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Java 中的集合Collection是 Java 标准库中非常重要的一部分用于存储和操作一组对象。Java 集合框架Java Collections Framework提供了一套丰富的接口和类用于处理各种数据结构如列表、集合、队列、映射等。以下是 Java 集合框架的详细介绍 1. 集合框架的核心接口
Java 集合框架的核心接口位于 java.util 包中主要包括以下几种
(1) Collection 接口 是所有集合类的根接口。 定义了集合的基本操作如添加、删除、遍历等。 主要子接口 List有序集合允许重复元素。 Set无序集合不允许重复元素。 Queue队列遵循先进先出FIFO或优先级规则。
(2) Map 接口 存储键值对key-value pairs。 键不允许重复值可以重复。 主要实现类 HashMap基于哈希表实现无序。 TreeMap基于红黑树实现键有序。 LinkedHashMap基于哈希表和链表实现保持插入顺序。 2. 常用集合类
以下是 Java 集合框架中常用的实现类
(1) List 接口的实现类 ArrayList 基于动态数组实现。 支持快速随机访问但插入和删除元素较慢。 线程不安全。 LinkedList 基于双向链表实现。 插入和删除元素较快但随机访问较慢。 可以用作队列或栈。 Vector 类似于 ArrayList但线程安全。 性能较低通常不推荐使用。
(2) Set 接口的实现类 HashSet 基于哈希表实现。 无序不允许重复元素。 性能较高。 TreeSet 基于红黑树实现。 元素有序自然顺序或自定义顺序。 性能略低于 HashSet。 LinkedHashSet 基于哈希表和链表实现。 保持插入顺序。
(3) Queue 接口的实现类 LinkedList 可以用作队列或双端队列。 PriorityQueue 基于堆实现。 元素按优先级排序。
(4) Map 接口的实现类 HashMap 基于哈希表实现。 键无序性能较高。 TreeMap 基于红黑树实现。 键有序。 LinkedHashMap 基于哈希表和链表实现。 保持插入顺序或访问顺序。 3. 集合的常用操作
以下是集合的常见操作示例
(1) List 示例
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class ListExample {public static void main(String[] args) {ListString list new ArrayList();list.add(Apple);list.add(Banana);list.add(Cherry);// 遍历列表for (String fruit : list) {System.out.println(fruit);}// 获取元素System.out.println(第一个元素: list.get(0));// 删除元素list.remove(Banana);System.out.println(删除后的列表: list);}
}
(2) Set 示例
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;public class SetExample {public static void main(String[] args) {SetString set new HashSet();set.add(Apple);set.add(Banana);set.add(Cherry);// 尝试添加重复元素set.add(Apple);// 遍历集合for (String fruit : set) {System.out.println(fruit);}}
} (3) Map 示例
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;public class MapExample {public static void main(String[] args) {MapString, Integer map new HashMap();map.put(Apple, 10);map.put(Banana, 20);map.put(Cherry, 30);// 遍历映射for (Map.EntryString, Integer entry : map.entrySet()) {System.out.println(entry.getKey() : entry.getValue());}// 获取值System.out.println(Apple 的数量: map.get(Apple));}
}
4. 集合的线程安全性 大多数集合类如 ArrayList、HashMap是线程不安全的。 如果需要线程安全的集合可以使用以下方式 Collections.synchronizedList()将 List 转换为线程安全的集合。 Vector线程安全的 List 实现不推荐使用。 ConcurrentHashMap线程安全的 Map 实现。 CopyOnWriteArrayList线程安全的 List 实现。 5. 集合的排序 自然排序 集合中的元素必须实现 Comparable 接口。 例如TreeSet 和 TreeMap 会自动对元素进行排序。 自定义排序 使用 Comparator 接口实现自定义排序规则。 例如Collections.sort(list, comparator)。 6. 集合的性能比较
集合类实现方式随机访问插入/删除线程安全有序性ArrayList动态数组快慢不安全插入顺序LinkedList双向链表慢快不安全插入顺序HashSet哈希表-快不安全无序TreeSet红黑树-中等不安全有序HashMap哈希表快快不安全无序TreeMap红黑树中等中等不安全有序 练习代码1-平均气温
输入周一到周日七天的温度输出这周的平均温度这周温度最高的是哪天最低的是哪天
