第一章 Map集合
1.1 概述
现实生活中,我们常会看到这样的一种集合:IP地址与主机名,身份证号与个人,系统用户名与系统用户对象等,这种一一对应的关系,就叫做映射。Java提供了专门的集合类用来存放这种对象关系的对象,即java.util.Map
接口。
我们通过查看Map
接口描述,发现Map
接口下的集合与Collection
接口下的集合,它们存储数据的形式不同,如下图。
Collection
中的集合,元素是孤立存在的(理解为单身),向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。Map
中的集合,元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成,通过键可以找对所对应的值。Collection
中的集合称为单列集合,Map
中的集合称为双列集合。- 需要注意的是,
Map
中的集合不能包含重复的键,值可以重复;每个键只能对应一个值。
1.2 Map常用子类
通过查看Map接口描述,看到Map有多个子类,这里我们主要讲解常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。
- HashMap<K,V>:存储数据采用的哈希表结构,元素的存取顺序不能保证一致。由于要保证键的唯一、不重复,需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。
- LinkedHashMap<K,V>:HashMap下有个子类LinkedHashMap,存储数据采用的哈希表结构+链表结构。通过链表结构可以保证元素的存取顺序一致;通过哈希表结构可以保证的键的唯一、不重复,需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。
tips:Map接口中的集合都有两个泛型变量<K,V>,在使用时,要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量<K,V>的数据类型可以相同,也可以不同。
1.3 Map接口中的常用方法
Map接口中定义了很多方法,常用的如下:
public V put(K key, V value)
: 把指定的键与指定的值添加到Map集合中。public V remove(Object key)
: 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除,返回被删除元素的值。public V get(Object key)
根据指定的键,在Map集合中获取对应的值。boolean containsKey(Object key)
判断集合中是否包含指定的键。public Set<K> keySet()
: 获取Map集合中所有的键,存储到Set集合中。public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()
: 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。
Map接口的方法演示
package com.itheima.demo01.Map;import java.util.HashMap;
import java.util.Map;/*java.util.Map<k,v>集合Map集合的特点:1.Map集合是一个双列集合,一个元素包含两个值(一个key,一个value)2.Map集合中的元素,key和value的数据类型可以相同,也可以不同3.Map集合中的元素,key是不允许重复的,value是可以重复的4.Map集合中的元素,key和value是一一对应java.util.HashMap<k,v>集合 implements Map<k,v>接口HashMap集合的特点:1.HashMap集合底层是哈希表:查询的速度特别的快JDK1.8之前:数组+单向链表JDK1.8之后:数组+单向链表|红黑树(链表的长度超过8):提高查询的速度2.hashMap集合是一个无序的集合,存储元素和取出元素的顺序有可能不一致java.util.LinkedHashMap<k,v>集合 extends HashMap<k,v>集合LinkedHashMap的特点:1.LinkedHashMap集合底层是哈希表+链表(保证迭代的顺序)2.LinkedHashMap集合是一个有序的集合,存储元素和取出元素的顺序是一致的*/
public class Demo01Map {
public static void main(String[] args) {
show04();}/*boolean containsKey(Object key) 判断集合中是否包含指定的键。包含返回true,不包含返回false*/private static void show04() {
//创建Map集合对象Map<String,Integer> map = new HashMap<>();map.put("赵丽颖",168);map.put("杨颖",165);map.put("林志玲",178);boolean b1 = map.containsKey("赵丽颖");System.out.println("b1:"+b1);//b1:trueboolean b2 = map.containsKey("赵颖");System.out.println("b2:"+b2);//b2:false}/*public V get(Object key) 根据指定的键,在Map集合中获取对应的值。返回值:key存在,返回对应的value值key不存在,返回null*/private static void show03() {
