【蓝桥杯】听闻Java集合有三大家族——Collection与Map总结

🍹前言：

🌈🌈🌈
这是我关于蓝桥杯系列的第4篇文章，其实关于算法的部分并不是很多，大部分的内容都放在了Java语言的基础知识上；希望能够帮助到使用Java参加比赛的同学，将Java这门语言的基础掌握牢固，在比赛之外也能有所收获~
✨✨✨

🌻🌻参加蓝桥杯仅仅会使用数组是远远不够的，很多语言都有自带的数据结构供我们使用，可以极大程度地简化编码。就像使用C++的同学必须熟练掌握STL标准模板库一样，Java城南也有三大家族等着我们探索：List、Set、Map。

☕☕上图中的Java集合并不需要全部掌握，在平时我们只需要掌握以下几个即可：

1. ArrayList——List集合，底层基于数组实现
2. LinkedList——List集合，底层基于链表实现
3. HashSet——Set集合，底层使用哈希表实现
4. TreeSet——Set集合，底层使用二叉树实现
5. HashMap——Map集合，用于存储键值对key-value

🚀题目传送门：

光说不练假把式~这里准备了几道蓝桥杯题库中的题目以供练习👇🏻

（由于List是数组的替代品，使用场景太常见了，所以只给出Set和Map的练习题）

🍑集合详解：

👩🏻‍🏫Java.util包下提供了三个常用的集合接口，分别是List，Set，Map，下面开始逐一介绍~

🍓1.List

📖List接口继承了Collection接口，可以简单的将List当作是一个没有固定长度的数组来使用。

📑List下面有两个实现类最为常用：ArrayList与LinkedList。其中ArrayList的底层是Object[]数组，优势在于可以随机访问，而LinkedList的底层是链表，访问某个元素的效率比ArrayList低，但优势在于需要大量增删改的时候速度很快。

🌈常用方法：

• 构造方法：

  ArrayList array = new ArrayList();
LinkedList array = new LinkedList();

  或者直接使用接口代替具体实现类：

  List array = new ArrayList();
List array = new LinkedList();

  其中中的内容叫做泛型，表示我们在集合中添加的元素只能是泛型所指定的类型，需要注意泛型不能是基本数据类型，要用基本类型的包装类代替。

• 添加元素：void add(E element)

  在指定位置插入元素：void add(int index, E element)，指定位置以及后面的所有元素向后移动一个位置。

• 返回集合的长度：int size()

• 向List中添加另一个集合中的全部元素：

  boolean addAll(Collection c)

  在指定位置插入另一个集合中的全部元素：

  boolean addAll(int index, Collection c)

• 返回List集合中指定索引位置的元素：

  E get(int index)

• 返回list集合中第一次出现o对象的索引位置

  int indexOf(Object o)

  如果list集合中没有o对象，返回-1

• 删除指定索引的元素：E remove(int index)

• 将索引为index位置的元素更改为element元素：E set(int index, E element)

示例代码：🌼

public static void main(String[] args) { List<Integer> array = new ArrayList<>(); array.add(1); array.add(2); array.add(3); System.out.println("现在的List：" + array); array.remove(1); System.out.println("删除下标1的元素：" + array); array.set(0, 666); System.out.println("修改元素：" + array);    }

结果：

现在的List：[1, 2, 3]删除下标1的元素：[1, 3]修改元素：[666, 3]Process finished with exit code 0

⛅怎样遍历List？

1. 同数组一样使用索引遍历：

   for (int i = 0; i < array.size(); i++) { int temp = array.get(i); ...    }

2. 使用for-each增强型for循环遍历：

   for (Integer integer : array) { int temp = integer; ...    }

3. 使用迭代器遍历：

   可以把iterator当作一个指针，初始时指向位置-1，hasNext()判断指针指向的下一个位置是否还有元素，next()将指针向后移动，并返回对应的元素。

   Iterator<Integer> iterator = array.iterator();    while (iterator.hasNext()) { int temp = iterator.next(); ...    }

🍏2.Set

📖Set集合也可以当作数组来用，不过Set集合中不允许存储重复的元素，因此经常使用Set集合去重。

📑Set接口下的两个最为重要的实现类分别是HashSet与TreeSet，HashSet按Hash算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存取和查找性能。底层数据结构是哈希表；TreeSet底层是红黑树，TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。

