01 语言基础+高级：1-6 集合_day03【List、Set、Collections工具类】

day03 【List、Set、数据结构、Collections】

主要内容

• 数据结构
• List集合
• Set集合
• Collections

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第一章 数据结构

2.1 数据结构有什么用

我们将常见的数据结构：堆栈、队列、数组、链表和红黑树 这几种给大家介绍一下，作为数据结构的入门，了解一下它们的特点即可。

2.2 常见的数据结构

栈

• 栈：stack,又称堆栈，它是运算受限的线性表，其限制是仅允许在标的一端进行插入和删除操作，不允许在其他任何位置进行添加、查找、删除等操作。

简单的说：采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点

• 先进后出（即，存进去的元素，要在后它后面的元素依次取出后，才能取出该元素）。例如，子弹压进弹夹，先压进去的子弹在下面，后压进去的子弹在上面，当开枪时，先弹出上面的子弹，然后才能弹出下面的子弹。

• 栈的入口、出口的都是栈的顶端位置。

这里两个名词需要注意：

• 压栈：就是存元素。即，把元素存储到栈的顶端位置，栈中已有元素依次向栈底方向移动一个位置。
• 弹栈：就是取元素。即，把栈的顶端位置元素取出，栈中已有元素依次向栈顶方向移动一个位置。

队列

• 队列：queue,简称队，它同堆栈一样，也是一种运算受限的线性表，其限制是仅允许在表的一端进行插入，而在表的另一端进行删除。

简单的说，采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：

• 先进先出（即，存进去的元素，要在后它前面的元素依次取出后，才能取出该元素）。例如，小火车过山洞，车头先进去，车尾后进去；车头先出来，车尾后出来。
• 队列的入口、出口各占一侧。例如，下图中的左侧为入口，右侧为出口。

数组

• 数组:Array,是有序的元素序列，数组是在内存中开辟一段连续的空间，并在此空间存放元素。就像是一排出租屋，有100个房间，从001到100每个房间都有固定编号，通过编号就可以快速找到租房子的人。

简单的说,采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：

• 查找元素快：通过索引，可以快速访问指定位置的元素

• 增删元素慢
  • 指定索引位置增加元素：需要创建一个新数组，将指定新元素存储在指定索引位置，再把原数组元素根据索引，复制到新数组对应索引的位置。如下图
  • 指定索引位置删除元素：需要创建一个新数组，把原数组元素根据索引，复制到新数组对应索引的位置，原数组中指定索引位置元素不复制到新数组中。如下图

链表

• 链表:linked list,由一系列结点node（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时i动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。我们常说的链表结构有单向链表与双向链表，那么这里给大家介绍的是单向链表。

简单的说，采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：

• 多个结点之间，通过地址进行连接。例如，多个人手拉手，每个人使用自己的右手拉住下个人的左手，依次类推，这样多个人就连在一起了。

• 查找元素慢：想查找某个元素，需要通过连接的节点，依次向后查找指定元素

• 增删元素快：

  • 增加元素：只需要修改连接下个元素的地址即可。

  

  • 删除元素：只需要修改连接下个元素的地址即可。

红黑树

• 二叉树：binary tree ,是每个结点不超过2的有序树（tree）。

简单的理解，就是一种类似于我们生活中树的结构，只不过每个结点上都最多只能有两个子结点。

二叉树是每个节点最多有两个子树的树结构。顶上的叫根结点，两边被称作“左子树”和“右子树”。

如图：

我们要说的是二叉树的一种比较有意思的叫做红黑树，红黑树本身就是一棵二叉查找树，将节点插入后，该树仍然是一颗二叉查找树。也就意味着，树的键值仍然是有序的。

红黑树的约束:

1. 节点可以是红色的或者黑色的

2. 根节点是黑色的

3. 叶子节点(特指空节点)是黑色的

4. 每个红色节点的子节点都是黑色的
5. 任何一个节点到其每一个叶子节点的所有路径上黑色节点数相同

红黑树的特点:

