Java集合框架与Lambda表达式实践指南（小白速看）

第7章 集合

1. 集合概述

1.1 什么是集合

集合是为了存储不同类型的多个对象，Java提供了一系列特殊的类，这些类可以存储任意类型的对象，并且存储的长度可变，被统称为集合。集合可以简单理解为一个长度可变，可以存储不同数据类型的动态数组。

1.2 集合的核心继承体系

Java集合体系主要包含以下几个核心接口：

• Collection：最基本的集合接口，用于存储一组无序、不唯一的对象。
• List：继承自Collection接口，用于存储一组有序、不唯一的对象。
• Set：继承自Collection接口，用于存储一组无序、唯一的对象。
• Map：与Collection接口不同，用于存储一组键值对象。

2. Collection接口

2.1 Collection接口概述

Collection接口是Java单列集合中的根接口，定义了各种具体单列集合的共性。

2.2 Collection接口常用方法

Collection<String> collection = new ArrayList<>();
collection.add("Java");
collection.add("Python");
collection.addAll(Arrays.asList("C++", "JavaScript"));collection.remove("Python");
collection.removeAll(Arrays.asList("C++", "JavaScript"));System.out.println(collection.isEmpty()); // false
System.out.println(collection.contains("Java")); // true
System.out.println(collection.containsAll(Arrays.asList("Java", "JavaScript"))); // falseIterator<String> iterator = collection.iterator();
while (iterator.hasNext()) {System.out.println(iterator.next());
}
System.out.println(collection.size()); // 1

输出结果：

false
true
false
Java
1

3. List接口

3.1 List接口的特点

List接口继承自Collection接口，可以存储重复的元素，所有元素以线性方式进行存储，可以通过索引访问。

3.2 List接口常用方法

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java");
list.add(1, "Python");
list.addAll(1, Arrays.asList("C++", "JavaScript"));String element = list.get(1); // Python
list.remove(1); // 移除Pythonlist.set(0, "Kotlin");System.out.println(list.indexOf("Java")); // 0
System.out.println(list.lastIndexOf("Java")); // -1List<String> subList = list.subList(1, 3);
System.out.println(subList); // [C++, JavaScript]

输出结果：

Python
0
-1
[C++, JavaScript]

4. ArrayList和LinkedList

4.1 ArrayList

ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add("Java");
arrayList.add("Python");
arrayList.add("Java");System.out.println(arrayList); // [Java, Python, Java]

输出结果：

[Java, Python, Java]

4.2 LinkedList

LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("Java");
linkedList.addFirst("Python");
linkedList.addLast("JavaScript");System.out.println(linkedList); // [Python, Java, JavaScript]
System.out.println(linkedList.getFirst()); // Python
System.out.println(linkedList.getLast()); // JavaScript

输出结果：

[Python, Java, JavaScript]
Python
JavaScript

5. Set接口

5.1 Set接口概述

Set接口继承自Collection接口，保证元素唯一性。

5.2 HashSet

HashSet<String> hashSet = new HashSet<>();
hashSet.add("Java");
hashSet.add("Python");
hashSet.add("Java"); // 重复元素，不会被添加System.out.println(hashSet); // [Java, Python]

输出结果：

[Java, Python]

5.3 LinkedHashSet

LinkedHashSet<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>();
linkedHashSet.add("Java");
linkedHashSet.add("Python");
linkedHashSet.add("JavaScript");System.out.println(linkedHashSet); // [Java, Python, JavaScript]

输出结果：

[Java, Python, JavaScript]

5.4 TreeSet

TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<>();
treeSet.add("Java");
treeSet.add("Python");
treeSet.add("JavaScript");System.out.println(treeSet); // [Java, JavaScript, Python]

输出结果：

[Java, JavaScript, Python]

6. Map接口

6.1 Map接口概述

Map接口是一种双列集合，存储键值对。

6.2 HashMap

HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<>();
hashMap.put("Java", "Island");
hashMap.put("Python", "Cobra");
hashMap.put("Java", "SE"); // 替换已有键的值System.out.println(hashMap); // {Java=SE, Python=Cobra}

