大于了集合的size，那么就不会新创建数组，而是使用传递进来的数组。所以创建一个刚刚好的数组最优。
为什么要将集合变数组？为了限定对元素的操作。不需要进行增删了。

示例代码如下：

/*
集合变数组。
Collections接口中的toArray()方法
*/
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class ArraysDemo1 {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> al = new ArrayList<String>();
        
        al.add("abc1");
        al.add("abc2");
        al.add("abc3");
        
        /*
        1、指定类型的数组到底要定义多长呢？
        当指定类型的数组长度小于了集合的size，那么该方法内部会创建一个新的数组，长度为集合的size。
        当指定类型的数组长度大于了集合的size，那么就不会新创建数组，而是使用传递进来的数组
        所以创建一个刚刚好的数组最优
        
        2、为什么要将集合变数组？
        为了限定对元素的操作。不需要进行增删了。
         */
        String[] arr = al.toArray(new String[al.size()]);
        
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

高级for循环

格式：

for(数据类型(一般是泛型类型) 变量名 : 被遍历的集合(Collection)或者数组) {

}

对集合进行遍历，只能获取集合中的元素，但是不能对集合进行操作。迭代器除了遍历，还可以进行remove()集合中元素的动作。如果使用ListIterator，还可以在遍历过程中进行对集合进行增删改查的操作。

问：传统for和高级for有什么区别呢？

答：高级for有一个局限性，必须有被遍历的目标。

建议：在遍历数组的时候还是希望使用传统for，因为传统for可以定义角标。

示例代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class ForEachDemo {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> al = new ArrayList<String>();
        
        al.add("abc1");
        al.add("abc2");
        al.add("abc3");
        
        for(String s : al) {
            s = "kk";
            //System.out.println(s);
        }
        
        System.out.println(al);
        
        /*
        Iterator<String> it = al.iterator();
        while(it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }
        */
        
        int[] arr = {3, 5, 6};
        for(int i : arr) {
            System.out.println("i:" + i);
        }
        
        HashMap<Integer, String> hm = new HashMap<Integer, String>();
        hm.put(1, "a");
        hm.put(2, "b");
        hm.put(3, "c");
        
        Set<Integer> keySet = hm.keySet();
        for(Integer i : keySet) {
            System.out.println(i + "::" + hm.get(i));
        }
        
        //Set<Map.Entry<Integer, String>> entrySet = hm.entrySet();
        //for(Map.Entry<Integer, String> me : entrySet)
        
        for(Map.Entry<Integer, String> me : hm.entrySet()) {
            System.out.println(me.getKey() + "---------" + me.getValue());
        }
        
     }

}

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可变参数

JDK1.5版本出现的新特性。

可变参数：其实就是上一种数组参数的简写形式，不用每一次都手动的建立数组对象，只要将要操作的元素作为参数传递即可。隐式将这些参数封装成了数组。

方法的可变参数在使用时注意：可变参数一定要定义在参数列表的最后面。

示例代码：

public class ParamMethodDemo {

    public static void main(String[] args) {
        //show(3, 4);
        /*
        虽然少定义了多个方法，但是每一次都要定义一个数组，作为实际参数。
        int[] arr = {3, 4};
        show(arr);
        
        int[] arr1 = {3, 4, 7, 5};
        show(arr1);
        */
        
        /*
                  可变参数
                  其实就是上一种数组参数的简写形式，不用每一次都手动的建立数组对象，只要将要操作的元素作为参数传递即可。
                  隐式将这些参数封装成了数组。
        */
        show("haha", 2, 3, 4, 5, 6);
        //show(2, 3, 4, 5, 6, 4, 2, 35, 9, "heiehi");
        //show();
    }
    
    public static void show(String str, int... arr) {
        System.out.println(arr.length);
    }
    /*
    public static void show(int[] arr) {
        
    } 
    */
    
    /*
    public static void show(int a, int b) {
        System.out.println(a + "," + b);
    }
    public static void show(int a, int b, int c) {
        
    }
    */
}

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静态导入

StaticImport：静态导入。

注意：

当类名重名时，需要指定具体的包名。
当方法重名时，指定具备所属的对象或类。

示例代码如下：

import static java.util.Arrays.*;//导入的是Arrays类中的所有静态成员。

import java.util.Arrays;

import static java.lang.System.*; //导入了System类中所有静态成员。


public class StaticImport {

    public static void main(String[] args) {
        out.println("haha");
        int[] arr = {3, 1, 5};
        
        sort(arr);
        
        int index = binarySearch(arr, 1);
        out.println("index = " + index);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));//Arrays类中有toString()，Object类中也有toString()，不明确要使用哪个方法。
    }

}

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