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Set集合概述及特点
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一个不包含重复元素的Collection。
- set不包含满足 e1.equals(e2) 的元素对 e1 和 e2,并且最多包含一个null元素。
- Set接口没有特殊方法,完全继承Collection接口中的方法。
- 只要注意如何保证Set集合的元素唯一
- 无索引,不可以重复,存取不一致
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案例演示
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HashSet存储字符串并遍历
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package com.heima.set; import java.util.HashSet; public class Demo1_HashSet { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { HashSet<String> hs = new HashSet<>(); hs.add("a"); hs.add("b"); boolean b1 = hs.add("a"); System.out.println(b1); //输出false 当存储不成功的时候,返回false for (String string : hs) { System.out.println(string); } } }
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2. HashSet存储自定义对象保证元素唯一性
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案例演示
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存储自定义对象,并保证元素唯一性。
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package com.heima.set; import java.util.HashSet; import com.heima.bean.Person; public class Demo2_HashSet { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { HashSet<Person> hs = new HashSet<>(); hs.add(new Person("张三", 23)); hs.add(new Person("张三", 23)); hs.add(new Person("李四", 23)); hs.add(new Person("李四", 23)); hs.add(new Person("王五", 23)); hs.add(new Person("赵六", 23)); for (Person person : hs) { System.out.println(person); } } }
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重写equals()方法
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package com.heima.bean; public class Person { private String name; private int age; public Person() { super(); } public Person(String name, int age) { super(); this.name = name; this.age = age; } 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; } @Override public String toString() { return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]"; } @Override public boolean equals(Object obj) { Person p = (Person)obj; return this.name.equals(p.getName()) && this.age == p.getAge(); //return super.equals(obj); } }
- 重写euqals()方法后,并不能保证自定义对象在集合中唯一性
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- 重写hashCode() 和 equals()方法
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package com.heima.bean; public class Person { private String name; private int age; public Person() { super(); } public Person(String name, int age) { super(); this.name = name; this.age = age; } 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; } @Override public String toString() { return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]"; } /*@Override public boolean equals(Object obj) { Person p = (Person)obj; System.out.println("验证equals是否执行"); return this.name.equals(p.getName()) && this.age == p.getAge(); } @Override public int hashCode() { // 第一种方法:hashCode 返回固定值,每次自定义对象都要与生成的第一个占据了固定值位置的对象比较 // 由于hashCode相等,继而去调用equals方法。 // return 10; // 第二种方法:String对象的hashCode值和 数值 ,减少equals比较调用次数。 // return name.hashCode() + age; // 第三种方法:优化: // final int NUM = 38; // return name.hashCode() * NUM + age; } */ // 第四种方法:开发时常用,alt+shift+s 自动生成 @Override public int hashCode() { final int prime = 31; int result = 1; result = prime * result + age; result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.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; Person other = (Person) obj; if (age != other.age) return false; if (name == null) { if (other.name != null) return false; } else if (!name.equals(other.name)) return false; return true; } }
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代码优化
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为了减少比较,优化hashCode()代码写法。
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最终版就是自动生成即可。
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3. HashSet如何保证元素唯一性的原理
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HashSet原理
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我们使用Set集合都是需要去掉重复元素的,如果在存储的时候逐个equals()比较,,效率较低,哈希算法提高了去重复的效率,,降低了使用equals()方法的次数
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当HashSet调用add()方法存储对象的时候,,先调用对象的hashCode()方法得到一个哈希值,,然后在集合中查找是否有哈希值相同的对象
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如果没有哈希值相同的对象就直接存入集合
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如果有哈希值相同的对象,,就和哈希值相同的对象逐个进行equals()比较,比较结果为false就存入, true则不存
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将自定义类的对象存入HashSet去重复
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类中必须重写hashCode()和equals()方法
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hashCode():属性相同的对象返回值必须相同,,属性不同的返回值尽量不同(提高效率)
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equals()::属性相同返回true, 属性不同返回false,返回false的时候存储
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4. LinkedHashSet的概述和使用
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LinkedHashSet的特点
