Java学习笔记之集合3

0x00 概述

本篇主要涉及Java知识点有Map集合，Collections集合工具类和一个斗地主的案例。

0x01 Map集合

1.1 Map集合概述和特点

• Map集合概述

interface Map<k, V> K:键的类型； V:值的类型

• Map集合的特点

　　　　键值对映射关系

　　　　一个键对应一个值

　　　　键不能重复，值可以重复

　　　　元素存取无序

Map集合的基本使用

package MapDemo1;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class MapDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

        // V put(K key, V value) 将指定的值与该映射中的指定键相关联
        map.put("001", "Alice");
        map.put("002", "Bob");
        map.put("003", "Charlie");
        map.put("004", "Delta");

        // 输出集合对象
        System.out.println(map);
    }
}

1.2 Map集合的基本功能

• 方法介绍

 示例

package MapDemo2;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class MapDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

        // V put(K key, V value): 添加元素
        map.put("001", "Alice");
        map.put("002", "Bob");
        map.put("003", "Charlie");
        map.put("004", "Delta");

        // V remove(Object key): 根据键删除键值对元素
        // System.out.println(map.remove("001"));
        // System.out.println(map.remove("001"));

        // void clear(): 移除所有的键值对元素
        // map.clear();
        // System.out.println(map);

        // boolean containsKey(Object key): 判断集合是否包含指定的键
        // System.out.println(map.containsKey("004"));
        // System.out.println(map.containsKey("003"));

        // boolean isEmpty(): 判断集合是否为空
        // System.out.println(map.isEmpty());

        // int size(): 集合的长度，也就是集合中键值对的个数
        System.out.println(map.size());

        // 输出集合对象
        System.out.println(map);

    }
}

1.3 Map集合的获取功能

• 方法介绍

 示例

package MapDemo3;

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

public class MapDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

        // 添加元素
        map.put("001", "Alice");
        map.put("002", "Bob");
        map.put("003", "Charlie");

        // V get(Object key): 根据键获取值
        // System.out.println(map.get("001"));
        // System.out.println(map.get("002"));

        // Set<K> keySet(): 获取所有键的集合
        /*
        Set<String> keySet = map.keySet();
        for (String key : keySet) {
            System.out.println(key);
        }
         */

        // Collection<V> values(): 获取所有值的集合
        Collection<String> values = map.values();
        for(String value: values) {
            System.out.println(value);
        }
    }
}

1.4 Map集合的遍历方式1

• 遍历思路

　　　　我们刚才存储的元素都是成对出现的，所有我们把Map看成是一个夫妻对的集合

　　　　把所有的丈夫给集中起来

　　　　遍历丈夫的集合，获取到每一个丈夫

　　　　根据丈夫去找对应的妻子

• 步骤分析

　　　　获取所有键的集合，用KeySet()方法实现

　　　　遍历键的集合，获取到每一个键，用增强for实现

　　　　根据键去找值，用get(Object key)方法实现

示例

package MapDemo4;

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

public class MapDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

        // 添加元素
        map.put("001", "Alice");
        map.put("002", "Bob");
        map.put("003", "Charlie");

        // 获取所有键的集合，用keySet()方法实现
        Set<String> keyset = map.keySet();
        // 遍历键的集合，获取到每一个键，用增强for实现
        for (String key : keyset) {
            String value = map.get(key);
            System.out.println(key + ", " + value);
        }
    }
}

1.5 Map集合的遍历方式2

• 遍历思路

　　我们刚才存储的元素都是成对出现的，所以我们把Map看成是一个夫妻对的组合

　　　　获取所有结婚证的集合

　　　　遍历结婚证的集合，得到每一个结婚证

　　　　根据结婚证获取丈夫和妻子

• 步骤分析

　　获取所有键值对对象和集合

　　　　Set<Map.Entry<K,V>> entrySet():获取所有键值对对象的结合

　　遍历键值对对象的集合，得到每一个键值对对象

　　　　用增强for实现，得到每一个Map.Entry

　　根据键值对对象获取键和值

　　　　用getKey()得到键

　　　　用getValue()得到值

示例

package MapDemo5;

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

public class MapDemo5 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

        // 添加元素
        map.put("001", "Alice");
        map.put("002", "Bob");
        map.put("003", "Charlie");
        map.put("004", "Delta");

