1、大连交通大学 软件学院,第15章 泛型与 集合框架,配合例子源代码一起使用,Java 语言程序设计,辽宁省教育软件大赛参赛作品,第 2 页,2019/4/18,导读,主要内容 泛型 链表 堆栈 散列映射 树集 树映射 重点和难点 重点：泛型和集合的使用 难点：集合的使用,第 3 页,2019/4/18,概述,在jdk1.2之后，Java提供了实现常见数据结构的类，这些实现数据结构的类通称为Java集合框架。在JDK1.5后，Java集合框架开始支持泛型，本章首先介绍泛型，然后讲解常见数据结构类的用法。,第 4 页,2019/4/18,15.1 泛型,泛型（Generics）是在JDK1.5中推
2、出的，其主要目的是可以建立具有类型安全的集合框架，如链表、散列映射等数据结构。,第 5 页,2019/4/18,15.1.1 泛型类声明,可以使用“class 名称”声明一个类,为了和普通的类有所区别，这样声明的类称作泛型类,如：class People 其中People是泛型类的名称，E是其中的泛型，也就是说我们并没有指定E是何种类型的数据，它可以是任何对象或接口，但不能是基本类型数据。,第 6 页,2019/4/18,15.1.2 使用泛型类声明对象,泛型类声明和创建对象时，类名后多了一对“”，而且必须要用具体的类型替换“”中的泛型。例如：Cone coneOne;coneOne =new
3、 Cone(new Circle();,例子1(Example15_1.java ,Cone.java , Rect.java , Circle.java )中，声明了一个泛型类：Cone，一个Cone对象计算体积时，只关心它的底是否能计算面积，并不关心底的类型。运行效果如图15.1。,第 7 页,2019/4/18,15.2 链表,链表是由若干个称作节点的对象组成的一种数据结构，每个节点含有一个数据和下一个节点的引用 。,第 8 页,2019/4/18,15.2.1 LinkedList泛型类,LinkedList泛型类创建的对象以链表结构存储数据，习惯上称LinkedList类创建的对象为
4、链表对象。例如， LinkedList mylist=new LinkedList(); 创建一个空双链表。 add(E obj) 向链表依次增加节点,第 9 页,2019/4/18,15.2.2 LinkedList泛型类常用方法,LinkedList泛型类实现Lis泛型接口中的一些常用方法。 public boolean add(E element) 向链表末尾添加一个新的节点，该节点中的数据是参数elememt指定的数据。 public void add(int index ,E element) 向链表的指定位置添加一个新的节点，该节点中的数据是参数elememt指定的数据。 publ
5、ic void clear() 删除链表的所有节点，使当前链表成为空链表。 public E remove(int index) 删除指定位置上的节点。 public boolean remove(E element) 删除首次出现含有数据elemen的节点。 public E get(int index) 得到链表中指定位置处节点中的数据。 LinkedList泛型类本身新增加的一些常用方法 public void addFirst(E element) 向链表的头添加新节点，该节点中的数据是参数elememt指定的数据。 public void addLast(E element) 向链表
6、的末尾添加新节点，该节点中的数据是参数elememt指定的数据。 public E getFirst() 得到链表中第一个节点中的数据。 public E getLast() 得到链表中最后一个节点中的数据。 public E removeFirst() 删除第一个节点，并返回这个节点中的数据。,第 10 页,2019/4/18,15.2.3 遍历链表,当用户需要遍历集合中的对象时，应当使用该集合提供的迭代器，而不是让集合本身来遍历其中的对象。由于迭代器遍历集合的方法在找到集合中的一个对象的同时，也得到待遍历的后继对象的引用，因此迭代器可以快速地遍历集合。 链表对象可以使用iterator()
7、方法获取一个Iterator对象，该对象就是针对当前链表的迭代器。 例子2 比较了使用迭代器遍历链表和get(int index)方法遍历链表的所用时间，运行效果如图15.4。 例子3 使用了JDK1.5版本之前的LinkedList。,第 11 页,2019/4/18,15.2.4 排序与查找,Collections类提供的用于排序和查找的类方法如下： public static sort(List list) 该方法可以将list中的元素升序排列。 int binarySearch(List list, T key,CompareTo c) 使用折半法查找list是否含有和参数key相等的
8、元素，如果key链表中某个元素相等，方法返回和key相等的元素在链表中的索引位置（链表的索引位置从0考试），否则返回-1。 例子4中，Student类通过实现Comparable接口规定该类的对象的大小关系（按height值的大小确定大小关系，即学生按其身高确定之间的大小关系）。链表添加了3个Student对象，Collections调用sort方法将链表中的对象按身其height值升序排序，并查找一个对象的height值是否和链表中某个对象的height值相同。运行效果如图15.5。,第 12 页,2019/4/18,15.2.5 洗牌与旋转,Collections类还提供了将链表中的数据重
9、新随机排列的类方法以及旋转链表中数据的类方法。 public static void shuffle(List list) 将list中的数据按洗牌算法重新随机排列。 static void rotate(List list, int distance) 旋转链表中的数据。 public static void reverse(List list) 翻转list中的数据。 例子5 使用了shuffle()方法、reverse()方法和rotate()方法，运行效果如图15.6。,第 13 页,2019/4/18,15.3 堆栈,堆栈是一种“后进先出”的数据结构，只能在一端进行输入或输出数据的操
