JavaSE第17篇:集合之Map集合

核心概述:本篇我们将会学习JavaSE中的Map集合、可变参数,并且我们会继续完善综合案例之斗地主洗牌发牌功能。同时我们也会体验一下集合的嵌套使用。

第一章:Map集合

1.1-概述(了解)

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。

image
  • 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接口常用方法(重要)

方法

  • 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。
  • 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)。
  • public boolean containKey(Object key):判断该集合中是否有此键。
  • public Collection<V> values() 返回Map集合中的所有值到Collection集合。

示例

import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Map集合对象,存放一组名字,key存放编号、value存放名字
        Map<Integer,String> map = new HashMap<>();
        // 【- `public V put(K key, V value)`:  把指定的键与指定的值添加到Map集合中。】
        map.put(10010,"张三");
        map.put(10011,"李四");
        map.put(10012,"王五");
        map.put(10013,"赵六");
        System.out.println(map);  // 输出结果:{10010=张三, 10011=李四, 10012=王五, 10013=赵六}
        // 【- `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。】
        map.remove(10013);
        System.out.println(map);  // 输出结果:{10010=张三, 10011=李四, 10012=王五}
        // 【- `public V get(Object key)` 根据指定的键,在Map集合中获取对应的值。】
        String name = map.get(10011);
        System.out.println(name);  // 输出结果:李四
        // 【- `public Set<K> keySet()`: 获取Map集合中所有的键,存储到Set集合中。】
        Set<Integer> set = map.keySet();
        System.out.println(set);   // [10010, 10011, 10012]
        // 【- `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)。】
        Set<Map.Entry<Integer,String>> set1 = map.entrySet();
        // 【- `public boolean containKey(Object key)`:判断该集合中是否有此键。】
        boolean isHas = map.containsKey(10010);
        System.out.println(isHas);  // 输出结果:true
        // 【- `public Collection<V> values()` 返回Map集合中的所有值到Collection集合。】
        Collection<String> values = map.values();
        System.out.println(values); // 输出结果:[张三, 李四, 王五]

    }
}

注意: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。

1.3-Map集合的遍历(重要)

方式1:键找值方式

通过元素中的键,获取键所对应的值

分析步骤:

  1. 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()
  2. 遍历键的Set集合,得到每一个键。
  3. 根据键,获取键所对应的值。方法提示:get(K key)

示例代码如下:

import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Map集合对象,存放一组名字,key存放编号、value存放名字
        Map<Integer,String> map = new HashMap<>();
        map.put(10010,"张三");
        map.put(10011,"李四");
        map.put(10012,"王五");
        map.put(10013,"赵六");
        // 获取所有的键
        Set<Integer> keys = map.keySet();
        // 遍历keys并通过map的get方法获取值
        for (Integer key : keys) {
            System.out.println(map.get(key));
        }

    }
}

方式2:键值对方式遍历

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。

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。

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)。

获取了Entry对象 , 表示获取了一对键和值,那么同样Entry中 , 分别提供了获取键和获取值的方法:

  • public K getKey():获取Entry对象中的键。
  • public V getValue():获取Entry对象中的值。

操作步骤与图解:

  1. 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()
  2. 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。
  3. 通过键值对(Entry)对象,获取Entry对象中的键与值。 方法提示:getkey() getValue()

示例代码如下:

import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Map集合对象,存放一组名字,key存放编号、value存放名字
        Map<Integer,String> map = new HashMap<>();
        map.put(10010,"张三");
        map.put(10011,"李四");
        map.put(10012,"王五");
        map.put(10013,"赵六");
        // 获取所有的entry对象
        Set<Map.Entry<Integer,String>> entries = map.entrySet();
        // 遍历entries
        for (Map.Entry<Integer, String> entry : entries) {
            // 获取键
            int key = entry.getKey();
            // 获取值
            String value = entry.getValue();
            System.out.println(key + "--" + value);

        }

    }
}

1.4-HashMap集合(重要)

Map接口实现类HashMap类特点

  • 底层哈希表结构。
  • 不允许重复键。
    • 用作键的对象,应该重写hashCode()方法和equals()方法。
  • 此集合可以使用null值和null键。
  • 线程不安全,运行速度快。

HashMap存储自定义对象

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;