输出结果：

{Java=SE, Python=Cobra}

6.3 LinkedHashMap

LinkedHashMap<String, String> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
linkedHashMap.put("Java", "Island");
linkedHashMap.put("Python", "Cobra");
linkedHashMap.put("JavaScript", "Spider");System.out.println(linkedHashMap); // {Java=Island, Python=Cobra, JavaScript=Spider}

输出结果：

{Java=Island, Python=Cobra, JavaScript=Spider}

6.4 TreeMap

TreeMap<String, String> treeMap = new TreeMap<>();
treeMap.put("Java", "Island");
treeMap.put("Python", "Cobra");
treeMap.put("JavaScript", "Spider");System.out.println(treeMap); // {Java=Island, JavaScript=Spider, Python=Cobra}

输出结果：

{Java=Island, JavaScript=Spider, Python=Cobra}

6.5 Properties

Properties properties = new Properties();
properties.setProperty("name", "Kimi");
properties.setProperty("version", "1.0");System.out.println(properties.getProperty("name")); // Kimi
System.out.println(properties.getProperty("version")); // 1.0

输出结果：

Kimi
1.0

7. Collections和Arrays工具类

7.1 Collections工具类

List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("Java", "Python", "JavaScript", "C++"));
Collections.reverse(list);System.out.println(list); // [C++, JavaScript, Python, Java]

输出结果：

[C++, JavaScript, Python, Java]

7.2 Arrays工具类

int[] array = {1, 2, 3, 4, 5};
Arrays.sort(array);System.out.println(Arrays.toString(array)); // [1, 2, 3, 4, 5]

输出结果：

[1, 2, 3, 4, 5]

8. Lambda表达式

8.1 Lambda表达式概述

Lambda表达式用于简化代码，取代匿名内部类。

8.2 Lambda表达式示例

List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("Java", "Python", "JavaScript", "C++"));
list.forEach(e -> System.out.println(e));

输出结果：

Java
Python
JavaScript
C++

9. 上机练习

9.1 ArrayList和HashSet练习

• 统计字符串中各个字符的数量
  题目：利用键盘录入，输入一个字符串,统计该字符串中各个字符的数量
  如用户输入字符串:“hello world java”,程序输出结果：h(1)e(1)l(3)o(2) (2)w(1)r(1)d(1)j(1)a(2)v(1)。
  （1）创建键盘输入对象
  （2）使用nextLine从键盘中读取一行内容
  （3）将字符串转换成字符数组
  （4）创建map集合，用来存放字符：key是字符 value是字符出现的个数
  （5）遍历字符数组
  （6）拿到每个字符,去map中查看是否有保存对应的次数
  （7）如果这个字符没有保存次数,就设置为1次
  （8）如果这个字符有保存次数,就设置为原来的次数+1次
  （9）按题目要求拼接字符串
  （10）输出结果

代码示例：统计字符串中各个字符的数量

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;public class CharacterCount {public static void main(String[] args) {// （1）创建键盘输入对象Scanner scanner = new Scanner(System.in);// （2）使用nextLine从键盘中读取一行内容System.out.println("Please enter a string:");String input = scanner.nextLine();// （3）将字符串转换成字符数组char[] characters = input.toCharArray();// （4）创建map集合，用来存放字符：key是字符，value是字符出现的个数Map<Character, Integer> charCountMap = new HashMap<>();// （5）遍历字符数组for (char c : characters) {// （6）拿到每个字符,去map中查看是否有保存对应的次数// （7）如果这个字符没有保存次数,就设置为1次// （8）如果这个字符有保存次数,就设置为原来的次数+1次charCountMap.put(c, charCountMap.getOrDefault(c, 0) + 1);}// （9）按题目要求拼接字符串for (Map.Entry<Character, Integer> entry : charCountMap.entrySet()) {System.out.println(entry.getKey() + "(" + entry.getValue() + ")");}// （10）输出结果// 结果将显示类似: h(1)e(1)l(3)o(2)w(1)r(1)d(1)j(1)a(2)v(1)}
}

使用说明：

1. 运行程序。
2. 根据提示输入字符串，例如：“hello world java”。
3. 观察输出结果，程序将统计并显示每个字符及其出现的次数。

预期输出示例：

Please enter a string:
h(1)e(1)l(3)o(2)w(1)r(1)d(1)j(1)a(2)v(1)