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javaSE2/day04/day04【Map、补充知识点】.md

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+# day04 【Map、补充知识点】 
+
+### 主要内容
+
+-  Map集合
+-  补充知识点
+
+### 教学目标
+
+- [ ] 能够说出Map集合特点
+- [ ] 使用Map集合添加方法保存数据
+- [ ] 使用”键找值”的方式遍历Map集合
+- [ ] 使用”键值对”的方式遍历Map集合
+- [ ] 能够使用HashMap存储自定义键值对的数据
+- [ ] 能够使用可变参数
+- [ ] 能够使用debug调试程序
+- [ ] 能够理解冒泡排序的原理
+- [ ] 能够使用Arrays数组工具类的常用方法
+- [ ] 能够使用HashMap编写斗地主洗牌发牌案例
+
+## 第一章 Map集合
+
+### 1.1 概述
+
+现实生活中，我们常会看到这样的一种集合：IP地址与主机名，身份证号与个人，系统用户名与系统用户对象等，这种一一对应的关系，就叫做映射。Java提供了专门的集合类用来存放这种对象关系的对象，即`java.util.Map`接口。
+
+我们通过查看`Map`接口描述，发现`Map`接口下的集合与`Collection`接口下的集合，它们存储数据的形式不同，如下图。
+
+![](img\Collection与Map.bmp)
+
+* `Collection`中的集合，元素是孤立存在的（理解为单身），向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。
+* `Map`中的集合，元素是成对存在的(理解为夫妻)。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。
+* `Collection`中的集合称为单列集合，`Map`中的集合称为双列集合。
+* 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。
+
+### 1.2  Map的常用子类
+
+通过查看Map接口描述，看到Map有多个子类，这里我们主要讲解常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。
+
+* **HashMap\<K,V>**：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。由于要保证键的唯一、不重复，需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。
+* **LinkedHashMap\<K,V>**：HashMap下有个子类LinkedHashMap，存储数据采用的哈希表结构+链表结构。通过链表结构可以保证元素的存取顺序一致；通过哈希表结构可以保证的键的唯一、不重复，需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。
+
+> tips：Map接口中的集合都有两个泛型变量\<K,V>,在使用时，要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量\<K,V>的数据类型可以相同，也可以不同。
+>
+
+### 1.3  Map的常用方法
+
+Map接口中定义了很多方法，常用的如下：
+
+* `public V put(K key, V value)`:  把指定的键与指定的值添加到Map集合中。
+* `public V remove(Object key)`: 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除，返回被删除元素的值。
+* `public V get(Object key)` 根据指定的键，在Map集合中获取对应的值。
+* `public Set<K> keySet()`: 获取Map集合中所有的键，存储到Set集合中。
+* `public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()`: 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。
+* `public boolean containKey(Object key)`:判断该集合中是否有此键。
+
+Map接口的方法演示
+
+~~~java
+public class MapDemo {
+    public static void main(String[] args) {
+        //创建 map对象
+        HashMap<String, String>  map = new HashMap<String, String>();
+
+        //添加元素到集合
+        map.put("黄晓明", "杨颖");
+        map.put("文章", "马伊琍");
+        map.put("邓超", "孙俪");
+        System.out.println(map);
+
+        //String remove(String key)
+        System.out.println(map.remove("邓超"));
+        System.out.println(map);
+
+        // 想要查看 黄晓明的媳妇 是谁
+        System.out.println(map.get("黄晓明"));
+        System.out.println(map.get("邓超"));    
+    }
+}
+~~~
+
+> tips:
+>
+> 使用put方法时，若指定的键(key)在集合中没有，则没有这个键对应的值，返回null，并把指定的键值添加到集合中； 
+>
+> 若指定的键(key)在集合中存在，则返回值为集合中键对应的值（该值为替换前的值），并把指定键所对应的值，替换成指定的新值。 
+
+### 1.4   Map的遍历
+
+#### 方式1:键找值方式
+
+通过元素中的键，获取键所对应的值
+
+分析步骤：
+
+1. 获取Map中所有的键，由于键是唯一的，所以返回一个Set集合存储所有的键。方法提示:`keyset()`
+2. 遍历键的Set集合，得到每一个键。
+3. 根据键，获取键所对应的值。方法提示:`get(K key)`
+
+遍历图解：
+
+![](img\Map集合遍历方式一.bmp)
+
+* 
+
+#### 方式2:键值对方式
+
+即通过集合中每个键值对(Entry)对象，获取键值对(Entry)对象中的键与值。
+
+**Entry键值对对象:**
+
+我们已经知道，`Map`中存放的是两种对象，一种称为**key**(键)，一种称为**value**(值)，它们在在`Map`中是一一对应关系，这一对对象又称做`Map`中的一个`Entry(项)`。`Entry`将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象，这样我们在遍历`Map`集合时，就可以从每一个键值对（`Entry`）对象中获取对应的键与对应的值。
+
+在Map集合中也提供了获取所有Entry对象的方法：
+
+- `public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()`: 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。
+
+ 获取了Entry对象 , 表示获取了一对键和值，那么同样Entry中 , 分别提供了获取键和获取值的方法：
+
+- `public K getKey()`：获取Entry对象中的键。
+- `public V getValue()`：获取Entry对象中的值。
+
+操作步骤与图解：
+
+1.  获取Map集合中，所有的键值对(Entry)对象，以Set集合形式返回。方法提示:`entrySet()`。
+
+2.  遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合，得到每一个键值对(Entry)对象。