⭐需要注意的是：

1. HashSet并不具备自动排序的功能，但是有些时候放进HashSet中的元素也会有顺序，然而这只是一种巧合，如果放进去的元素很多，HashSet并不能保证其顺序。

2. TreeSet具备自动排序的功能，将Integer或者Double放进TreeSet会自动帮我们排序，但是如果我们想将对象放进TreeSet，必须要让对象的类继承Comparable接口，并重写compareTo方法，使其具备比较大小的能力，这样TreeSet才知道按什么顺序存储对象。

3. Set中放入对象时需要重写equals方法来定义如何判断两个元素是否相同，其实Set的知识点还是很多的，本文主要面向参加蓝桥杯的同学，所以也不用过于深究，这里只介绍Set的简单使用~

🌈常用方法：

基本上和List相同~

• 构造方法：

  HashSet set = new HashSet();
TreeSet set = new TreeSet();

  或者

  Set set = new TreeSet();
Set set = new HashSet();

• 添加元素：boolean add(E e)，boolean addAll(Collection extends E> c)

• 删除元素：boolean remove(Object o)

• 清空集合：void clear()

• 删除在指定集合中出现的所有元素（差集）：

  boolean removeAll(Collection> c)

• 返回集合长度：int size()

• 判断集合是否为空：boolean isEmpty()

• 判断集合是否包含某个元素或者另一个集合：

  boolean contains(Object o)

  boolean containsAll(Collection> c)

示例代码：🌼

public static void main(String[] args) { TreeSet<Double> set = new TreeSet<>(); set.add(2.3); set.add(6.1); set.add(0.2); System.out.println(set);    }

结果：

[0.2, 2.3, 6.1]Process finished with exit code 0

⛅怎样遍历Set？

Set的遍历方式和List类似，不过Set存储的顺序和放入的顺序不同，不能使用索引访问。

1. 使用for-each循环：

   for (Double aDouble : set) { double temp = aDouble; ...    }

2. 使用迭代器遍历：

   Iterator<Double> iterator = set.iterator();    while (iterator.hasNext()) { double temp = iterator.next(); ...    }

🥥3.Map

📖List与Set中的元素都是单个存储的，而Map中的元素是成对存储的，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。

📑Map接口中最常用的实现类是HashMap，存储数据采用的哈希表结构，元素的存取顺序不能保证一致。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。

🌈常用方法：

• 构造方法：

  Map map = new HashMap()

  由于Map中存储的是键值对key-value，所以泛型有两个，前一个是键，后一个是值，这里的key是String类型，value是Integer类型。

• 存放数据：map.put("张三", 36)

• 获取map长度：int len = map.size()

• 通过key获取value：int age = map.get("张三")

• 通过key删除指定的元素：map.remove("张三")

• 修改key所对应的value值：map.replace("张三", 26)

• 判断map中是否存在某个key或者value：

  boolean bool = map.containsKey("张三")
boolean bool = map.containsValue(26)

示例代码：🌼

public static void main(String[] args) { Map<String, Integer> map = new HashMap<>(); map.put("张三", 36); map.put("李四", 33); map.replace("张三", 37); System.out.println(map);    }

结果：

{李四=33, 张三=37}Process finished with exit code 0

⛅怎样遍历Map？

1. 使用for-each遍历所有的key或者value：

   // 遍历map中的键    for (String str : map.keySet()) { System.out.println(str);    }    // 遍历map中的值    for (Integer age : map.values()) { System.out.println(age);    }

🍺实战演练：

这里准备了两道蓝桥杯的练习题，集合运算与字串统计，以供练习~

👉🏻集合运算：

资源限制

时间限制：1.0s 内存限制：256.0MB

问题描述

输入两个整数集合A、B，求出他们的交集、并集以及B在A中的余集。交集、并集和余集的计算都要求写成一个单独的函数。
　　输入第一行为一个正整数n，表示集合A中的元素个数；第二行有n个按从小到大的顺序输入且互不相同的整数，表示集合A中的元素；第三行为一个正整数m，表示集合B中的元素个数；第四行有m个按从小到大的顺序输入且互不相同的整数，表示集合B中的元素；集合中的所有元素均为int范围内的整数，1≤n,m≤1000。
　　输出第一行按从小到大的顺序输出A、B交集中的所有元素；第二行按从小到大的顺序输出A、B并集中的所有元素；第三行按从小到大的顺序输出B在A中的余集中的所有元素。