- 保证存取顺序一致
- LinkedHashSet底层是链表实现的,是set集合中唯一一个能保证怎么存就怎么取的集合对象
- 因为是HashSet的子类,所以也是保证元素唯一的,与HashSet的原理一样
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案例演示
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package com.heima.set; import java.util.LinkedHashSet; public class Demo3_LinkedHashSet { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { LinkedHashSet<String> lhs = new LinkedHashSet<>(); lhs.add("a"); lhs.add("b"); lhs.add("b"); lhs.add("c"); lhs.add("b"); lhs.add("a"); for (String string : lhs) { System.out.println(string); // 输出a b c } } }
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5. 练习
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产生10个1-20之间的随机数要求随机数不能重复
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案例演示
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需求:编写一个程序,获取10个1至20的随机数,要求随机数不能重复。并把最终的随机数输出到控制台。
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package com.heima.test; import java.util.HashSet; import java.util.Random; public class Test1 { /** 编写一个程序,获取10个1至20的随机数,要求随机数不能重复。并把最终的随机数输出到控制台。 */ public static void main(String[] args) { HashSet<Integer> hs = new HashSet<>(); //创建集合对象 Random r = new Random(); //创建随机数对象 while(hs.size() < 10) { int num = r.nextInt(20) + 1; hs.add(num); } for (Integer integer : hs) { System.out.println(integer); } } }
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使用Scanner从键盘读取一行输入,去掉其中重复字符, 打印出不同的那些字符
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package com.heima.test; import java.util.HashSet; import java.util.Scanner; public class Test2 { /** 使用Scanner从键盘读取一行输入,去掉其中重复字符, 打印出不同的那些字符 */ public static void main(String[] args) { Scanner sc = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入一行字符串:"); String line = sc.nextLine(); char[] arr = line.toCharArray(); // 将字符串转换成字符数组 HashSet<Character> hs = new HashSet<>(); for (Character character : arr) { hs.add(character); } for (Character character : hs) { System.out.println(character); } } }
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将集合中的重复元素去掉
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package com.heima.test; import java.util.ArrayList; import java.util.LinkedHashSet; import java.util.List; public class Test3 { /* * 将集合中的重复元素去掉 */ public static void main(String[] args) { ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); list.add("a"); list.add("a"); list.add("a"); list.add("b"); list.add("b"); list.add("b"); list.add("b"); list.add("c"); list.add("c"); list.add("c"); list.add("c"); System.out.println(list); System.out.println("去除重复后:"); getSingle(list); System.out.println(list); } /* * 将集合中的重复元素去掉 * 1,void * 2,List<String> list */ public static void getSingle(List<String> list) { LinkedHashSet<String> lhs = new LinkedHashSet<>(); lhs.addAll(list); //将list集合中的所有元素添加到lhs list.clear(); //清空原集合 list.addAll(lhs); //将去除重复的元素添回到list中 } }
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6. TreeSet存储Integer类型的元素并遍历
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案例演示
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TreeSet存储Integer类型的元素并遍历
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package com.heima.set; import java.util.TreeSet; public class Demo4_TreeSet { /** TreeSet集合是用来对元素进行排序的,也可以保证元素的唯一性 */ public static void main(String[] args) { TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<>(); ts.add(4); ts.add(1); ts.add(2); ts.add(3); System.out.println(ts); // 输出[1,2,3,4] } }
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7. TreeSet存储自定义对象
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案例演示
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存储Person对象
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package com.heima.bean; public class Person implements Comparable<Person>{ private String name; private int age; public Person() { super(); } public Person(String name, int age) { super(); this.name = name; this.age = age; } 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; } @Override public String toString() { return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]"; } //开发时常用,alt+shift+s 自动生成 @Override public int hashCode() { final int prime = 31; int result = 1; result = prime * result + age; result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode()); System.out.println(result); return result; } @Override public boolean equals(Object obj) { if (this == obj) return true; if (obj == null) return false; if (getClass() != obj.getClass()) return false; Person other = (Person) obj; if (age != other.age) return false; if (name == null) { if (other.name != null) return false; } else if (!name.equals(other.name)) return false; return true; } // control + 1, 点击自动生成重写compareTo方法的样式 @Override public int compareTo(Person o) { return -1; } }