        // 获取所有键值对对象的集合
        Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
        // 遍历键值对对象的集合，得到每一个键值对对象
        for (Map.Entry<String, String> me : entrySet) {
            // 根据键值对对象获取键和值
            String key = me.getKey();
            String value = me.getValue();
            System.out.println(key + ", " + value);
        }
    }
}

1.6 Map集合的案例

1.6.1 HashMap集合练习之键是String值是Student

需求：创建一个HashMap集合，键是学号(String)，值是学生对象(Student)。存储三个键值对元素，并遍历

示例

package MapTest1;

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

/*
    需求：
        创建一个HashMap集合，键是学号(String)，值是学生对象(Student),存储三个键值对元素并遍历

    思路：
        1. 定义学生类
        2. 创建HashMap集合对象
        3. 创建学生对象
        4. 把学生添加到集合
        5. 遍历集合
            方式1：键找值
            方式2：键值对对象找键和值
 */
public class HashMapDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建HashMap集合对象
        HashMap<String, Student> hm = new HashMap<String, Student>();

        // 创建学生对象
        Student s1 = new Student("Alice", 13);
        Student s2 = new Student("Bob", 14);
        Student s3 = new Student("Charlie", 12);
        Student s4 = new Student("Delta", 15);

        hm.put("001", s1);
        hm.put("002", s2);
        hm.put("003", s3);
        hm.put("004", s4);

        // 方式1： 键找值
        Set<String> keySet = hm.keySet();
        for (String key : keySet) {
            Student student = hm.get(key);
            System.out.println(key + ", " + student.getName() + ", " + student.getAge());
        }

        System.out.println("-------------------");

        // 方式2： 键值对对象找键和值
        Set<Map.Entry<String, Student>> entrySet = hm.entrySet();
        for (Map.Entry<String, Student> me : entrySet) {
            String key = me.getKey();
            Student value = me.getValue();
            System.out.println(key + ", " + value.getName() + ", " + value.getAge());
        }
    }
}

1.6.2 HashMap集合练习之键是Student值是String

需求：

　　创建一个HashMap集合，键是学生对象(Student)，值是居住地(String)，存储多个元素并遍历

　　要求保证键的唯一性，如果学生对象的成员变量值相同，我们就认为是同一个对象

示例

package MapTest2;

import java.util.HashMap;
import java.util.Set;

public class HashMapDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建HashMap集合对象
        HashMap<Student, String> hm = new HashMap<Student, String>();

        // 创建学生对象
        Student s1 = new Student("Alice", 13);
        Student s2 = new Student("Bob", 14);
        Student s3 = new Student("Charlie", 13);
        Student s4 = new Student("Delta", 15);

        // 把学生添加到集合
        hm.put(s1, "北京");
        hm.put(s2, "上海");
        hm.put(s3, "广州");
        hm.put(s4, "南京");

        // 遍历集合
        Set<Student> keySet = hm.keySet();
        for (Student key : keySet) {
            String address = hm.get(key);
            System.out.println(key.getName() + ", " + key.getAge() + ", " + address);
        }
    }
}

1.6.3 集合嵌套值ArrayList嵌套HashMap

 需求：

　　创建一个ArrayList集合，存储三个元素，每一个元素都是HashMap

　　每一个HashMap的键和值都是String，并遍历

示例

package MapTest3;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Set;

public class ArrayListIncludeHashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建ArrayList集合
        ArrayList<HashMap<String, String>> arr = new ArrayList<HashMap<String, String>>();

        // 创建HashMap集合，并添加键值对元素
        HashMap<String, String> hm1 = new HashMap<String, String>();
        hm1.put("Alice", "Bob");
        hm1.put("Charlie", "Echo");
        arr.add(hm1);

        HashMap<String, String> hm2 = new HashMap<String, String>();
        hm2.put("Zodiac", "Scarlet");
        hm2.put("Harry", "Jessie");
        arr.add(hm2);

        HashMap<String, String> hm3 = new HashMap<String, String>();
        hm3.put("Leo", "Lucy");
        hm3.put("Carl", "Kate");
        arr.add(hm3);

        // 遍历ArrayList集合
        for (HashMap<String, String> hm : arr) {
            Set<String> keySet = hm.keySet();
            for (String key : keySet) {
                String value = hm.get(key);
                System.out.println(key + ", " + value);
            }
        }
    }
}