    //构造方法
    //get/set
    @Override
    public 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);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

测试类:

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(new Student("lisi",28), "上海");
    map.put(new Student("wangwu",22), "北京");
    map.put(new Student("wangwu",22), "南京");

    //3,取出元素。键找值方式
    Set<Student> keySet = map.keySet();
    for(Student key: keySet){
    String value = map.get(key);
        System.out.println(key.toString()+"....."+value);
    }
}

注意:

  • 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。

1.5-LinkedHashMap集合(重要)

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,底层是哈希表双向链表,保证迭代的顺序。

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());
    }
}

1.6-Properties集合(重要)

Map接口实现类Hashtable的子类Properties类。Properties也是Map接口实现类,是存储键值对的双列集合,由于此类能和IO流结合使用,数据可以持久化,使用量很大。(IO部分后面篇幅详解,此处了解即可)

Properties集合特点:

  • 继承Hashtable,底层数据结构是哈希表。
  • 线程安全,运行速度慢。
  • 不允许null值,null键。
  • 此集合存储键值对数据类型固定为String。
  • 可以和IO流结合使用,从流中加载数据。

Properties集合特有方法:

  • Object setPropery(String key,String value),向集合中存储键值对。
  • String getProperty(String key),获取集合中键对应的值,无此键返回null。
  • Set<String> stringPropertyNames(),集合中的所有键存储到Set集合。
  • void load(输入流对象) ,后期IO篇幅部分讲解。

示例代码:

public static void main(String[] args){
    Properties properties = new Properties();
    //存储键值对
    properties.setProperty("k1","v1");
    properties.setProperty("k2","v2");
    properties.setProperty("k3","v3");
    properties.setProperty("k4","v4");
    System.out.println(properties);
    //获取k2键对应的值
    String value = properties.getProperty("k2");
    System.out.println(value);
    //所有的键存储到Set集合
    Set<String> set = properties.stringPropertyNames();
    for(String key : set){
        System.out.println(key+"=="+properties.getProperty(key));
    }
}

1.7-Map集合练习(练习)

需求:

计算一个字符串中每个字符出现次数。

分析:

  1. 获取一个字符串对象
  2. 创建一个Map集合,键代表字符,值代表次数。
  3. 遍历字符串得到每个字符。
  4. 判断Map中是否有该键。
  5. 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。
  6. 打印最终结果

方法介绍

public boolean containKey(Object key):判断该集合中是否有此键。

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 可变参数

2.1-可变参数定义和基本使用(重要)

JDK1.5之后,如果我们定义一个方法需要接受多个参数,并且多个参数类型一致,我们可以对其简化.

格式:

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型... 形参名){  }

代码演示

public static void main(String[] args) {
    int sum = getSum(6, 7, 2, 12, 2121);
    System.out.println(sum);
}
public static int getSum(int... arr) {
    int sum = 0;
    for (int a : arr) {
        sum += a;
    }
    return sum;
}

注意:

  • 可变参数的本质是数组。
    • 不传递参数,数组的长度是0.
    • 传递几个参数,数组的长度就是几。
  • 一个方法中只能有一个可变参数。
  • 如果方法中有多个参数,可变参数只能写在最后一位。

2.2-可变参数应用(了解)

在Collections中也提供了添加一些元素方法:

public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements):往集合中添加一些元素。

public static void main(String[] args) {
      ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
      //原来写法
      //list.add(12);
      //list.add(14);
      //list.add(15);
      //list.add(1000);
      //采用工具类 完成 往集合中添加元素  
      Collections.addAll(list, 5, 222, 1,2);
      System.out.println(list);
}

第三章 斗地主案例发牌及排序

3.1-需求

按照斗地主规则完成洗牌发牌

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具体规则:

  1. 组装54张扑克牌将。
  2. 54张牌顺序打乱。
  3. 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。
  4. 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-分析

1.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)。

2.洗牌

通过对Map集合中key数字的操作完成洗牌发牌

3.发牌

将每个人以及底牌设计为ArrayList<String>,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。

4.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。

图解分析

image

3.3-代码

public static void main(String[] args) {
    // 定义一个Map集合用来存储牌号  和 牌 
    HashMap<Integer, String> pookerMap = new HashMap<Integer, String>();
    //定义一个List集合用来存储牌号
    ArrayList<Integer> pookerList = new ArrayList<Integer>();

