淺談Java中基于集合的應(yīng)用類的教學(xué)設(shè)計

徐秀勤

摘要：本文基于集合學(xué)習(xí)，介紹如何設(shè)計一個比較完善的應(yīng)用類。通過HashSet介紹了在應(yīng)用類中添加equals0方法和hashCode（）方法，通過TreeSa介紹了應(yīng)用類需要實現(xiàn)Comparable接口并實現(xiàn)繼承的compareTo（）方法。

關(guān)鍵詞：集合;類;教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）27-0087-02

集合（Set）是Java中一個很重要的可以用來存儲和處理無重復(fù)元素的高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。比如說可以存儲和處理一個單位的部門名稱，存儲和處理一個國家的省城名稱，或者奧運會時參賽國家的名稱等，這幾個信息的處理都是要求不可重復(fù)的。那么在實際應(yīng)用中，使用集合存儲和處理相關(guān)問題時，應(yīng)該如何設(shè)計這個應(yīng)用類，確保其元素不可重復(fù)存儲呢？

1集合Set

集合Set是一個接口，它繼承了Collection接口中所有的方法。Set接口本身不能實例化，但是可以作為類型使用，只是規(guī)定其實例不能包含重復(fù)的元素。在一個集合中，當(dāng)要添加一個新元素時，要先判斷這個元素的散列碼（hashcode值）在原集合的哈希表中是否存在。如果不存在，則新元素可以立即加入;如果存在，則再檢查equals（）方法，即新元素通過調(diào)用其自身的equals（）方法，跟原集合中所有的元素都進行比較，如果存在結(jié)果為true的情況，則新元素不能加入，否則新元素可以加入。

Set有三個實現(xiàn)的具體的子類，分別是HashSet、Hnked-HashSet和TreeSet，這三個類也是必須確保不能向集合中添加重復(fù)的元素。關(guān)于集合的操作與訪問是集合教學(xué)的一個重要方面，但是本文限于篇幅不作特別介紹。

2散列集HashSet

HashSet是一個實現(xiàn)了Set接口的散列集，可以使用它的無參構(gòu)造方法來創(chuàng)建空的散列集，也可以由一個現(xiàn)有的集合來創(chuàng)建一個散列集。HashSet類的實例用來存儲互不相同的任何元素，但允許null元素。該集合的元素是無序的、高效率的。在教學(xué)過程中，為讓學(xué)生理解這個特點，會創(chuàng)建一個HashSet實例，存放一些字符串對象并輸出集合，具體見【示例1】。

【示例1】主要代碼如下：

Set set=Hew HashSet（）;//創(chuàng)建一個空集合，可以放任何對象

set.add（”南京“）//將字符串對象“南京”存人集合set中

set.add（”南京”）;//這個“南京”不會重復(fù)存入集合中;

set.add（“Nanjing”）;//將字符串對象“Nanjing”存人集合set中

set.add（“nanjing”）;//將字符串對象“nanjing”存人集合set中，注意與“Nanjing”不同

setl.add（12）;//12會被包裝成對象存入集合set中，

svstem.out.println（setl;//輸出集合set中所有元素

上述程序代碼最終運行結(jié)果顯示集合中只有“南京、Nan-jing、nanjing、12”這四個元素。多次運行，會發(fā)現(xiàn)次序有變化，但是元素不變。能達(dá)到這效果的原因是，String類已經(jīng)重寫了equal（）方法與hashCode（）方法，排除了重復(fù)的元素。

那么如果集合set中存儲圓類對象，能確保不重復(fù)嗎？首先設(shè)計【示例2】圓類如下：

class Circle{

private double r;

Circle（double r）{this.r=r;}

//省略r的get、set方法與求面積與周長等其他方法;

pubhc String toString0{return”r=”+r;}//重寫這個方法，顯示圓對象信息

}

在【示例1】的最后輸出語句之前添加兩行相同的代碼"set.add（new Cirlce（5））;”