​　　速度特别快,趋近平衡树,查找叶子元素最少和最多次数不多于二倍

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第二章 List集合

我们掌握了Collection接口的使用后，再来看看Collection接口中的子类，他们都具备那些特性呢？

接下来，我们一起学习Collection中的常用几个子类（java.util.List集合、java.util.Set集合）。

2.1 List接口介绍

java.util.List接口继承自Collection接口，是单列集合的一个重要分支，习惯性地会将实现了List接口的对象称为List集合。在List集合中允许出现重复的元素，所有的元素是以一种线性方式进行存储的，在程序中可以通过索引来访问集合中的指定元素。另外，List集合还有一个特点就是元素有序，即元素的存入顺序和取出顺序一致。

看完API，我们总结一下：

List接口特点：

1. 它是一个元素存取有序的集合。例如，存元素的顺序是11、22、33。那么集合中，元素的存储就是按照11、22、33的顺序完成的）。
2. 它是一个带有索引的集合，通过索引就可以精确的操作集合中的元素（与数组的索引是一个道理）。
3. 集合中可以有重复的元素，通过元素的equals方法，来比较是否为重复的元素。

tips:我们在基础班的时候已经学习过List接口的子类java.util.ArrayList类，该类中的方法都是来自List中定义。

2.2 List接口中常用方法

List作为Collection集合的子接口，不但继承了Collection接口中的全部方法，而且还增加了一些根据元素索引来操作集合的特有方法，如下：

• public void add(int index, E element): 将指定的元素，添加到该集合中的指定位置上。
• public E get(int index):返回集合中指定位置的元素。
• public E remove(int index): 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。
• public E set(int index, E element):用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回的值是更新前的元素。

第三章 List的子类

3.1 ArrayList集合

java.util.ArrayList集合数据存储的结构是数组结构。元素增删慢，查找快，由于日常开发中使用最多的功能为查询数据、遍历数据，所以ArrayList是最常用的集合。

许多程序员开发时非常随意地使用ArrayList完成任何需求，并不严谨，这种用法是不提倡的。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

/*
    java.util.List接口 extends Collection接口
    List接口的特点:
        1.有序的集合,存储元素和取出元素的顺序是一致的(存储123 取出123)
        2.有索引,包含了一些带索引的方法
        3.允许存储重复的元素

    List接口中带索引的方法(特有)
        - public void add(int index, E element): 将指定的元素，添加到该集合中的指定位置上。
        - public E get(int index):返回集合中指定位置的元素。
        - public E remove(int index): 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。
        - public E set(int index, E element):用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。
    注意:
        操作索引的时候,一定要防止索引越界异常
        IndexOutOfBoundsException:索引越界异常,集合会报
        ArrayIndexOutOfBoundsException:数组索引越界异常
        StringIndexOutOfBoundsException:字符串索引越界异常
 */
public class Demo01List {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个List集合对象,多态
        List<String> list = new ArrayList<>();
        //使用add方法往集合中添加元素
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("d");
        list.add("a");
        //打印集合
        System.out.println(list);//[a, b, c, d, a]  不是地址重写了toString

        //public void add(int index, E element): 将指定的元素，添加到该集合中的指定位置上。
        //在c和d之间添加一个itheima
        list.add(3,"itheima");//[a, b, c, itheima, d, a]
        System.out.println(list);

        //public E remove(int index): 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。
        //移除元素
        String removeE = list.remove(2);
        System.out.println("被移除的元素:"+removeE);//被移除的元素:c
        System.out.println(list);//[a, b, itheima, d, a]

        //public E set(int index, E element):用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。
        //把最后一个a,替换为A
        String setE = list.set(4, "A");
        System.out.println("被替换的元素:"+setE);//被替换的元素:a
        System.out.println(list);//[a, b, itheima, d, A]

        //List集合遍历有3种方式
        //使用普通的for循环
        for(int i=0; i<list.size(); i++){
            //public E get(int index):返回集合中指定位置的元素。
            String s = list.get(i);
            System.out.println(s);
        }
        System.out.println("-----------------");
        //使用迭代器
        Iterator<String> it = list.iterator();
        while(it.hasNext()){
            String s = it.next();
            System.out.println(s);
        }
        System.out.println("-----------------");
        //使用增强for
        for (String s : list) {
            System.out.println(s);
        }