//创建Map集合对象Map<String,Integer> map = new HashMap<>();map.put("赵丽颖",168);map.put("杨颖",165);map.put("林志玲",178);Integer v1 = map.get("杨颖");System.out.println("v1:"+v1);//v1:165Integer v2 = map.get("迪丽热巴");System.out.println("v2:"+v2);//v2:null}/*public V remove(Object key): 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除,返回被删除元素的值。返回值:Vkey存在,v返回被删除的值key不存在,v返回null*/private static void show02() {
//创建Map集合对象Map<String,Integer> map = new HashMap<>();map.put("赵丽颖",168);map.put("杨颖",165);map.put("林志玲",178);System.out.println(map);//{林志玲=178, 赵丽颖=168, 杨颖=165}Integer v1 = map.remove("林志玲");System.out.println("v1:"+v1);//v1:178System.out.println(map);//{赵丽颖=168, 杨颖=165}//int v2 = map.remove("林志颖");//自动拆箱 NullPointerExceptionInteger v2 = map.remove("林志颖");System.out.println("v2:"+v2);//v2:nullSystem.out.println(map);//{赵丽颖=168, 杨颖=165}}/*public V put(K key, V value): 把指定的键与指定的值添加到Map集合中。返回值:v存储键值对的时候,key不重复,返回值V是null存储键值对的时候,key重复,会使用新的value替换map中重复的value,返回被替换的value值*/private static void show01() {
//创建Map集合对象,多态Map<String,String> map = new HashMap<>();String v1 = map.put("李晨", "范冰冰1");System.out.println("v1:"+v1);//v1:nullString v2 = map.put("李晨", "范冰冰2");System.out.println("v2:"+v2);//v2:范冰冰1System.out.println(map);//{李晨=范冰冰2}map.put("冷锋","龙小云");map.put("杨过","小龙女");map.put("尹志平","小龙女");System.out.println(map);//{杨过=小龙女, 尹志平=小龙女, 李晨=范冰冰2, 冷锋=龙小云}}
}
tips:
使用put方法时,若指定的键(key)在集合中没有,则没有这个键对应的值,返回null,并把指定的键值添加到集合中;
若指定的键(key)在集合中存在,则返回值为集合中键对应的值(该值为替换前的值),并把指定键所对应的值,替换成指定的新值。
1.4 Map集合遍历键找值方式
键找值方式:即通过元素中的键,获取键所对应的值
分析步骤:
- 获取Map中所有的键,由于键是唯一的,所以返回一个Set集合存储所有的键。方法提示:
keyset()
- 遍历键的Set集合,得到每一个键。
- 根据键,获取键所对应的值。方法提示:
get(K key)
代码演示:
package com.itheima.demo01.Map;import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;/*Map集合的第一种遍历方式:通过键找值的方式Map集合中的方法:Set<K> keySet() 返回此映射中包含的键的 Set 视图。实现步骤:1.使用Map集合中的方法keySet(),把Map集合所有的key取出来,存储到一个Set集合中2.遍历set集合,获取Map集合中的每一个key3.通过Map集合中的方法get(key),通过key找到value*/
public class Demo02KeySet {
public static void main(String[] args) {
//创建Map集合对象Map<String,Integer> map = new HashMap<>();map.put("赵丽颖",168);map.put("杨颖",165);map.put("林志玲",178);//1.使用Map集合中的方法keySet(),把Map集合所有的key取出来,存储到一个Set集合中Set<String> set = map.keySet();//2.遍历set集合,获取Map集合中的每一个key//使用迭代器遍历Set集合Iterator<String> it = set.iterator();while (it.hasNext()){
String key = it.next();//3.通过Map集合中的方法get(key),通过key找到valueInteger value = map.get(key);System.out.println(key+"="+value);}System.out.println("-------------------");//使用增强for遍历Set集合for(String key : set){
//3.通过Map集合中的方法get(key),通过key找到valueInteger value = map.get(key);System.out.println(key+"="+value);}System.out.println("-------------------");//使用增强for遍历Set集合for(String key : map.keySet()){
//3.通过Map集合中的方法get(key),通过key找到valueInteger value = map.get(key);System.out.println(key+"="+value);}}