重新運行【示例1】程序，會發(fā)現(xiàn)輸出的集合元素中會出現(xiàn)兩個“r=5.0”：

為避免上述問題，需要改寫【示例2】的Cidce類，重寫equals（）方法與hashCode（）方法。在講授這個集合內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)掌握了如何正確寫出Circle類的equals方法。由此可以先讓學(xué)生在Cirlce類中正確添加equals（）方法后，再次運行【示例1】，發(fā)現(xiàn)兩個半徑為5的圓依然存在。說明一個類僅僅重寫equals（）方法是不夠的，必須還要重寫hashCode（）方法。該方法原型如下：

public int hashCode（）{}

hashCode（）方法其實就是要求返回一個整型的散列碼（hashCode值）。要求相同對象的散列碼一樣即可，意味著不相同的元素的散列碼可以一樣也可以不一樣。對于一個由半徑值來描述圓的對象，半徑相同其散列碼相同即可。那么直接將半徑取整返回即可，hashCode（）方法代碼如下：

pubhc im hashCode（）{return（inI）r;}

上述代碼表示，假如圓半徑的整數(shù)部分相同，則它們的散列碼相同，在集合中會再去處理equals方法，才能判斷它們究竟算不算相同的對象。例如半徑為5.00000-5.99999，它們的散列碼都是5。如果圓半徑精度要求達(dá)到4位小數(shù)，那么為了提高效率，可以考慮把半徑值擴大后再取整返回即可，修改代碼如下：

public im hashCode（）{return（inI）（r*10000）;}

當(dāng)然還有其他方法，可以利用String類中已經(jīng)實現(xiàn)的hash-Code（）方法，把double類型的r轉(zhuǎn)換成String類型，則可以直接調(diào)用其本身的hashCodeO方法即可。因此Circle類中的hashCode（）方法還可以修改如下：

public int hashCode0{return（r+””）.hashCode（）;J

在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生重寫某個類的hashCode方法總是不知如何下手，其實只要確保某元素重要屬性值相同，其散列碼相同即可。想辦法把類中描述元素的重要屬性值轉(zhuǎn)換成整型數(shù)據(jù)返回或轉(zhuǎn)換成字符串調(diào)用其hashCode（）方法返回即可，非常簡單。

3鏈?zhǔn)郊螸inkedHashSet

LinkedHashSet是HashSet的子類，它支持集合內(nèi)的元素是有序的，不過這個次序是按照集合添加元素的次序的方式排序的。復(fù)制【示例1】得到【示例3】，并修改第一行代碼：

Set set=new LinkedHashSet（）;

其余代碼不變，運行【示例3】，多次運行，發(fā)現(xiàn)輸出的集合中的元素沒有重復(fù)，且與添加的順序一致，這個特點學(xué)生還是比較容易理解并接受的。

4樹形集合TreeSet

Set接口的一個子接口SortedSet可以確保集合中的元素是有序的。TreeSet實現(xiàn)了SortedSet接口，通過無參構(gòu)造方法可以創(chuàng)建一個空的TreeSet對象。只要對象是可以比較的，就可以將它們添加到一個TreeSet對象中。先設(shè)計一個只能添加字符串對象的TreeSet對象，讓學(xué)生理解TreeSet與HashSet的不同特點。

【示例4】主要代碼如下：

Setset=new TreeSet（）;//考慮集合只能存人String對象

set.add（"naniing"）;

在實際應(yīng)用中，如果需要用集合來存儲和處理對象，則該對象的原類除了包含正常封裝的數(shù)據(jù)成員，一些必要的業(yè)務(wù)處理的方法外，還需要重寫hashCode（）和equals（）方法;如果業(yè)務(wù)上還要求需要有序存儲，那么對象的原類還必須實現(xiàn)compara-ble接口，實現(xiàn)從接口繼承的compareTo（）方法。通過集合基本特點的介紹，希望大家對如何設(shè)計一個相對比較完善的應(yīng)用類能有所幫助。

【通聯(lián)編輯：光文玲】