        String r = list.get(5);//IndexOutOfBoundsException: Index 5 out-of-bounds for length 5
        System.out.println(r);

    }
}

Demo01List

3.2 LinkedList集合

java.util.LinkedList集合数据存储的结构是链表结构。方便元素添加、删除的集合。

LinkedList是一个双向链表，那么双向链表是什么样子的呢，我们用个图了解下

实际开发中对一个集合元素的添加与删除经常涉及到首尾操作，而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。这些方法我们作为了解即可：

• public void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
• public void addLast(E e):将指定元素添加到此列表的结尾。
• public E getFirst():返回此列表的第一个元素。
• public E getLast():返回此列表的最后一个元素。
• public E removeFirst():移除并返回此列表的第一个元素。
• public E removeLast():移除并返回此列表的最后一个元素。
• public E pop():从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。
• public void push(E e):将元素推入此列表所表示的堆栈。
• public boolean isEmpty()：如果列表不包含元素，则返回true。

LinkedList是List的子类，List中的方法LinkedList都是可以使用，这里就不做详细介绍，我们只需要了解LinkedList的特有方法即可。在开发时，LinkedList集合也可以作为堆栈，队列的结构使用。（了解即可）

import java.util.LinkedList;

/*
    java.util.LinkedList集合 implements List接口
    LinkedList集合的特点:
        1.底层是一个链表结构:查询慢,增删快
        2.里边包含了大量操作首尾元素的方法
        注意:使用LinkedList集合特有的方法,不能使用多态

        - public void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
        - public void addLast(E e):将指定元素添加到此列表的结尾。
        - public void push(E e):将元素推入此列表所表示的堆栈。

        - public E getFirst():返回此列表的第一个元素。
        - public E getLast():返回此列表的最后一个元素。

        - public E removeFirst():移除并返回此列表的第一个元素。
        - public E removeLast():移除并返回此列表的最后一个元素。
        - public E pop():从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。

        - public boolean isEmpty()：如果列表不包含元素，则返回true。

 */
public class Demo02LinkedList {
    public static void main(String[] args) {
        show03();
    }

    /*
        - public E removeFirst():移除并返回此列表的第一个元素。
        - public E removeLast():移除并返回此列表的最后一个元素。
        - public E pop():从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。此方法相当于 removeFirst
     */
    private static void show03() {
        //创建LinkedList集合对象
        LinkedList<String> linked = new LinkedList<>();
        //使用add方法往集合中添加元素
        linked.add("a");
        linked.add("b");
        linked.add("c");
        System.out.println(linked);//[a, b, c]

        //String first = linked.removeFirst();
        String first = linked.pop();
        System.out.println("被移除的第一个元素:"+first);
        String last = linked.removeLast();
        System.out.println("被移除的最后一个元素:"+last);
        System.out.println(linked);//[b]
    }

    /*
        - public E getFirst():返回此列表的第一个元素。
        - public E getLast():返回此列表的最后一个元素。
     */
    private static void show02() {
        //创建LinkedList集合对象
        LinkedList<String> linked = new LinkedList<>();
        //使用add方法往集合中添加元素
        linked.add("a");
        linked.add("b");
        linked.add("c");

        //linked.clear();//清空集合中的元素 在获取集合中的元素会抛出NoSuchElementException

        //public boolean isEmpty()：如果列表不包含元素，则返回true。
        if(!linked.isEmpty()){
            String first = linked.getFirst();
            System.out.println(first);//a
            String last = linked.getLast();
            System.out.println(last);//c
        }
    }

    /*
        - public void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
        - public void addLast(E e):将指定元素添加到此列表的结尾。
        - public void push(E e):将元素推入此列表所表示的堆栈。此方法等效于 addFirst(E)。
     */
    private static void show01() {
        //创建LinkedList集合对象
        LinkedList<String> linked = new LinkedList<>();
        //使用add方法往集合中添加元素
        linked.add("a");
        linked.add("b");
        linked.add("c");
        System.out.println(linked);//[a, b, c]

        //public void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
        //linked.addFirst("www");
        linked.push("www");
        System.out.println(linked);//[www, a, b, c]