使用List接口的ArrayList来存储最高和最低气温
package com.chao.array;
import java.util.*;//输入一周的气温求平均气温哪些天大于平均气温哪些天小于平均气温
public class AverageTemperature {public static void main(String args[ ]) {//声明用到的变量int count;double sum,average;sum0;double [ ]temperaturenew double[7];//创建一个 Scanner 类的对象用它来获得用户的输入Scanner scnew Scanner(System.in);System.out.println(请输入七天的温度(从周一到周日));for(count0;counttemperature.length;count){System.out.print(getDayOfWeek(count 1) 的气温);//读取用户输入temperature[count]sc.nextDouble();sumtemperature[count];}averagesum/7;System.out.println(本周的平均气温为average);//寻找最高和最低气温的天数double maxTemp temperature[0];//最高气温double minTemp temperature[0];//最低气温ListString maxDays new ArrayList();maxDays.add(周一);ListString minDays new ArrayList();minDays.add(周一);for (int i 0; i temperature.length; i) {double current temperature[i];//处理最高气温if (current maxTemp) {maxTemp current;maxDays.clear();maxDays.add(getDayOfWeek(i 1));} else if (current maxTemp) {maxDays.add(getDayOfWeek(i 1));}//处理最低气温if (current minTemp) {minTemp current;minDays.clear();minDays.add((getDayOfWeek(i 1)));} else if (current minTemp) {minDays.add(getDayOfWeek(i 1));}}//输出最高气温的天数System.out.print(最高气温出现在);for (int i 0; i maxDays.size(); i) {if (i 0) {System.out.println(、);}System.out.println(maxDays.get(i));}
// System.out.println();// 输出最低气温的天数System.out.print(最低气温出现在);for (int i 0; i minDays.size(); i) {if (i 0) {System.out.print(、);}System.out.print(minDays.get(i));}System.out.println();//比较各天气温与平均气温for (count 0; count temperature.length; count) {String dayOfWeek getDayOfWeek(count 1);if (temperature[count] average)System.out.println(dayOfWeek 的气温低于平均气温);else if (temperature[count] average)System.out.println(dayOfWeek 的气温高于平均气温);elseSystem.out.println(dayOfWeek 的气温等于平均气温);}}// 根据天数返回星期几private static String getDayOfWeek(int day) {switch (day) {case 1:return 周一;case 2:return 周二;case 3:return 周三;case 4:return 周四;case 5:return 周五;case 6:return 周六;case 7:return 周日;default:return ;}}
}
代码整体功能
这段代码的主要功能是 输入一周七天的气温从周一到周日。 计算平均气温。 找出最高气温和最低气温对应的天数。 比较每一天的气温与平均气温输出哪些天高于、低于或等于平均气温。 输出结果包括平均气温、最高气温和最低气温对应的天数以及每一天的气温比较结果。 代码结构
代码分为以下几个部分 变量声明和初始化。 输入气温数据。 计算平均气温。 寻找最高气温和最低气温。 输出结果。 辅助方法 getDayOfWeek。 详细解释
1. 变量声明和初始化
int count;
double sum, average;
sum 0;
double[] temperature new double[7]; count用于循环计数。 sum用于累加七天气温的总和。 average用于存储平均气温。 temperature一个长度为7的数组用于存储每天的气温从周一到周日。 2. 输入气温数据
Scanner sc new Scanner(System.in);
System.out.println(请输入七天的温度从周一到周日);for (count 0; count temperature.length; count) {System.out.print(getDayOfWeek(count 1) 的气温);temperature[count] sc.nextDouble();sum temperature[count];