1.6.4 集合嵌套值HashMap嵌套ArrayList

需求：

　　创建一个HashMap集合，存储三个键值对元素，每一个键值对元素的键是String，值是ArrayList

　　每一ArrayList的元素是String，并遍历

示例

package MapTest4;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Set;

public class HashMapIncludeArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建HashMap集合
        HashMap<String, ArrayList<String>> hm = new HashMap<String, ArrayList<String>>();

        // 创建ArrayList集合，并添加集合
        ArrayList<String> arr1 = new ArrayList<String>();
        arr1.add("Alice");
        arr1.add("Bob");
        hm.put("part1", arr1);

        // 创建ArrayList集合，并添加合集
        ArrayList<String> arr2 = new ArrayList<String>();
        arr2.add("Charlie");
        arr2.add("Delta");
        hm.put("part2", arr2);

        // 遍历HashMap集合
        Set<String> keySet = hm.keySet();
        for (String key : keySet) {
            System.out.println(key);
            ArrayList<String> strings = hm.get(key);
            for (String s : strings) {
                System.out.println("\t" + s);
            }
        }
    }
}

1.6.5 统计字符串中每个字符出现的次数

 需求：

　　键盘录入一个字符串，要求统计字符串中每个字符出现的次数

　　输出样式 "a(5)b(3)c(6)"

示例

package HashMapDemo;

import apple.laf.JRSUIUtils;

import java.util.HashMap;
import java.util.Scanner;
import java.util.Set;
import java.util.TreeMap;

public class HashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 键盘录入一个字符串
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入第一字符串：");
        String line = sc.nextLine();

        // 创建HashMap集合，键是Character，值是Integer
        // HashMap<Character, Integer> hm = new HashMap<Character, Integer>();
        TreeMap<Character, Integer> hm = new TreeMap<Character, Integer>();
        
        // 遍历字符串，得到每一个字符
        for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
            char key = line.charAt(i);

            // 拿到的每一个字符串作为键到HashMap集合中去找对应的值，看其返回值
            Integer value = hm.get(key);

            if (value == null) {
                // 如果返回值是null：说明该字符在HashMap集合中不存在，就把该字符作为键，1作为值存储
                hm.put(key, 1);
            } else {
                // 如果返回值不是null：说明该字符在HashMap中已存在，把该值加1，然后重新存储该字符和对应的值
                value++;
                hm.put(key, value);
            }
        }

        // 遍历HashMap集合，得到键和值，按照要求进行拼接
        StringBuilder sb = new StringBuilder();

        Set<Character> keySet = hm.keySet();
        for (Character key : keySet) {
            Integer value = hm.get(key);
            sb.append(key).append("(").append(value).append(")");
        }

        String result = sb.toString();

        System.out.println(result);
    }
}

0x02 Collections集合工具类

2.1 Collections概述和使用

• Collections类的作用

　　　　是针对集合操作的工具类

• Collections类常用方法

 示例

package CollectionDemo1;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class ColllectionDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

        // 添加元素
        list.add(30);
        list.add(20);
        list.add(50);
        list.add(40);
        list.add(10);

        // public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list)
        // 将指定的列表按升序排序
        // Collections.sort(list);

        // public static void reverse(List<?> list)
        // 反转指定列表中元素的顺序
        // Collections.reverse(list);

        // public static void shuffle(List<?> list):
        // 使用默认的随机源随机排列指定的列表
        Collections.shuffle(list);

        System.out.println(list);
    }
}

2.2 ArrayList集合存储学生并排序

 需求：

　　ArrayList存储学生对象，使用Collections对ArrayList进行排序

　　要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序

示例

package CollectionDemo2;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;

public class CollectionDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建ArrayList集合对象
        ArrayList<Student> arr = new ArrayList<Student>();

        // 创建学生对象
        Student s1 = new Student("Charlie", 12);
        Student s2 = new Student("Bob", 14);
        Student s3 = new Student("Alice", 14);
        Student s4 = new Student("Delta", 14);

        arr.add(s1);
        arr.add(s2);
        arr.add(s3);
        arr.add(s4);

        // 使用Collections对ArrayList集合排序
        // sort(List<T> list, comparator<? super T> c)
        Collections.sort(arr, new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                // 按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名的字母排序
                int num = o1.getAge() - o2.getAge();
                int num2 = num == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()):num;
                return num2;
            }
        });

        // 遍历集合
        for (Student s : arr) {
            System.out.println(s.getName() + ", " + s.getAge());
        }