        //public void addLast(E e):将指定元素添加到此列表的结尾。此方法等效于 add()
        linked.addLast("com");
        System.out.println(linked);//[www, a, b, c, com]
    }
}

Demo02LinkedList

10_Vector集合

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第四章 Set接口

java.util.Set接口和java.util.List接口一样，同样继承自Collection接口，它与Collection接口中的方法基本一致，并没有对Collection接口进行功能上的扩充，只是比Collection接口更加严格了。与List接口不同的是，Set接口中元素无序、无索引，并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。

Set集合有多个子类，这里我们介绍其中的java.util.HashSet、java.util.LinkedHashSet这两个集合。

tips:Set集合取出元素的方式可以采用：迭代器、增强for。

4.1 HashSet集合介绍

java.util.HashSet是Set接口的一个实现类，它所存储的元素是不可重复的，并且元素都是无序的(即存取顺序不一致)。java.util.HashSet底层的实现其实是一个java.util.HashMap支持，由于我们暂时还未学习，先做了解。

HashSet是根据对象的哈希值来确定元素在集合中的存储位置，因此具有良好的存取和查找性能。保证元素唯一性的方式依赖于：hashCode与equals方法。

/*
    java.util.Set接口 extends Collection接口
    Set接口的特点:
        1.不允许存储重复的元素
        2.没有索引,没有带索引的方法,也不能使用普通的for循环遍历
    java.util.HashSet集合 implements Set接口
    HashSet特点:
         1.不允许存储重复的元素
         2.没有索引,没有带索引的方法,也不能使用普通的for循环遍历
         3.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
         4.底层是一个哈希表结构(查询的速度非常的快)
 */
public class Demo01Set {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        //使用add方法往集合中添加元素
        set.add(1);
        set.add(3);
        set.add(2);
        set.add(1);
        //使用迭代器遍历set集合
        Iterator<Integer> it = set.iterator();
        while (it.hasNext()){
            Integer n = it.next();
            System.out.println(n);//1,2,3
        }
        //使用增强for遍历set集合
        System.out.println("-----------------");
        for (Integer i : set) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

public class Demo01Set

12_哈希值

4.2 HashSet集合存储数据的结构（哈希表）

什么是哈希表呢？

在JDK1.8之前，哈希表底层采用数组+链表实现，即使用链表处理冲突，同一hash值的链表都存储在一个链表里。但是当位于一个桶中的元素较多，即hash值相等的元素较多时，通过key值依次查找的效率较低。而JDK1.8中，哈希表存储采用数组+链表+红黑树实现，当链表长度超过阈值（8）时，将链表转换为红黑树，这样大大减少了查找时间。

简单的来说，哈希表是由数组+链表+红黑树（JDK1.8增加了红黑树部分）实现的，如下图所示。

看到这张图就有人要问了，这个是怎么存储的呢？

为了方便大家的理解我们结合一个存储流程图来说明一下：

总而言之，JDK1.8引入红黑树大程度优化了HashMap的性能，那么对于我们来讲保证HashSet集合元素的唯一，其实就是根据对象的hashCode和equals方法来决定的。

如果我们往HashSet集合中存放自定义的对象，那么保证其唯一，就必须覆盖重写hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式。

14_Set集合存储元素不重复的原理

/*
    Set集合不允许存储重复元素的原理
 */
public class Demo02HashSetSaveString {
    public static void main(String[] args) {
        //创建HashSet集合对象
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        String s1 = new String("abc");
        String s2 = new String("abc");
        set.add(s1);
        set.add(s2);
        set.add("重地");
        set.add("通话");
        set.add("abc");
        System.out.println(set);//[重地, 通话, abc]
    }

}

public class Demo02HashSetSaveString

15_HashSet存储自定义类型元素

/*
    HashSet存储自定义类型元素

    set集合报错元素唯一:
        存储的元素(String,Integer,...Student,Person...),必须重写hashCode方法和equals方法

    要求:
        同名同年龄的人,视为同一个人,只能存储一次
 */
public class Demo03HashSetSavePerson {
    public static void main(String[] args) {
        //创建HashSet集合存储Person
        HashSet<Person> set = new HashSet<>();
        Person p1 = new Person("小美女",18);
        Person p2 = new Person("小美女",18);
        Person p3 = new Person("小美女",19);
        System.out.println(p1.hashCode());//
        System.out.println(p2.hashCode());//