+3.  通过键值对(Entry)对象，获取Entry对象中的键与值。  方法提示:`getkey() getValue()`     
+
+遍历图解：
+
+![](img\Map集合遍历方式二.bmp)
+
+> tips：Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了。
+>
+
+### 1.5  HashMap存储自定义类型
+
+练习：每位学生（姓名，年龄）都有自己的家庭住址。那么，既然有对应关系，则将学生对象和家庭住址存储到map集合中。学生作为键, 家庭住址作为值。
+
+> 注意，学生姓名相同并且年龄相同视为同一名学生。
+>
+
+编写学生类：
+
+~~~java
+public class Student {
+    private String name;
+    private int age;
+
+    //构造方法
+    //get/set
+    @Override
+    public boolean equals(Object o) {
+        if (this == o)
+            return true;
+        if (o == null || getClass() != o.getClass())
+            return false;
+        Student student = (Student) o;
+        return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);
+    }
+
+    @Override
+    public int hashCode() {
+        return Objects.hash(name, age);
+    }
+}
+~~~
+
+编写测试类：
+
+~~~java 
+public class HashMapTest {
+    public static void main(String[] args) {
+        //1,创建Hashmap集合对象。
+        Map<Student,String> map = new HashMap<Student,String>();
+        //2,添加元素。
+        map.put(new Student("lisi",28), "上海");
+        map.put(new Student("wangwu",22), "北京");
+        map.put(new Student("wangwu",22), "南京");
+        
+        //3,取出元素。键找值方式
+        Set<Student> keySet = map.keySet();
+        for(Student key: keySet){
+            String value = map.get(key);
+            System.out.println(key.toString()+"....."+value);
+        }
+    }
+}
+~~~
+
+* 当给HashMap中存放自定义对象时，如果自定义对象作为key存在，这时要保证对象唯一，必须复写对象的hashCode和equals方法(如果忘记，请回顾HashSet存放自定义对象)。
+* 如果要保证map中存放的key和取出的顺序一致，可以使用`java.util.LinkedHashMap`集合来存放。
+
+### 1.6   LinkedHashMap介绍
+
+我们知道HashMap保证成对元素唯一，并且查询速度很快，可是成对元素存放进去是没有顺序的，那么我们要保证有序，还要速度快怎么办呢？
+
+在HashMap下面有一个子类LinkedHashMap，它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。
+
+~~~java
+public class LinkedHashMapDemo {
+    public static void main(String[] args) {
+        LinkedHashMap<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>();
+        map.put("邓超", "孙俪");
+        map.put("李晨", "范冰冰");
+        map.put("刘德华", "朱丽倩");
+        Set<Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
+        for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
+            System.out.println(entry.getKey() + "  " + entry.getValue());
+        }
+    }
+}
+~~~
+
+结果:
+
+~~~
+邓超  孙俪
+李晨  范冰冰
+刘德华  朱丽倩
+~~~
+
+### 1.7 Map集合练习
+
+**需求：**
+
+计算一个字符串中每个字符出现次数。
+
+**分析：**
+
+1.  获取一个字符串对象
+2.  创建一个Map集合，键代表字符，值代表次数。
+3.  遍历字符串得到每个字符。
+4.  判断Map中是否有该键。
+5.  如果没有，第一次出现，存储次数为1；如果有，则说明已经出现过，获取到对应的值进行++，再次存储。     
+6.  打印最终结果
+
+**方法介绍**
+
+`public boolean containKey(Object key)`:判断该集合中是否有此键。
+
+**代码：**
+
+~~~java
+public class MapTest {
+public static void main(String[] args) {
+        //友情提示
+        System.out.println("请录入一个字符串:");
+        String line = new Scanner(System.in).nextLine();
+        // 定义 每个字符出现次数的方法
+        findChar(line);
+    }
+    private static void findChar(String line) {
+        //1:创建一个集合 存储  字符 以及其出现的次数
+        HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();
+        //2:遍历字符串
+        for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
+            char c = line.charAt(i);
+            //判断 该字符 是否在键集中
+            if (!map.containsKey(c)) {//说明这个字符没有出现过
+                //那就是第一次
+                map.put(c, 1);
+            } else {
+                //先获取之前的次数
+                Integer count = map.get(c);
+                //count++;
+                //再次存入  更新
+                map.put(c, ++count);
+            }
+        }
+        System.out.println(map);
+    }
+}
+~~~
+
+## 第二章 补充知识点
+
+### 2.1 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.