}
1.5 Entry键值对对象
我们已经知道,Map
中存放的是两种对象,一种称为key(键),一种称为value(值),它们在在Map
中是一一对应关系,这一对对象又称做Map
中的一个Entry(项)
。Entry
将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象,这样我们在遍历Map
集合时,就可以从每一个键值对(Entry
)对象中获取对应的键与对应的值。
既然Entry表示了一对键和值,那么也同样提供了获取对应键和对应值得方法:
public K getKey()
:获取Entry对象中的键。public V getValue()
:获取Entry对象中的值。
在Map集合中也提供了获取所有Entry对象的方法:
public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()
: 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。
1.6 Map集合遍历键值对方式
键值对方式:即通过集合中每个键值对(Entry)对象,获取键值对(Entry)对象中的键与值。
操作步骤与图解:
-
获取Map集合中,所有的键值对(Entry)对象,以Set集合形式返回。方法提示:
entrySet()
。 -
遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合,得到每一个键值对(Entry)对象。
-
通过键值对(Entry)对象,获取Entry对象中的键与值。 方法提示:
getkey() getValue()
public class MapDemo02 {
public static void main(String[] args) {
// 创建Map集合对象 HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();// 添加元素到集合 map.put("胡歌", "霍建华");map.put("郭德纲", "于谦");map.put("薛之谦", "大张伟");// 获取 所有的 entry对象 entrySetSet<Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();// 遍历得到每一个entry对象for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
// 解析 String key = entry.getKey();String value = entry.getValue(); System.out.println(key+"的CP是:"+value);}}
}
tips:Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了。
1.7 HashMap存储自定义类型键值
练习:每位学生(姓名,年龄)都有自己的家庭住址。那么,既然有对应关系,则将学生对象和家庭住址存储到map集合中。学生作为键, 家庭住址作为值。
注意,学生姓名相同并且年龄相同视为同一名学生。
编写学生类:
public class Student {
private String name;private int age;public Student() {
}public Student(String name, int age) {
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;}@Overridepublic boolean equals(Object o) {
if (this == o)return true;if (o == null || getClass() != o.getClass())return false;Student student = (Student) o;return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);}@Overridepublic int hashCode() {
return Objects.hash(name, age);}
}
编写测试类:
public class HashMapTest {
public static void main(String[] args) {
//1,创建Hashmap集合对象。Map<Student,String>map = new HashMap<Student,String>();//2,添加元素。map.put(newStudent("lisi",28), "上海");map.put(newStudent("wangwu",22), "北京");map.put(newStudent("zhaoliu",24), "成都");map.put(newStudent("zhouqi",25), "广州");map.put(newStudent("wangwu",22), "南京");//3,取出元素。键找值方式Set<Student>keySet = map.keySet();for(Student key: keySet){
Stringvalue = map.get(key);System.out.println(key.toString()+"....."+value);}}
}
- 当给HashMap中存放自定义对象时,如果自定义对象作为key存在,这时要保证对象唯一,必须复写对象的hashCode和equals方法(如果忘记,请回顾HashSet存放自定义对象)。
- 如果要保证map中存放的key和取出的顺序一致,可以使用
java.util.LinkedHashMap
集合来存放。
1.8 LinkedHashMap
我们知道HashMap保证成对元素唯一,并且查询速度很快,可是成对元素存放进去是没有顺序的,那么我们要保证有序,还要速度快怎么办呢?