        System.out.println(p1==p2);//false
        System.out.println(p1.equals(p2));//false
        set.add(p1);
        set.add(p2);
        set.add(p3);
        System.out.println(set);
    }

}

public class Demo03HashSetSavePerson

16_LinkedHashSet集合

/*
    java.util.LinkedHashSet集合 extends HashSet集合
    LinkedHashSet集合特点:
        底层是一个哈希表(数组+链表/红黑树)+链表:多了一条链表(记录元素的存储顺序),保证元素有序
 */
public class Demo04LinkedHashSet {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        set.add("www");
        set.add("abc");
        set.add("abc");
        set.add("itcast");
        System.out.println(set);//[abc, www, itcast] 无序,不允许重复

        LinkedHashSet<String> linked = new LinkedHashSet<>();
        linked.add("www");
        linked.add("abc");
        linked.add("abc");
        linked.add("itcast");
        System.out.println(linked);//[www, abc, itcast] 有序,不允许重复
    }
}

public class Demo04LinkedHashSet

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17_可变参数 

1.9 可变参数

在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，我们可以对其简化成如下格式：

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型... 形参名){ }

其实这个书写完全等价与

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型[] 形参名){ }

只是后面这种定义，在调用时必须传递数组，而前者可以直接传递数据即可。

JDK1.5以后。出现了简化操作。... 用在参数上，称之为可变参数。

同样是代表数组，但是在调用这个带有可变参数的方法时，不用创建数组(这就是简单之处)，直接将数组中的元素作为实际参数进行传递，其实编译成的class文件，将这些元素先封装到一个数组中，在进行传递。这些动作都在编译.class文件时，自动完成了。

注意：如果在方法书写时，这个方法拥有多参数，参数列表中包含唯一 一个可变参数，该可变参数一定要写在参数列表的末尾位置。

/*
    可变参数:是JDK1.5之后出现的新特性
    使用前提:
        当方法的参数列表数据类型已经确定,但是参数的个数不确定,就可以使用可变参数.
    使用格式:定义方法时使用
        修饰符 返回值类型 方法名(数据类型...变量名){}
    可变参数的原理:
        可变参数底层就是一个数组,根据传递参数个数不同,会创建不同长度的数组,来存储这些参数
        传递的参数个数,可以是0个(不传递),1,2...多个

 */
public class Demo01VarArgs {
    public static void main(String[] args) {
        //int i = add();
        //int i = add(10);
        int i = add(10,20);
        //int i = add(10,20,30,40,50,60,70,80,90,100);
        System.out.println(i);

        method("abc",5.5,10,1,2,3,4);
    }

    /*
        可变参数的注意事项
            1.一个方法的参数列表,只能有一个可变参数
            2.如果方法的参数有多个,那么可变参数必须写在参数列表的末尾
     */
    /*public static void method(int...a,String...b){

    }*/

    /*public static void method(String b,double c,int d,int...a){
    }*/

    //可变参数的特殊(终极)写法
    public static void method(Object...obj){

    }

    /*
        定义计算(0-n)整数和的方法
        已知:计算整数的和,数据类型已经确定int
        但是参数的个数不确定,不知道要计算几个整数的和,就可以使用可变参数
        add(); 就会创建一个长度为0的数组, new int[0]
        add(10); 就会创建一个长度为1的数组,存储传递来过的参数 new int[]{10};
        add(10,20); 就会创建一个长度为2的数组,存储传递来过的参数 new int[]{10,20};
        add(10,20,30,40,50,60,70,80,90,100); 就会创建一个长度为2的数组,存储传递来过的参数 new int[]{10,20,30,40,50,60,70,80,90,100};
     */
    public static int add(int...arr){
        //System.out.println(arr);//[I@2ac1fdc4 底层是一个数组
        //System.out.println(arr.length);//0,1,2,10
        //定义一个初始化的变量,记录累加求和
        int sum = 0;
        //遍历数组,获取数组中的每一个元素
        for (int i : arr) {
            //累加求和
            sum += i;
        }
        //把求和结果返回
        return sum;
    }

