Java集合框架实验报告.docx

Java集合框架实验报告.docx

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Java集合框架实验报告

浙江大学城市学院实验报告

课程名称Java高级程序设计

实验项目名称Java集合框架实验

学生姓名专业班级学号

一、实验目的

1.理解Java集合框架的特点、接口与类之间的关系

2.掌握Java集合框架的List接口，以及List接口的重要实现类LinkedList、ArrayList

3.掌握Java集合框架的Set、SortedSet接口，以及重要实现类HashSet与TreeSet

4.掌握Java集合框架的Map、SortedMap接口及其重要实现类HashMap、TreeMap

5.掌握Java集合框架的Collection与Iterator接口的特点与使用方式

二、实验内容

1、使用List管理对象集合

2、使用Map管理对象集合

3、使用Set管理对象集合

4、设计一个自定义的集合类

三、实验步骤

1、在Eclipse中新建工程（即项目）

2、使用List管理对象集合

1）新建一个包listExample

2）在这个包中新建三个类：

Student类，StudentList类，StudentListTest类。

参考代码：

Student.java,StudentList.java，StudentListTest.java

3）完善上面三个类，相关要求参考源代码程序的注释，即根据要求修改源代码程序，给出具体的实现代码（不使用泛型类）。

voidaddStudent（Studentstudent）{//添加一个学生对象

booleana=true;

for（inti=0;i

Studentstud=（Student）students.get（i）;

if（stud.getId（）.equalsIgnoreCase（student.getId（）））

a=false;

}

if（a==true）

students.add（student）;//修改代码,保证students集合中所有学生对象的id号唯一

}

voiddeleteStudentById（Stringid）{//根据学号删除学生对象

for（inti=0;i

Studentstud=（Student）students.get（i）;

if（stud.getId（）.equalsIgnoreCase（id））

students.remove（stud）;

}

}

voiddeleteStudentByName（Stringname）{//根据姓名删除学生对象

for（inti=0;i

Studentstud=（Student）students.get（i）;

if（stud.getName（）.equalsIgnoreCase（name））

students.remove（stud）;

}

}

voiddeleteStudentByAge（intage）{//根据年龄删除学生对象

for（inti=0;i

Studentstud=（Student）students.get（i）;

if（stud.getAge（）==age）

students.remove（stud）;

}

}

Student[]findByName（Stringname）{

inta=0;

for（inti=0;i

Studentstud=（Student）students.get（i）;

if（stud.getName（）.equalsIgnoreCase（name））

a++;

}

Student[]st=newStudent[a];

intb=0;

for（inti=0;i

Studentstud=（Student）students.get（i）;

if（stud.getName（）.equalsIgnoreCase（name））{

st[b]=stud;

b++;

}

}

returnst;

}

Student[]findByAge（intage）{

inta=0;

for（inti=0;i

Studentstud=（Student）students.get（i）;

if（stud.getAge（）==age）

a++;

}

Student[]st=newStudent[a];

intb=0;

for（inti=0;i

Studentstud=（Student）students.get（i）;

if（stud.getAge（）==age）

{st[b]=stud;b++;}

}

returnst;

}

4）新创建listExample2包，重新设计设计上述程序（新程序都属于这个包），这时需要使用泛型类，即出现的List、ArrayList或LinkedList都使用泛型。

privateListstudents=newArrayList（）;

voiddeleteStudentById（Stringid）{//根据学号删除学生对象

Iteratoriterator=students.iterator（）;

while（iterator.hasNext（））

{

Studentst=（Student）iterator.next（）;

if（st.getId（）==id）iterator.remove（）;

}

}

voiddeleteStudentByName（Stringname）{//根据姓名删除学生对象

Iteratoriterator=students.iterator（）;

while（iterator.hasNext（））

{

Studentst=（Student）iterator.next（）;

if（st.getName（）==name）iterator.remove（）;

}

}

voiddeleteStudentByAge（intage）{//根据年龄删除学生对象

Iteratoriterator=students.iterator（）;

while（iterator.hasNext（））

{

Studentst=（Student）iterator.next（）;

if（st.getAge（）==age）iterator.remove（）;

}

}

ListfindByName（Stringname）{

Liststuds=newArrayList（）;

for（inti=0;i

Studentstud=（Student）students.get（i）;

if（stud.getName（）.equals（name））{

studs.add（stud）;

}

}

returnstuds;

}

ListfindByAge（intage）{

Liststuds=newArrayList（）;

for（inti=0;i

Studentstud=（Student）students.get（i）;

if（stud.getAge（）==age）

studs.add（stud）;

}

returnstuds;