10、作。 Stack泛型类创建一个堆栈对象，堆栈对象常用方法： public E push(E item);实现压栈操作 public E pop();实现弹栈操作。 public boolean empty();判断堆栈是否还有数据。 public E peek();获取堆栈顶端的数据，但不删除该数据。 public int search(Object data);获取数据在堆栈中的位置。 例子6 用堆栈输出该递归序列的若干项,第 14 页,2019/4/18,15.4 散列映射,15.4.1 HashMap泛型类 HashMap对象采用散列表这种数据结构存储数据，习惯上称HashMap对象为散
11、列映射。 例如: HashMap hashtable= HashSet(); hashtable可以存储“键/值”对数据。 相关方法： public V put(K key,V value)将键/值对数据存放到散列映射中，该方法同时返回键所对应的值。,第 15 页,2019/4/18,15.4.2 常用方法,public void clear() 清空散列映射。 public Object clone() 返回当前散列映射的一个克隆。 public boolean containsKey(Object key) 如果散列映射有“键/值”对使用了参数指定的键，方法返回true，否则返回false
12、。 public boolean containsValue(Object value) 如果散列映射有“键/值”对的值是参数指定的值。 public V get(Object key) 返回散列映射中使用key做键的“键/值”对中的值。 public boolean isEmpty() 如果散列映射不含任何“键/值”对，方法返回true，否则返回false。 public V remove(Object key) 删除散列映射中键为参数指定的“键/值”对，并返回键对应的值。 public int size() 返回散列映射的大小，即散列映射中“键/值”对的数目。,第 16 页,2019/4/
13、18,15.4.3 遍历散列映射,public Collection values()方法返回一个实现Collection接口类创建的对象。 使用接口回调技术，即将该对象的引用赋给Collection接口变量，该接口变量可以回调iterator()方法获取一个Iterator对象，这个Iterator对象存放着散列映 射中所有“键/值”对中的“值”。,第 17 页,2019/4/18,15.4.4 基于散列映射的查询,对于经常需要进行查找的数据可以采用散列映射来存储这样的数据，即为数据指定一个查找它的关键字，然后按着“健-值”对，将关键字和数据一并存入散列映射中。 例子7 是一个英语单词查询的
14、GUI程序，用户在界面的的一个文本框中输入一个英文单词回车确认，另一个文本框显示英文单词的汉语翻译。例子7中使用一个文本文件word.txt来管理若干个英文单词及汉语翻译,例子7 (Example15_7.java , WindowWord.java , WordPolice.java ,word.txt ),第 18 页,2019/4/18,15.5 树集,15.5.1 TreeSet泛型类 TreeSet类创建的对象称作树集。例如TreeSet mytree=new TreeSe();然后使用add方法为树集添加节点，例如mytree.add(“boy“);,第 19 页,2019/4/1
15、8,15.5.2 节点的大小关系,树集用add方法添加节点，节点会按其存放的数据的“大小”顺序一层一层地依次排列，在同一层中的节点从左到右按“大小”顺序递增排列，下一层的都比上一层的小。,第 20 页,2019/4/18,15.5.3 TreeSet类的常用方法,public boolean add(E o) 向树集添加加节点。 public void clear() 删除树集中的所有节点。 public void contains(Object o) 如果树集中有包含参数指定的对象，该方法返回true，否则返回false 。 public E first() 返回树集中的第一个节点中的数据（
16、最小的节点）。 public E last() 返回最后一个节点中的数据（最大的节点）。 public isEmpty() 判断是否是空树集，如果树集不含任何节点，该方法返回true 。 public boolean remove(Object o) 删除树集中的存储参数指定的对象的最小节点。 public int size() 返回树集中节点的数目。 例子8 中的树集按着英语成绩从底到高存放四个Student对象。,第 21 页,2019/4/18,15.6 树映射,TreeMap类实现了Map接口，称TreeMap对象为树映射。 树映射使用public V put(K key,V valu
17、e);方法添加节点。 例子9 使用了TreeMap，分别按着学生的英语成绩和数学成绩排序节点。,第 22 页,2019/4/18,15.7 自动装箱与拆箱,JDK1.5新增的基本类型数据和相应的对象之间相互自动转换的功能，称作基本数据类型的自动装箱与拆箱（Autoboxing and Auto-Unboxing of Primitive Types）。 例子10 使用了自动装箱与拆箱。,第 23 页,2019/4/18,15. 8 应用举例,例子11(Example15_11.java , Goods.java, InputArea.java , WindowGoods.java )使用对象流实现商品库存的录入与显示系统。例子4中有一个实现接口Serializable的Goods类，程序将该类的对象作为链表的节点，然后把链表写入到文件。运行效果如图15.12。,第 24 页,2019/4/18,总结,1 学会使用“class 名称”声明一个泛型类 。,2 重点掌握各种集合框架类的使用 。,第 25 页,2019/4/18,作业,第四版教材：P473 1,第 26 页,2019/4/18,本章结束,Thank You !,