} Scanner sc new Scanner(System.in)创建一个 Scanner 对象用于从控制台读取用户输入。 System.out.println(请输入七天的温度从周一到周日)提示用户输入七天的气温。 for 循环 循环7次temperature.length 为7依次输入每天的气温。 getDayOfWeek(count 1)调用辅助方法 getDayOfWeek将天数1到7转换为星期几如“星期一”。 System.out.print(getDayOfWeek(count 1) 的气温)动态生成每一天的输入提示如“星期一的气温”。 temperature[count] sc.nextDouble()读取用户输入的气温并存储到 temperature 数组中。 sum temperature[count]累加每天的气温用于后续计算平均气温。 3. 计算平均气温
average sum / 7;
System.out.println(平均气温为 average); average sum / 7计算七天的平均气温。 System.out.println(平均气温为 average)输出平均气温。 4. 寻找最高气温和最低气温
double maxTemp temperature[0];
double minTemp temperature[0];
ListString maxDays new ArrayList();
maxDays.add(getDayOfWeek(1));
ListString minDays new ArrayList();
minDays.add(getDayOfWeek(1));for (int i 1; i temperature.length; i) {double current temperature[i];// 处理最高气温if (current maxTemp) {maxTemp current;maxDays.clear();maxDays.add(getDayOfWeek(i 1));} else if (current maxTemp) {maxDays.add(getDayOfWeek(i 1));}// 处理最低气温if (current minTemp) {minTemp current;minDays.clear();minDays.add(getDayOfWeek(i 1));} else if (current minTemp) {minDays.add(getDayOfWeek(i 1));}
} maxTemp 和 minTemp分别用于存储最高气温和最低气温的初始值初始值为第一天的气温。 maxDays 和 minDays分别用于存储最高气温和最低气温对应的天数星期几。 for 循环 从第二天开始遍历气温数组。 处理最高气温 如果当前气温 current 大于 maxTemp则更新 maxTemp并清空 maxDays 列表将当前天数加入列表。 如果当前气温等于 maxTemp则将当前天数加入 maxDays 列表。 处理最低气温 如果当前气温 current 小于 minTemp则更新 minTemp并清空 minDays 列表将当前天数加入列表。 如果当前气温等于 minTemp则将当前天数加入 minDays 列表。 5. 输出结果
// 输出最高气温的天数
System.out.print(最高气温出现在);
for (int i 0; i maxDays.size(); i) {if (i 0) {System.out.print(、);}System.out.print(maxDays.get(i));
}
System.out.println();// 输出最低气温的天数
System.out.print(最低气温出现在);
for (int i 0; i minDays.size(); i) {if (i 0) {System.out.print(、);}System.out.print(minDays.get(i));
}
System.out.println();// 比较各天气温与平均气温
for (count 0; count temperature.length; count) {String dayOfWeek getDayOfWeek(count 1);if (temperature[count] average)System.out.println(dayOfWeek 的气温低于平均气温);else if (temperature[count] average)System.out.println(dayOfWeek 的气温高于平均气温);elseSystem.out.println(dayOfWeek 的气温等于平均气温);
} 输出最高气温的天数 遍历 maxDays 列表输出所有最高气温对应的星期几。 如果有多天用顿号“、”分隔。 输出最低气温的天数 遍历 minDays 列表输出所有最低气温对应的星期几。 如果有多天用顿号“、”分隔。 比较各天气温与平均气温 遍历气温数组依次比较每一天的气温与平均气温。 根据比较结果输出“低于”、“高于”或“等于”平均气温。 6. 辅助方法 getDayOfWeek
private static String getDayOfWeek(int day) {switch (day) {case 1:return 星期一;case 2:return 星期二;case 3:return 星期三;case 4:return 星期四;case 5:return 星期五;case 6:return 星期六;case 7:return 星期日;default:return ;}
} 功能将天数1到7转换为对应的星期几如“星期一”。 实现 使用 switch 语句根据输入的 day 值返回对应的星期几。 如果 day 不在1到7范围内返回空字符串不会发生因为输入已经限制为7天。 总结
这段代码通过以下步骤实现了功能 输入数据动态生成中文提示词逐天输入气温。 计算平均气温累加气温并计算平均值。 寻找最高和最低气温遍历数组记录最高和最低气温及其对应的天数。 输出结果格式化输出平均气温、最高气温和最低气温的天数以及每一天的气温比较结果。