在HashMap下面有一个子类LinkedHashMap,它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。
public class LinkedHashMapDemo {
public static void main(String[] args) {
LinkedHashMap<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>();map.put("邓超", "孙俪");map.put("李晨", "范冰冰");map.put("刘德华", "朱丽倩");Set<Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
System.out.println(entry.getKey() + " " + entry.getValue());}}
}
结果:
邓超 孙俪
李晨 范冰冰
刘德华 朱丽倩
1.8补充
Hashtable 是不允许存储null的 而且是线程安全的 也就是单线程的
package com.itheima.demo03.Map;import java.util.HashMap;
import java.util.Hashtable;/*java.util.Hashtable<K,V>集合 implements Map<K,V>接口Hashtable:底层也是一个哈希表,是一个线程安全的集合,是单线程集合,速度慢HashMap:底层是一个哈希表,是一个线程不安全的集合,是多线程的集合,速度快HashMap集合(之前学的所有的集合):可以存储null值,null键Hashtable集合,不能存储null值,null键Hashtable和Vector集合一样,在jdk1.2版本之后被更先进的集合(HashMap,ArrayList)取代了Hashtable的子类Properties依然活跃在历史舞台Properties集合是一个唯一和IO流相结合的集合*/
public class Demo02Hashtable {
public static void main(String[] args) {
HashMap<String,String> map = new HashMap<>();map.put(null,"a");map.put("b",null);map.put(null,null);System.out.println(map);//{null=null, b=null}Hashtable<String,String> table = new Hashtable<>();//table.put(null,"a");//NullPointerException//table.put("b",null);//NullPointerExceptiontable.put(null,null);//NullPointerException}
}
1.9 Map集合练习
需求:
计算一个字符串中每个字符出现次数。
分析:
- 获取一个字符串对象
- 创建一个Map集合,键代表字符,值代表次数。
- 遍历字符串得到每个字符。
- 判断Map中是否有该键。
- 如果没有,第一次出现,存储次数为1;如果有,则说明已经出现过,获取到对应的值进行++,再次存储。
- 打印最终结果
代码:
public class MapTest {
public static void main(String[] args) {
//友情提示System.out.println("请录入一个字符串:");String line = new Scanner(System.in).nextLine();// 定义 每个字符出现次数的方法findChar(line);}private static void findChar(String line) {
//1:创建一个集合 存储 字符 以及其出现的次数HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();//2:遍历字符串for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
char c = line.charAt(i);//判断 该字符 是否在键集中if (!map.containsKey(c)) {
//说明这个字符没有出现过//那就是第一次map.put(c, 1);} else {
//先获取之前的次数Integer count = map.get(c);//count++;//再次存入 更新map.put(c, ++count);}}System.out.println(map);}
}
第二章 补充知识点
2.1 JDK9对集合添加的优化
通常,我们在代码中创建一个集合(例如,List 或 Set ),并直接用一些元素填充它。 实例化集合,几个 add方法 调用,使得代码重复。
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();list.add("abc");list.add("def");list.add("ghi");System.out.println(list);}
}
Java 9,添加了几种集合工厂方法,更方便创建少量元素的集合、map实例。新的List、Set、Map的静态工厂方法可以更方便地创建集合的不可变实例。
例子:
public class HelloJDK9 {
public static void main(String[] args) {
Set<String> str1=Set.of("a","b","c"); //str1.add("c");这里编译的时候不会错,但是执行的时候会报错,因为是不可变的集合 System.out.println(str1); Map<String,Integer> str2=Map.of("a",1,"b",2); System.out.println(str2); List<String> str3=List.of("a","b"); System.out.println(str3); }