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package com.heima.set; import java.util.TreeSet; import com.heima.bean.Person; public class Demo5_TreeSet { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { TreeSet<Person> ts = new TreeSet<>(); ts.add(new Person("Ann",22)); ts.add(new Person("Bill",23)); ts.add(new Person("Carolle",21)); ts.add(new Person("Dell",28)); System.out.println(ts); // 报错,ClassCastException // Person类接入 Comparable接口,重写compareTo方法后,按照规则输出 } }
- TreeSet集合是用来对象元素进行排序的,同样他也可以保证元素的唯一
- 当compareTo方法返回0的时候,集合中只有一个元素
- 当compareTo方法返回 正整数 的时候,集合会怎么存就怎么取(存取顺序一致)
- 当compareTo方法返回 负整数 的时候,按照倒序返回
8. TreeSet保证元素唯一和自然排序的原理和图解
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画图演示
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TreeSet保证元素唯一和自然排序的原理和图解
- 主要条件age,次要条件name
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@Override public int compareTo(Person o) { int num = this.age - o.age; return num == 0 ? this.name.compareTo(o.name): num; }
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9. TreeSet存储自定义对象并遍历练习
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TreeSet存储自定义对象并遍历练习1(按照姓名排序)
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@Override public int compareTo(Person o) { int num = this.name.compareTo(o.name); return num == 0 ? this.age - o.age : num; }
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TreeSet存储自定义对象并遍历练习2(按照姓名的长度排序)
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@Override public int compareTo(Person o) { int length = this.name.length() - o.name.length(); int num = length == 0 ? this.name.compareTo(o.name) : length; return num == 0 ? this.age - o.age : num; }
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10. TreeSet保证元素唯一和比较器排序的原理及代码实现
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案例演示
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TreeSet保证元素唯一和比较器排序的原理及代码实现
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package com.heima.set; import java.util.Comparator; import java.util.TreeSet; public class Demo6_TreeSet { /** TreeSet保证元素唯一和比较器排序的原理及代码实现 */ public static void main(String[] args) { TreeSet<String> ts = new TreeSet<>(new CompareByLen()); // Comparator<String> cp = new CompareByLen(); ts.add("aaaaaaaaaaaaaaaa"); ts.add("wc"); ts.add("who"); ts.add("MCGA"); ts.add("Make China Great Again"); ts.add("Trump"); ts.add("piapiapia"); for (String string : ts) { System.out.println(string); } } } class CompareByLen implements Comparator<String> { @Override public int compare(String s1, String s2) { // 按照字符串的长度进行比较 int length = s1.length() - s2.length(); return length == 0 ? s1.compareTo(s2) : length; } }
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- TreeSet原理
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特点
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TreeSet是用来排序的,可以指定一个顺序, 对象存入之后会按照指定的顺序排列
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使用方式
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自然顺序(Comparable)
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TreeSet类的add()方法中会把存入的对象提升为Comparable类型
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调用对象的compareTo()方法和集合中的对象比较
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根据compareTo()方法返回的结果进行存储
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比较器顺序(Comparator)
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创建TreeSet的时候可以制定 一个Comparator
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如果传入了Comparator的子类对象,那么TreeSet就会按照比较器中的顺序排序
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add()方法内部会自动调用Comparator接口中compare()方法排序
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调用的对象是compare方法的第一个参数,集合中的对象是compare方法的第二个参数
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两种方式的区别
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TreeSet构造函数什么都不传,默认按照类中Comparable的顺序(没有就报错ClassCastException)
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TreeSet如果传入Comparator,就优先按照Comparator
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11. 练习
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在一个集合中存储了无序并且重复的字符串,定义一个方法,让其有序(字典顺序),而且还不能去除重复
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package com.heima.test; import java.util.ArrayList; import java.util.Comparator; import java.util.List; import java.util.TreeSet; public class Test5 { /** 在一个集合中存储了无序并且重复的字符串,定义一个方法,让其有序(字典顺序),而且还不能去除重复 */ public static void main(String[] args) { ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); list.add("ccc"); list.add("ccc"); list.add("aaa"); list.add("aaa"); list.add("bbb"); list.add("ddd"); list.add("ddd"); sort(list); System.out.println(list); } /* * 定义方法,排序并保留重复 * 分析: * 1. 创建TreeSet集合对象,因为String本身就具备比较功能,但是重复不会保留,所以我们用 比较器 * 2. 将list集合中所有的元素添加到TreeSet集合中,对其排序,保留重复 * 3. 清空list集合 * 4. 将TreeSet集合中排好序的元素添加到list中 */ public static void sort(List<String> list) { //1. 创建TreeSet集合对象,因为String本身就具备比较功能,但是重复不会保留,所以我们用 比较器 TreeSet<String> ts = new TreeSet<>(new Comparator<String>() { @Override public int compare(String s1, String s2) { // 这边使用了Comparator的匿名内部类的方法,重写了compare方法 int num = s1.compareTo(s2); // 比较字符串顺序为主要条件 return num == 0 ? 1 : num; // 保留重复数据 } }); // 2. 将list集合中所有的元素添加到TreeSet集合中,对其排序,保留重复 ts.addAll(list); // 3. 清空list集合 list.clear(); // 4. 将TreeSet集合中排好序的元素添加到list中 list.addAll(ts); } }