}

3、使用Map管理对象集合

1）新建一个包MapExample

2）在这个包中新建三个类：

Student类，StudentMap类，StudentMapTest类。

参考代码Student.java,StudentMap.java，StudentMapTest.java

3）完善上面三个类，相关要求参考源代码程序的注释，即根据要求修改源代码程序，给出具体的实现代码（不使用泛型类）。

voiddeleteStudentByName（Stringname）{//根据学生姓名删除学生对象

Collectionvalues=students.values（）;

Iteratorit=values.iterator（）;

while（it.hasNext（））{

if（it.next（）.getName（）.equals（name））

it.remove（）;

}

}

voiddeleteStudentByAge（intage）{//根据学生年龄删除学生对象

Collectionvalues=students.values（）;

Iteratorit=values.iterator（）;

while（it.hasNext（））{

if（it.next（）.getAge（）==age）

it.remove（）;

}

}

Student[]findByName（Stringname）{

inta=0;

Collectionvalues=students.values（）;

Iteratorit=values.iterator（）;

while（it.hasNext（））{

if（it.next（）.getName（）.equals（name））

a++;

}

intb=0;

Student[]s=newStudent[a];

Collectionvalues1=students.values（）;

Iteratorit1=values1.iterator（）;

while（it1.hasNext（））{

Studentss=it1.next（）;

if（ss.getName（）.equals（name））

{s[b]=ss;

b++;

}

}

returns;

}

Student[]findByAge（intage）{

inta=0;

Collectionvalues=students.values（）;

Iteratorit=values.iterator（）;

while（it.hasNext（））{

if（it.next（）.getAge（）==age）

a++;

}

intb=0;

Student[]s=newStudent[a];

Collectionvalues1=students.values（）;

Iteratorit1=values1.iterator（）;

while（it1.hasNext（））{

Studentss=it1.next（）;

if（ss.getAge（）==age）

{s[b]=ss;

b++;

}

}

returns;

}

4）新创建MapExample2包，重新设计设计上述程序（新程序都属于这个包），这时需要使用泛型类，即出现的Map、TreeMap或HashMap都使用泛型。

privateMapstudents=newHashMap（）;

voidaddStudent（Studentstudent）{//添加一个学生对象

students.put（newInteger（student.getId（））,student）;

}

StudentfindById（Stringid）{

returnstudents.get（newInteger（id））;

}

4、使用Set管理对象集合

1）新建一个包SetExample

2）在这个包中新建三个类：

Student类，StudentSet类，StudentSetTest类。

参考代码：

这三个类的参考代码见Student.java,StudentSet.java，StudentSetTest.java

3）完善上面三个类，相关要求参考源代码程序的注释，即根据要求修改源代码程序，给出具体的实现代码（不使用泛型类）。

voiddeleteStudentById（Stringid）{//根据学号删除学生对象

for（inti=0;i

Studentstud=（Student）students.toArray（）[i];

if（stud.getId（）.equalsIgnoreCase（id））

students.remove（stud）;

}

}

voiddeleteStudentByName（Stringname）{//根据姓名删除学生对象

for（inti=0;i

Studentstud=（Student）students.toArray（）[i];

if（stud.getName（）.equalsIgnoreCase（name））

students.remove（stud）;

}

}

voiddeleteStudentByAge（intage）{//根据年龄删除学生对象

for（inti=0;i

Studentstud=（Student）students.toArray（）[i];

if（stud.getAge（）==age）

students.remove（stud）;

}

}

Student[]findByName（Stringname）{

inta=0;

for（inti=0;i

Studentstud=（Student）students.toArray（）[i];

if（stud.getName（）.equalsIgnoreCase（name））

a++;

}

Student[]st=newStudent[a];

intb=0;

for（inti=0;i

Studentstud=（Student）students.toArray（）[i];

if（stud.getName（）.equalsIgnoreCase（name））

{

st[b]=stud;

b++;}

}

returnst;

}

Student[]findByAge（intage）{

inta=0;

for（inti=0;i

Studentstud=（Student）students.toArray（）[i];

if（stud.getAge（）==age）

a++;

}

Student[]st=newStudent[a];

intb=0;

for（inti=0;i

Studentstud=（Student）students.toArray（）[i];

if（stud.getAge（）==age）

{st[b]=stud;

b++;}

}

returnst;

}

4）新创建SetExample2包，重新设计设计上述程序（新程序都属于这个包），这时需要使用泛型类，即出现的Set、TreeSet或HashSet都使用泛型。

注意：

Student类实现Comparable接口的作用。

voiddeleteStudentById（Stringid）{//根据学号删除学生对象

Iteratorit=students.iterator（）;

while（it.hasNext（））{

if（it.next（）.getId（）.equalsIgnoreCase（id））

it.remove（）;