    }
}

0x03 斗地主案例

3.1 模拟斗地主案例-普通版本

需求：通过程序实现斗地主过程中的洗牌，发牌和看牌

示例：

package PokerDemo1;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;

public class PokerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个牌盒，也就是定义一个集合对象，用ArrayList集合实现
        ArrayList<String> arr = new ArrayList<String>();

        // 往牌盒里面装牌
        /*
        ♦️2，♦️3，♦️4...♦️K，♦️A；
        ♠️️2,...
        ♥️2,...
        ♣️2,...
         */

        // 定义花色数组
        String[] colors = {"♦️", "️️️️♠️️", "♥️", "♣️"};

        // 定义点数数组
        String[] numbers = {"2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10",
                "J", "Q", "K", "A"};

        for (String color : colors) {
            for (String number : numbers) {
                arr.add(color + number);
            }
        }

        arr.add("小王");
        arr.add("大王");

        // System.out.println(arr);

        // 洗牌
        Collections.shuffle(arr);
        // System.out.println(arr);

        // 发牌，也就是遍历集合，给3个玩家发牌,
        ArrayList<String> p1 = new ArrayList<String>();
        ArrayList<String> p2 = new ArrayList<String>();
        ArrayList<String> p3 = new ArrayList<String>();
        ArrayList<String> dipai = new ArrayList<String>();

        for (int i = 0; i < arr.size(); i++) {
            String poker = arr.get(i);
            if (i >= arr.size() - 3) {
                dipai.add(poker);
            } else if (i % 3 == 0) {
                p1.add(poker);
            } else if (i % 3 == 1) {
                p2.add(poker);
            } else if (i % 3 == 2) {
                p3.add(poker);
            }
        }

        // 看牌，也就是三位玩家分别遍历自己的牌
        lookPoker("Alice", p1);
        lookPoker("Bob", p2);
        lookPoker("Charlie", p3);
        lookPoker("底牌", dipai);
    }

    public static void lookPoker(String name, ArrayList<String> array) {
        System.out.print(name + "的牌是：");
        for (String poker : array) {
            System.out.print(poker + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

3.2 模拟斗地主案例-升级版本

需求：通过程序实现斗地主过程中的洗牌，发牌和看牌，对牌进行排序

示例

package PokerDemo2;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.TreeSet;

public class PokerDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建HashMap，键是编号，值是牌
        HashMap<Integer, String> hm = new HashMap<Integer, String>();

        // 创建ArrayList，存储编号
        ArrayList<Integer> array = new ArrayList<Integer>();

        // 创建花色组和点数数组
        String[] colors = {"♦️", "♠️", "♥️", "♣️"};
        String[] numbers = {"2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10", "J", "Q", "K", "A"};

        // 从0开始往HashMap里面存储编号，并存储对应的牌，同时往ArrayList里面存储编号
        int index = 0;

        for (String number : numbers) {
            for (String color : colors) {
                hm.put(index, color + number);
                array.add(index);
                index++;
            }
        }

        hm.put(index, "小王");
        array.add(index);
        index++;

        hm.put(index, "大王");
        array.add(index);

        // 洗牌（洗的是编号）
        Collections.shuffle(array);

        // 发牌，发的也是编号，为了保证每个玩家编号是排序的，创建TreeSet集合接收
        TreeSet<Integer> p1 = new TreeSet<Integer>();
        TreeSet<Integer> p2 = new TreeSet<Integer>();
        TreeSet<Integer> p3 = new TreeSet<Integer>();
        TreeSet<Integer> dp = new TreeSet<Integer>();

        for (int i = 0; i < array.size(); i++) {
            int x = array.get(i);
            if (i >= array.size() - 3) {
                dp.add(x);
            } else if (i % 3 == 0) {
                p1.add(x);
            } else if (i % 3 == 1) {
                p2.add(x);
            } else if (i % 3 == 2) {
                p3.add(x);
            }
        }

        // 调用看牌方法
        lookPoker("Alice", p1, hm);
        lookPoker("Bob", p2, hm);
        lookPoker("Charlie", p3, hm);
        lookPoker("dipai", dp, hm);
    }

    public static void lookPoker(String name, TreeSet<Integer> ts, HashMap<Integer, String> hm) {
        System.out.print(name + "的底牌是：");
        for (Integer key : ts) {
            String poker = hm.get(key);
            System.out.print(poker + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}