    String[] colors = "♥-♠-♦-♣".split("-");
    String[] nums = "2-A-K-Q-J-10-9-8-7-6-5-4-3".split("-");


    int index = 2;
    for(String num : nums){
        for(String color : colors){
            String thisPooker = color+num;
   
            //将扑克牌放入Map集合
            pookerMap.put(index, thisPooker);
            //将牌号放入到pookerList集合中
         pookerList.add(index);
         index++;
        }
    }

    //将大王小王添加到集合
    pookerMap.put(0, "大王");
    pookerMap.put(1, "小王");
    pookerList.add(0);
    pookerList.add(1);

    //洗牌
    Collections.shuffle(pookerList);

    //发牌
    ArrayList<Integer> player1 = new ArrayList<Integer>();
    ArrayList<Integer> player2 = new ArrayList<Integer>();
    ArrayList<Integer> player3 = new ArrayList<Integer>();
    ArrayList<Integer> diPai = new ArrayList<Integer>();

    //遍历牌号的集合 判断索引发牌号
    for(int i = 0 ;i < pookerList.size() ;i++){
        Integer pookerNum = pookerList.get(i);
        if(i>=51)
            diPai.add(pookerNum);
        }else if(i % 3 == 0){
            player1.add(psookerNum);
        }else if(i % 3 == 1){
            player2.add(pookerNum);
        }else if(i % 3 == 2){
            player3.add(pookerNum);
        }
    }
    //      排序
    Collections.sort(player1);
    Collections.sort(player2);
    Collections.sort(player3);
    Collections.sort(diPai);

    show("柳岩",player1,pookerMap);
    show("唐嫣",player2,pookerMap);
    show("金莲",player3,pookerMap);
    show("底牌",diPai,pookerMap);

    }
    //定义方法 看牌
    public static void show(String name,ArrayList<Integer> player,HashMap<Integer, String> pookerMap ){
    System.out.print(name+":");
    for(Integer pookerNum : player){
        String thisPooker = pookerMap.get(pookerNum);
        System.out.print(thisPooker+" ");
    }
    System.out.println();
}

第四章 集合嵌套

4.1-List嵌套List集合(理解)

需求:创建3个List集合,每个集合中分别存储一些字符串,将3个List集合存储到另一个List集合中。

public static void main(String[] args)  {
    //List大集合
    List<List<String>> bigList = new ArrayList<List<String>>();

    //List小集合
    List<String> little1 = new ArrayList<String>();
    List<String> little2 = new ArrayList<String>();
    List<String> little3 = new ArrayList<String>();

    //小集合存储字符串
    little1.add("张三1");
    little1.add("李四1");
    little2.add("王五2");
    little2.add("赵六2");
    little3.add("田七3");
    little3.add("马八3");

    //大集合,存储小集合
    bigList.add(little1);
    bigList.add(little2);
    bigList.add(little3);

    //遍历大集合
    Iterator<List<String>> iterator = bigList.iterator();
    while (iterator.hasNext()){
        //取出大集合中的小集合
        List<String> little = iterator.next();
        Iterator<String> littleIterator = little.iterator();
        while (littleIterator.hasNext()){
            System.out.println(littleIterator.next());
        }
    }
}

4.2-List嵌套Map(理解)

需求:1班级有第三名同学,学号和姓名分别为:001=张三,002=李四,003=王五,2班有三名同学,学号和姓名分别为:001=黄晓明,002=杨颖,003=刘德华,004=朱丽倩,请将同学的信息以键值对的形式存储到2个Map集合中,在将2个Map集合存储到List集合中。

public static void main(String[] args)  {
    //List大集合
    List<Map<String,String>> bigList = new ArrayList<Map<String, String>>();
    //Map存储学生信息小集合
    Map<String,String> map1 = new HashMap<String, String>();
    Map<String,String> map2 = new HashMap<String, String>();

    //存储学生信息
    map1.put("001","张三");
    map1.put("002","李四");

    map2.put("001","黄晓明");
    map2.put("002","杨颖");
    map2.put("003","刘德华");
    map2.put("004","朱丽倩");

    //map存储到List集合
    bigList.add(map1);
    bigList.add(map2);