}
需要注意以下两点:
1:of()方法只是Map,List,Set这三个接口的静态方法,其父类接口和子类实现并没有这类方法,比如 HashSet,ArrayList等待;
2:返回的集合是不可变的;
package com.itheima.demo04.JDK9;import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;/*JDK9的新特性:List接口,Set接口,Map接口:里边增加了一个静态的方法of,可以给集合一次性添加多个元素static <E> List<E> of?(E... elements)使用前提:当集合中存储的元素的个数已经确定了,不在改变时使用注意:1.of方法只适用于List接口,Set接口,Map接口,不适用于接接口的实现类2.of方法的返回值是一个不能改变的集合,集合不能再使用add,put方法添加元素,会抛出异常3.Set接口和Map接口在调用of方法的时候,不能有重复的元素,否则会抛出异常*/
public class Demo01JDK9 {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = List.of("a", "b", "a", "c", "d");System.out.println(list);//[a, b, a, c, d]//list.add("w");//UnsupportedOperationException:不支持操作异常//Set<String> set = Set.of("a", "b", "a", "c", "d");//IllegalArgumentException:非法参数异常,有重复的元素Set<String> set = Set.of("a", "b", "c", "d");System.out.println(set);//set.add("w");//UnsupportedOperationException:不支持操作异常//Map<String, Integer> map = Map.of("张三", 18, "李四", 19, "王五", 20,"张三",19);IllegalArgumentException:非法参数异常,有重复的元素Map<String, Integer> map = Map.of("张三", 18, "李四", 19, "王五", 20);System.out.println(map);//{王五=20, 李四=19, 张三=18}//map.put("赵四",30);//UnsupportedOperationException:不支持操作异常}
}
2.2 Debug追踪
使用IDEA的断点调试功能,查看程序的运行过程
-
在有效代码行,点击行号右边的空白区域,设置断点,程序执行到断点将停止,我们可以手动来运行程序
-
点击Debug运行模式
-
程序停止在断点上不再执行,而IDEA最下方打开了Debug调试窗口
-
Debug调试窗口介绍
-
快捷键F8,代码向下执行一行,第九行执行完毕,执行到第10行(第10行还未执行)
-
切换到控制台面板,控制台显示 请录入一个字符串: 并且等待键盘录入
-
快捷键F8,程序继续向后执行,执行键盘录入操作,在控制台录入数据 ababcea
回车之后效果:
调试界面效果:
-
此时到达findChar方法,快捷键F7,进入方法findChar
-
快捷键F8 接续执行,创建了map对象,变量区域显示
-
快捷键F8 接续执行,进入到循环中,循环变量i为 0,F8再继续执行,就获取到变量c赋值为字符‘a’ 字节值97
-
快捷键F8 接续执行,进入到判断语句中,因为该字符 不在Map集合键集中,再按F8执行,进入该判断中
-
快捷键F8 接续执行,循环结束,进入下次循环,此时map中已经添加一对儿元素
-
快捷键F8 接续执行,进入下次循环,再继续上面的操作,我们就可以看到代码每次是如何执行的了
-
如果不想继续debug,那么可以使用快捷键F9,程序正常执行到结束,程序结果在控制台显示
package com.itheima.demo05.Debug;
/*Debug调试程序:可以让代码逐行执行,查看代码执行的过程,调试程序中出现的bug使用方式:在行号的右边,鼠标左键单击,添加断点(每个方法的第一行,哪里有bug添加到哪里)右键,选择Debug执行程序程序就会停留在添加的第一个断点处执行程序:f8:逐行执行程序f7:进入到方法中shift+f8:跳出方法f9:跳到下一个断点,如果没有下一个断点,那么就结束程序ctrl+f2:退出debug模式,停止程序Console:切换到控制台*/
public class Demo01Debug {
public static void main(String[] args) {
/*int a = 10;int b = 20;int sum = a + b;System.out.println(sum);*//*for (int i = 0; i <3 ; i++) {System.out.println(i);}*/print();}private static void print() {
System.out.println("HelloWorld");System.out.println("HelloWorld");System.out.println("HelloWorld");System.out.println("HelloWorld");System.out.println("HelloWorld");}
}
第三章 模拟斗地主洗牌发牌
3.1 案例介绍
按照斗地主的规则,完成洗牌发牌的动作。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-waIUo9FL-1582557069838)(img\斗地主.png)]
具体规则:
- 组装54张扑克牌将
- 54张牌顺序打乱
- 三个玩家参与游戏,三人交替摸牌,每人17张牌,最后三张留作底牌。
- 查看三人各自手中的牌(按照牌的大小排序)、底牌