样例输入

5
1 2 3 4 5
5
2 4 6 8 10

样例输出

2 4
1 2 3 4 5 6 8 10
1 3 5

👩🏻‍🏫题目让我们分别求集合的交并余，而且输出要有序，所以使用TreeSet；交集可以先遍历其中一个集合，然后判断元素是否在另一个集合中出现，出现则添加至答案；并集直接将两个集合都加入答案即可；余集可以先将A集合全部放入答案，然后遍历B集合，如果元素在A集合中出现则将答案中对于的元素删除。

🍦AC代码（Java）：

import java.util.Scanner;import java.util.Set;import java.util.TreeSet;public class Main {    static Set<Integer> setA = new TreeSet<>();    static Set<Integer> setB = new TreeSet<>();    public static Set<Integer> getIntersection(Set<Integer> setA, Set<Integer> setB) { Set<Integer> res = new TreeSet<>(); for (Integer integer : setA) {     if (setB.contains(integer))  res.add(integer); } return res;    }    public static Set<Integer> getUnion(Set<Integer> setA, Set<Integer> setB) { Set<Integer> res = new TreeSet<>(); res.addAll(setA); res.addAll(setB); return res;    }    public static Set<Integer> getDifference(Set<Integer> setA, Set<Integer> setB) { Set<Integer> res = new TreeSet<>(setA); for (Integer integer : setB) {     res.remove(integer); } return res;    }    public static void main(String[] args) { Scanner sc = new Scanner(System.in); int n = sc.nextInt(); for (int i = 0; i < n; i++) {     int temp = sc.nextInt();     setA.add(temp); } int m = sc.nextInt(); for (int i = 0; i < m; i++) {     int temp = sc.nextInt();     setB.add(temp); } Set<Integer> intersection = getIntersection(setA, setB); for (Integer integer : intersection) {     System.out.print(integer + " "); } System.out.println(""); Set<Integer> union = getUnion(setA, setB); for (Integer integer : union) {     System.out.print(integer + " "); } System.out.println(""); Set<Integer> difference = getDifference(setA, setB); for (Integer integer : difference) {     System.out.print(integer + " "); }    }}

👉🏻字串统计：

问题描述

给定一个长度为n的字符串S，还有一个数字L，统计长度大于等于L的出现次数最多的子串（不同的出现可以相交），如果有多个，输出最长的，如果仍然有多个，输出第一次出现最早的。

输入格式

第一行一个数字L。
　　第二行是字符串S。
　　L大于0，且不超过S的长度。

输出格式

一行，题目要求的字符串。

输入样例1：
　　4
　　bbaabbaaaaa

输出样例1：
　　bbaa

输入样例2：
　　2
　　bbaabbaaaaa

输出样例2：
　　aa

数据规模和约定

n<=60
　　S中所有字符都是小写英文字母。

提示

枚举所有可能的子串，统计出现次数，找出符合条件的那个

👩🏻‍🏫根据提示让我们枚举所有可能，那么不妨使用Map存储每个子串出现的次数，key是子串，value是出现次数，然后不断截取子串统计次数，再加个打擂比较就可以了。

🍦AC代码（Java）：

import java.util.HashMap;import java.util.Map;import java.util.Scanner;public class Main {    public static void main(String[] args) { Scanner sc = new Scanner(System.in); int len = sc.nextInt(); String str = sc.next(); Map<String, Integer> map = new HashMap<>(); //答案默认为str，防止所有子串都出现一次的情况 String res = str; int max = 0; for (int i = len; i <= str.length(); i++) {     for (int j = 0; j <= str.length() - i; j++) {  String subStr = str.substring(j, j + i);  if (map.containsKey(subStr)) {      int count = map.get(subStr);      count++;      map.replace(subStr, count);      //多个子串出现次数相同，选出现早的，还有相同选最长的      if (count > max) {   max = count;   res = subStr;      } else if (count == max) {   res = res.length() >= subStr.length() ? res : subStr;      }  } else {      map.put(subStr, 1);  }     } } System.out.println(res);    }}

🍌🍌🍌
以上就是List，Set与Map的全部内容了，这些都是参加蓝桥杯的必备技能，或者说是学习Java的基石；需要在平时多加练习，多使用Java集合代替数组。祝参加蓝桥杯的Java选手们取得好成绩~
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@作者：Mymel_晗，计科专业大学牲菜狗一枚，请大佬们多多关照~

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