}

}

voiddeleteStudentByName（Stringname）{//根据姓名删除学生对象

Iteratorit=students.iterator（）;

while（it.hasNext（））{

if（it.next（）.getName（）.equalsIgnoreCase（name））

it.remove（）;

}

}

voiddeleteStudentByAge（intage）{//根据年龄删除学生对象

Iteratorit=students.iterator（）;

while（it.hasNext（））{

if（it.next（）.getAge（）==age）

it.remove（）;

}

publicclassStudentimplementsComparable//实现Comparable接口对于TreeSet排序有用

{

publicintcompareTo（Objectarg0）{

Studentstud=（Student）arg0;

returnthis.getId（）.compareTo（stud.getId（））;

}

实现是自定义排序功能

5、设计一个自定义的集合类

四.实验结果与分析

1.请说明采用接口变量操作集合对象的方式，并阐述这么做的主要优点。

提示：

在“使用List管理对象集合”的实验中，LinkedList、ArrayList两个类都可以管理一批对象，但是程序中使用List接口变量引用LinkedList、ArrayList对象，即使用如下方式：

privateListstudents=newArrayList（）;

而不是直接使用LinkedList、ArrayList类型变量，比如：

privateArrayListstudents=newArrayList（）;

这样做有什么用意，有什么好处？

这是一种很好的设计模式.一个接口有多种实现，这种写法是java面向对象的一种思想，依赖倒置原则,即依赖于抽象不依赖于实现（具体）。

给调用者提供的应该是接口或者抽象类，而实现者可以实现或者继承接口或者抽象类来满足调用者，这样调用者不必知道实现者怎样操作，实现者也可以根据具体情况去实现，这样去除了耦合。

这就是java设计模式的基础思想之一。

从Java语法上，这种方式是使用接口引用指向具体实现，这样大大提高了代码使用的灵活性。

2.请说明LinkedList、ArrayList有何不同，各自适用于哪些场合？

LinkedList：

采用链表来管理集合的元素。

优点是可以方便地进行元素的增加，删除。

即元素个数变化的代价较小，但是查询性能比数组差。

ArrayList：

使用可变长度的数组来管理集合的元素。

优点是查询性能比链表好，缺点是长度不可变化，删除元素代价大。

LinkedList适用于元素增加删除频繁的场合。

ArrayList适用于查询元素较频繁的场合

3.请说明HashSet，TreeSet有何不同，各自适用于哪些场合？

1、TreeSet中的数据是自动排好序的，不允许放入null值

2、HashSet中的数据是无序的，可以放入null，但只能放入一个null，两者中的值都不能重复，就如数据库中唯一约束

3、HashSet要求放入的对象必须实现HashCode（）方法，放入的对象，是以hashcode码作为标识的，而具有相同内容的String对象，hashcode是一样，所以放入的内容不能重复。

但是同一个类的对象可以放入不同的实例

4.请说明HashMap、TreeMap有何不同，各自适用于哪些场合？

HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找，而TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序，如果你需要得到一个有序的结果你就应该使用TreeMap（HashMap中元素的排列顺序是不固定的）。

5.Iterator与For循环都可以用于遍历集合中的元素，请问有何不同之处。

Iterator：

通用，对于所有集合，使用Iterator性能都一样,客户端自身不维护遍历集合的"指针"，所有的内部状态（如当前元素位置，是否有下一个元素）都由Iterator来维护，而这个Iterator由集合类通过工厂方法生成，因此，它知道如何遍历整个集合。

客户端从不直接和集合类打交道，它总是控制Iterator，向它发送"向前"，"向后"，"取当前元素"的命令，就可以间接遍历整个集合。

For循环：

虽然和Iterator性能差不多，但是在查找链表如LinkedList的时候遍历集合的开销会差别很大!

就以LinkedList来说,用get（i）方法来取元素的主要代码,我们可以看到，LinkedList内的get（i）方法，用了循环方式来返回元素，性能肯定会差.

6.简单地分析比较不同集合类在选用上的主要原则。

List接口可以存储重复的数据。

并且可以基于位置（下标）操作集合。

当增删改频繁的时候用LinkedList。

当查询频繁时用ArrayList

Map接口类似数学中的映射。

对象的管理是一组键-值得映射关系。

主要是适用于数量较多的对象管理。

希望通过KEY快速的查到对应的value。

HashMap是通过哈希表管理的，允许null

TreeMap该