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从键盘接收一个字符串, 程序对其中所有字符进行排序,例如键盘输入: helloitcast程序打印:acehillostt
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package com.heima.test; import java.util.ArrayList; import java.util.Comparator; import java.util.Scanner; import java.util.TreeSet; public class Test6 { /** 从键盘接收一个字符串, 程序对其中所有字符进行排序,例如键盘输入: helloitcast程序打印:acehillostt */ public static void main(String[] args) { /* * 1. 键盘录入字符串,Scanner * 2. 将字符串转换为字符数组 * 3. 定义TreeSet集合,传入比较器对字符排序并保留重复 * 4. 遍历字符数组,将每一个字符存储在TreeSet集合中 * 5. 遍历TreeSet集合,打印每一个字符 */ Scanner sc = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入一行字符串:"); String line = sc.nextLine(); char[] arr = line.toCharArray(); ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); list.add(line); System.out.println(list); TreeSet<Character> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Character>() { @Override public int compare(Character c1, Character c2) { int num = c1.compareTo(c2); return num == 0 ? 1 : num; } }); for (char c : arr) { ts.add(c); } for (Character ch : ts) { System.out.print(ch); } } }
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程序启动后, 可以从键盘输入接收多个整数, 直到输入quit时结束输入. 把所有输入的整数倒序排列打印
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package com.heima.test; import java.util.Comparator; import java.util.Scanner; import java.util.TreeSet; public class Test7 { /** 程序启动后,可以从键盘输入接收多个整数,直到输入quit时结束输入。 把所有输入的整数倒序排列打印 */ public static void main(String[] args) { Scanner sc = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入整数:"); TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Integer>() { @Override public int compare(Integer i1, Integer i2) { int num = i2.compareTo(i1); //自动拆箱 return num==0 ? 1: num; } } ); while(true) { String line = sc.nextLine(); if("quit".equals(line)) //如果字符串常量和变量比较,常量放前面,这样不会出现空指针异常,变量里面可能存储null break; try { int num = Integer.parseInt(line); //将数字字符串转换成数字 ts.add(num); } catch (Exception e) { System.out.println("您录入的数据有误,请输入一个整数"); } } for (Integer integer : ts) { System.out.println(integer); } } }
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键盘录入学生信息按照总分排序后输出在控制台
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需求:键盘录入5个学生信息(姓名,语文成绩,数学成绩,英语成绩),按照总分从高到低输出到控制台。
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package com.heima.test; import java.util.Comparator; import java.util.Scanner; import java.util.TreeSet; import com.heima.bean.Student; public class Test8 { /** 需求:键盘录入5个学生信息(姓名,语文成绩,数学成绩,英语成绩),按照总分从高到低输出到控制台。 分析: 1. 定义一个学生类 成员变量:姓名,语文成绩,数学成绩,英语成绩,总成绩 成员方法: 空参构造 有参构造(参数:姓名,语文成绩,数学成绩,英语成绩) toString方法:遍历集合中的Student对象,显示属性值 2. 键盘录入Scanner 3. 创建TreeSet集合对象,引入比较器,按总成绩从高到低排序 4. 录入5个学生,所以集合中的学生个数为判断条件,如果size是小于5就进行存储 5. 将录入的字符串切割,用逗号切割,会返回一个字符串数组,将字符串数组中从第二个元素转换成int数组 6. 将转换后的结果封装成Studeng对象,将Studeng添加到TreeSet集合中 7. 遍历TreeSet集合,打印每一个Student对象 */ public static void main(String[] args) { Scanner sc = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入5个学生成绩格式是:(姓名,语文成绩,数学成绩,英语成绩)"); TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Student>( ) { @Override public int compare(Student s1, Student s2) { int num = s2.getSum() - s1.getSum();//根据学生的总成绩降序排列 return num==0 ? 1 : num; } }); while(ts.size() < 5) { String line = sc.nextLine(); try { String[] arr = line.split(","); int chinese = Integer.parseInt(arr[1]); int math = Integer.parseInt(arr[2]); int english = Integer.parseInt(arr[3]); ts.add(new Student(arr[0],chinese,math,english)); } catch (Exception e) { System.out.println("录入格式有误,输入5个学生成绩格式是:(姓名,语文成绩,数学成绩,英语成绩)"); } } System.out.println("排序后的学生成绩是:"); for (Student student : ts) { System.out.println(student); } } }
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12. List和Set在for循环,迭代器,增强for循环的小结
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List
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普通for循环, 使用get()逐个获取
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调用iterator()方法得到Iterator,使用hasNext()和next()方法
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增强for循环,,只要可以使用Iterator的类都可以用
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Vector集合可以使用Enumeration的hasMoreElements()和nextElement()方法
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Set
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调用iterator()方法得到Iterator,使用hasNext()和next()方法
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增强for循环, 只要可以使用Iterator的类都可以用
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