    //定义一个方法,计算三个int类型整数的和
    /*public static int add(int a,int b,int c){
        return a+b+c;
    }*/

    //定义一个方法,计算两个int类型整数的和
    /*public static int add(int a,int b){
        return a+b;
    }*/
}

public class Demo01VarArgs

---

第五章 Collections

5.1 常用功能

java.utils.Collections是集合工具类，用来对集合进行操作。部分方法如下：

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

• public static void shuffle(List<?> list) 打乱顺序:打乱集合顺序。
• public static <T> void sort(List<T> list):将集合中元素按照默认规则排序。
• public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> ):将集合中元素按照指定规则排序。

代码演示：

/*
    - java.utils.Collections是集合工具类，用来对集合进行操作。部分方法如下：
        - public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements):往集合中添加一些元素。
        - public static void shuffle(List<?> list) 打乱顺序:打乱集合顺序。
 */
public class Demo01Collections {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        //往集合中添加多个元素
        /*list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("d");
        list.add("e");*/

        //public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements):往集合中添加一些元素。
        Collections.addAll(list,"a","b","c","d","e");

        System.out.println(list);//[a, b, c, d, e]

        //public static void shuffle(List<?> list) 打乱顺序:打乱集合顺序。
        Collections.shuffle(list);
        System.out.println(list);//[b, d, c, a, e], [b, d, c, a, e]
    }
}

public class Demo01Collections

代码演示之后 ，发现我们的集合按照顺序进行了排列，可是这样的顺序是采用默认的顺序，如果想要指定顺序那该怎么办呢？

public class Person implements Comparable<Person>{
    private String name;
    private int age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", 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;
    }

    //重写排序的规则
    @Override
    public int compareTo(Person o) {
        //return 0;//认为元素都是相同的
        //自定义比较的规则,比较两个人的年龄(this,参数Person)
        //return this.getAge() - o.getAge();//年龄升序排序
        return o.getAge() - this.getAge();//年龄降序排序
    }
}

public class Person implements Comparable

/*
    - java.utils.Collections是集合工具类，用来对集合进行操作。部分方法如下：
        public static <T> void sort(List<T> list):将集合中元素按照默认规则排序。

    注意:
         sort(List<T> list)使用前提
         被排序的集合里边存储的元素,必须实现Comparable,重写接口中的方法compareTo定义排序的规则

    Comparable接口的排序规则:
        自己(this)-参数:升序
 */
public class Demo02Sort {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list01 = new ArrayList<>();
        list01.add(1);
        list01.add(3);
        list01.add(2);
        System.out.println(list01);//[1, 3, 2]

        //public static <T> void sort(List<T> list):将集合中元素按照默认规则排序。
        Collections.sort(list01);//默认是升序

        System.out.println(list01);//[1, 2, 3]

        ArrayList<String> list02 = new ArrayList<>();
        list02.add("a");
        list02.add("c");
        list02.add("b");
        System.out.println(list02);//[a, c, b]

        Collections.sort(list02);
        System.out.println(list02);//[a, b, c]

        ArrayList<Person> list03 = new ArrayList<>();
        list03.add(new Person("张三",18));
        list03.add(new Person("李四",20));
        list03.add(new Person("王五",15));
        System.out.println(list03);//[Person{name='张三', age=18}, Person{name='李四', age=20}, Person{name='王五', age=15}]

        Collections.sort(list03);
        System.out.println(list03);
    }
}

public class Demo02Sort

我们发现还有个方法没有讲，public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> ):将集合中元素按照指定规则排序。接下来讲解一下指定规则的排列。

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", 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;
    }
}

public class Student

/*
    - java.utils.Collections是集合工具类，用来对集合进行操作。部分方法如下：
        public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> ):将集合中元素按照指定规则排序。

     Comparator和Comparable的区别
        Comparable:自己(this)和别人(参数)比较,自己需要实现Comparable接口,重写比较的规则compareTo方法
        Comparator:相当于找一个第三方的裁判,比较两个

    Comparator的排序规则:
        o1-o2:升序
 */
public class Demo03Sort {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list01 = new ArrayList<>();
        list01.add(1);
        list01.add(3);
        list01.add(2);
        System.out.println(list01);//[1, 3, 2]