    //遍历List集合
    Iterator<Map<String,String>> iterator = bigList.iterator();
    while (iterator.hasNext()){
        Map<String,String> map = iterator.next();
        //遍历Map集合
        Set<Map.Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();
        Iterator<Map.Entry<String,String>> iteratorSet = entrySet.iterator();
        while (iteratorSet.hasNext()){
            Map.Entry<String,String> entry = iteratorSet.next();
            System.out.println(entry.getKey()+"="+entry.getValue());
        }
    }
}

4.3-Map嵌套Map(理解)

需求:有以下数据结构,使用集合存储。北京大学有两个班,分别是基础班和高级班

  • java 基础班,集合 存储的是 学号 键,值学生姓名

    • 001 张三
    • 002 李四
  • java 高级班,集合 存储的是 学号 键,值学生姓名

    • 001 王五
    • 002 赵柳
public static void main(String[] args) {
    //创建基础班集合
    HashMap<String,String> javase = new HashMap<String, String>();
    javase.put("001", "张三");
    javase.put("002", "李四");

    //创建高级班集合
    HashMap<String,String> javaee = new HashMap<String, String>();
    javaee.put("001", "王五");
    javaee.put("002", "赵柳");

    //创建北京大学集合,键是班级的名字,值是两个班级的集合HashMap
    HashMap<String,HashMap<String,String>> bjdx = new HashMap<String, HashMap<String,String>>();

    //将班级集合添加到bjdx集合
    bjdx.put("基础班", javase);
    bjdx.put("就业班", javaee);

    //keySet0(bjdx);
    entrySet0(bjdx);
}
    /*
     * 定义方法,实现迭代Map集合嵌套,entrySet
     */
public static void entrySet0(HashMap<String,HashMap<String,String>> bjdx){
    //集合方法 czbk entrySet() 获取集合键值对关系对象Map.Entry存储到Set集合
    Set<Map.Entry<String, HashMap<String,String>>> set = bjdx.entrySet();
    //迭代班级集合Set
    Iterator<Map.Entry<String, HashMap<String,String>>> it = set.iterator();
    while(it.hasNext()){
        //it获取 next获取到是一个 Map.Entry对象
        Map.Entry<String, HashMap<String,String>> entryClassName = it.next();
        //Map.Entry方法 getKey getValue 获取键和值
        String className = entryClassName.getKey();
        HashMap<String,String> classMap = entryClassName.getValue();
        //迭代小集合,班级集合 classMap
        //classMap集合方法 entrySet 获取小集合的键值对关系对象存储到Set集合
        Set<Map.Entry<String, String>> setClass = classMap.entrySet();
        //迭代小集合,班级集合键值对关系对象 setClass
        Iterator<Map.Entry<String, String>> itClass = setClass.iterator();
        while(itClass.hasNext()){
            //itClass.next()方法,获取的是班级集合的键值对关系对象
            Map.Entry<String, String> entryClass = itClass.next();
            //getKey  getValue方法获取
            String number = entryClass.getKey();
            String name = entryClass.getValue();
            System.out.println(className+".."+number+".."+name);
        }
    }
}
    
/*
 * 定义方法,实现迭代Map嵌套集合,keySet
 */
public static void keySet0(HashMap<String,HashMap<String,String>> bjdx){
    //集合方法 czbk keySet()获取 传智播客集合的所有的键存储Set集合
    Set<String> setClassName = bjdx.keySet();
    //迭代Set集合
    Iterator<String> itClassName = setClassName.iterator();
    while(itClassName.hasNext()){
        //next()获取出来的,Set集合,Set集合存储是大集合的键-班级名字
        String className = itClassName.next();
        //大集合czbk get方法获取值,值是另一个集合
        HashMap<String,String> classMap = bjdx.get(className);
        //对班级集合 classMap 迭代  集合方法keySet将所有的键,存储到Set集合
        Set<String> setNumber = classMap.keySet();
        Iterator<String> itNumber = setNumber.iterator();
        while(itNumber.hasNext()){
            //next方法 获取的是班级小集合,的学号,键
            String number = itNumber.next();
            //班级小集合get方法获取值
            String name = classMap.get(number);
            //输出班级名字,学号,学生姓名
            System.out.println(className+".."+number+".."+name);
        }
    }
}
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