规则:手中扑克牌从大到小的摆放顺序:大王,小王,2,A,K,Q,J,10,9,8,7,6,5,4,3
3.2 案例需求分析
- 准备牌:
完成数字与纸牌的映射关系:
使用双列Map(HashMap)集合,完成一个数字与字符串纸牌的对应关系(相当于一个字典)。
- 洗牌:
通过数字完成洗牌发牌
- 发牌:
将每个人以及底牌设计为ArrayList,将最后3张牌直接存放于底牌,剩余牌通过对3取模依次发牌。
存放的过程中要求数字大小与斗地主规则的大小对应。
将代表不同纸牌的数字分配给不同的玩家与底牌。
- 看牌:
通过Map集合找到对应字符展示。
通过查询纸牌与数字的对应关系,由数字转成纸牌字符串再进行展示。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-QBXkAtzn-1582557069839)(img\斗地主分析.png)]
3.3 实现代码步骤
public class Poker {
public static void main(String[] args) {
/** 1组装54张扑克牌*/// 1.1 创建Map集合存储HashMap<Integer, String> pokerMap = new HashMap<Integer, String>();// 1.2 创建 花色集合 与 数字集合ArrayList<String> colors = new ArrayList<String>();ArrayList<String> numbers = new ArrayList<String>();// 1.3 存储 花色 与数字Collections.addAll(colors, "?", "?", "?", "?");Collections.addAll(numbers, "2", "A", "K", "Q", "J", "10", "9", "8", "7", "6", "5", "4", "3");// 设置 存储编号变量int count = 1;pokerMap.put(count++, "大王");pokerMap.put(count++, "小王");// 1.4 创建牌 存储到map集合中for (String number : numbers) {
for (String color : colors) {
String card = color + number;pokerMap.put(count++, card);}}/** 2 将54张牌顺序打乱*/// 取出编号 集合Set<Integer> numberSet = pokerMap.keySet();// 因为要将编号打乱顺序 所以 应该先进行转换到 list集合中ArrayList<Integer> numberList = new ArrayList<Integer>();numberList.addAll(numberSet);// 打乱顺序Collections.shuffle(numberList);// 3 完成三个玩家交替摸牌,每人17张牌,最后三张留作底牌// 3.1 发牌的编号// 创建三个玩家编号集合 和一个 底牌编号集合ArrayList<Integer> noP1 = new ArrayList<Integer>();ArrayList<Integer> noP2 = new ArrayList<Integer>();ArrayList<Integer> noP3 = new ArrayList<Integer>();ArrayList<Integer> dipaiNo = new ArrayList<Integer>();// 3.2发牌的编号for (int i = 0; i < numberList.size(); i++) {
// 获取该编号Integer no = numberList.get(i);// 发牌// 留出底牌if (i >= 51) {
dipaiNo.add(no);} else {
if (i % 3 == 0) {
noP1.add(no);} else if (i % 3 == 1) {
noP2.add(no);} else {
noP3.add(no);}}}// 4 查看三人各自手中的牌(按照牌的大小排序)、底牌// 4.1 对手中编号进行排序Collections.sort(noP1);Collections.sort(noP2);Collections.sort(noP3);Collections.sort(dipaiNo);// 4.2 进行牌面的转换// 创建三个玩家牌面集合 以及底牌牌面集合ArrayList<String> player1 = new ArrayList<String>();ArrayList<String> player2 = new ArrayList<String>();ArrayList<String> player3 = new ArrayList<String>();ArrayList<String> dipai = new ArrayList<String>();// 4.3转换for (Integer i : noP1) {
// 4.4 根据编号找到 牌面 pokerMapString card = pokerMap.get(i);// 添加到对应的 牌面集合中player1.add(card);}for (Integer i : noP2) {
String card = pokerMap.get(i);player2.add(card);}for (Integer i : noP3) {
String card = pokerMap.get(i);player3.add(card);}for (Integer i : dipaiNo) {
String card = pokerMap.get(i);dipai.add(card);}//4.5 查看System.out.println("令狐冲:"+player1);System.out.println("石破天:"+player2);System.out.println("鸠摩智:"+player3);System.out.println("底牌:"+dipai);}
}