        Collections.sort(list01, new Comparator<Integer>() {
            //重写比较的规则
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                //return o1-o2;//升序
                return o2-o1;//降序
            }
        });

        System.out.println(list01);

        ArrayList<Student> list02 = new ArrayList<>();
        list02.add(new Student("a迪丽热巴",18));
        list02.add(new Student("古力娜扎",20));
        list02.add(new Student("杨幂",17));
        list02.add(new Student("b杨幂",18));
        System.out.println(list02);

        /*Collections.sort(list02, new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                //按照年龄升序排序
                return o1.getAge()-o2.getAge();
            }
        });*/

        //扩展:了解
        Collections.sort(list02, new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                //按照年龄升序排序
                int result =  o1.getAge()-o2.getAge();
                //如果两个人年龄相同,再使用姓名的第一个字比较
                if(result==0){
                    result =  o1.getName().charAt(0)-o2.getName().charAt(0);
                }
                return  result;
            }

        });

        System.out.println(list02);
    }
}

public class Demo03Sort

2.2 Comparator比较器

我们还是先研究这个方法

public static <T> void sort(List<T> list):将集合中元素按照默认规则排序。

不过这次存储的是字符串类型。

java public class CollectionsDemo2 { public static void main(String[] args) { ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("cba"); list.add("aba"); list.add("sba"); list.add("nba"); //排序方法 Collections.sort(list); System.out.println(list); } }

结果：

[aba, cba, nba, sba]

我们使用的是默认的规则完成字符串的排序，那么默认规则是怎么定义出来的呢？

说到排序了，简单的说就是两个对象之间比较大小，那么在JAVA中提供了两种比较实现的方式，一种是比较死板的采用java.lang.Comparable接口去实现，一种是灵活的当我需要做排序的时候在去选择的java.util.Comparator接口完成。

那么我们采用的public static <T> void sort(List<T> list)这个方法完成的排序，实际上要求了被排序的类型需要实现Comparable接口完成比较的功能，在String类型上如下：

java public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {

String类实现了这个接口，并完成了比较规则的定义，但是这样就把这种规则写死了，那比如我想要字符串按照第一个字符降序排列，那么这样就要修改String的源代码，这是不可能的了，那么这个时候我们可以使用

public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> )方法灵活的完成，这个里面就涉及到了Comparator这个接口，位于位于java.util包下，排序是comparator能实现的功能之一,该接口代表一个比较器，比较器具有可比性！顾名思义就是做排序的，通俗地讲需要比较两个对象谁排在前谁排在后，那么比较的方法就是：

• public int compare(String o1, String o2)：比较其两个参数的顺序。

两个对象比较的结果有三种：大于，等于，小于。

如果要按照升序排序， 则o1 小于o2，返回（负数），相等返回0，01大于02返回（正数） 如果要按照降序排序 则o1 小于o2，返回（正数），相等返回0，01大于02返回（负数）

操作如下:

java public class CollectionsDemo3 { public static void main(String[] args) { ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("cba"); list.add("aba"); list.add("sba"); list.add("nba"); //排序方法 按照第一个单词的降序 Collections.sort(list, new Comparator<String>() { @Override public int compare(String o1, String o2) { return o2.charAt(0) - o1.charAt(0); } }); System.out.println(list); } }

结果如下：

[sba, nba, cba, aba]

2.3 简述Comparable和Comparator两个接口的区别。

Comparable：强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。这种排序被称为类的自然排序，类的compareTo方法被称为它的自然比较方法。只能在类中实现compareTo()一次，不能经常修改类的代码实现自己想要的排序。实现此接口的对象列表（和数组）可以通过Collections.sort（和Arrays.sort）进行自动排序，对象可以用作有序映射中的键或有序集合中的元素，无需指定比较器。

Comparator强行对某个对象进行整体排序。可以将Comparator 传递给sort方法（如Collections.sort或 Arrays.sort），从而允许在排序顺序上实现精确控制。还可以使用Comparator来控制某些数据结构（如有序set或有序映射）的顺序，或者为那些没有自然顺序的对象collection提供排序。

=========================================

end