+
+**格式：**
+
+```
+修饰符 返回值类型 方法名(参数类型... 形参名){  }
+```
+
+**代码演示:**
+
+```java
+  public class ChangeArgs {
+    public static void main(String[] args) {
+        int sum = getSum(6, 7, 2, 12, 2121);
+        System.out.println(sum);
+    }
+    public static int getSum(int... arr) {
+   		int sum = 0;
+   	     for (int a : arr) {
+         sum += a;
+        }
+   		 return sum;
+    }
+}
+```
+**注意：**
+
+​	1.一个方法只能有一个可变参数
+
+​	2.如果方法中有多个参数，可变参数要放到最后。
+
+**应用场景: Collections**
+
+​	在Collections中也提供了添加一些元素方法：
+
+​	`public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements)  `:往集合中添加一些元素。
+
+**代码演示:**
+
+```java
+public class CollectionsDemo {
+	public static void main(String[] args) {
+      ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
+      //原来写法
+      //list.add(12);
+      //list.add(14);
+      //list.add(15);
+      //list.add(1000);
+      //采用工具类 完成 往集合中添加元素  
+      Collections.addAll(list, 5, 222, 1，2);
+      System.out.println(list);
+}
+```
+### 2.2 Debug追踪
+
+**使用IDEA的断点调试功能，查看程序的运行过程**                                                                                                                                                            Debug调试窗口介绍
+
+![](img\debug5.png)
+
+### 2.3 数组排序
+
+#### 冒泡排序
+
+##### 冒泡排序概述
+
+- 一种排序的方式，对要进行排序的数据中相邻的数据进行两两比较，将较大的数据放在后面，依次对所有的数据进行操作，直至所有数据按要求完成排序
+- 如果有n个数据进行排序，总共需要比较n-1次
+- 每一次比较完毕，下一次的比较就会少一个数据参与
+
+##### 冒泡排序图解
+
+![5](img/5.png)
+
+##### 冒泡排序代码实现
+
+```java
+/*
+    冒泡排序：
+        一种排序的方式，对要进行排序的数据中相邻的数据进行两两比较，将较大的数据放在后面，
+        依次对所有的数据进行操作，直至所有数据按要求完成排序
+ */
+public class ArrayDemo {
+    public static void main(String[] args) {
+        //定义一个数组
+        int[] arr = {7, 6, 5, 4, 3};
+        System.out.println("排序前：" + arrayToString(arr));
+
+        // 这里减1，是控制每轮比较的次数
+        for (int x = 0; x < arr.length - 1; x++) {
+            // -1是为了避免索引越界，-x是为了调高比较效率
+            for (int i = 0; i < arr.length - 1 - x; i++) {
+                if (arr[i] > arr[i + 1]) {
+                    int temp = arr[i];
+                    arr[i] = arr[i + 1];
+                    arr[i + 1] = temp;
+                }
+            }
+        }
+        System.out.println("排序后：" + arrayToString(arr));
+
+    }
+
+    //把数组中的元素按照指定的规则组成一个字符串：[元素1, 元素2, ...]
+    public static String arrayToString(int[] arr) {
+        StringBuilder sb = new StringBuilder();
+        sb.append("[");
+        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
+            if (i == arr.length - 1) {
+                sb.append(arr[i]);
+            } else {
+                sb.append(arr[i]).append(", ");
+            }
+        }
+        sb.append("]");
+        String s = sb.toString();
+        return s;
+    }
+}
+```
+
+### 2.4 Arrays类
+
+#### 概述
+
+`java.util.Arrays`  此类包含用来操作数组的各种方法，比如排序和搜索等。其所有方法均为静态方法，调用起来非常简单。
+
+#### 操作数组的方法
+
+- `public static String toString(int[] a) ` ：返回指定数组内容的字符串表示形式。
+
+```java
+public static void main(String[] args) {
+  // 定义int 数组
+  int[] arr  =  {7, 6, 5, 4, 3};
+  // 打印数组,输出地址值
+  System.out.println(arr); // [I@2ac1fdc4
+
+  // 数组内容转为字符串
+  String s = Arrays.toString(arr);
+  // 打印字符串,输出内容
+  System.out.println(s); // [7, 6, 5, 4, 3]
+}
+```
+
+- `public static void sort(int[] a)` ：对指定的 int 型数组按数字升序进行排序。
+
+```java
+public static void main(String[] args) {
+  // 定义int 数组
+  int[] arr  =  {7, 6, 5, 4, 3};
+  System.out.println("排序前:"+ Arrays.toString(arr)); // 排序前:[7, 6, 5, 4, 3]
+  // 升序排序
+  Arrays.sort(arr);
+  System.out.println("排序后:"+ Arrays.toString(arr));// 排序后:[3, 4, 5, 6, 7]
+}
+```
+
+
+
+## 第三章  模拟斗地主洗牌发牌
+
+### 3.1 案例介绍
+
+按照斗地主的规则，完成洗牌发牌的动作。
+
+![](img\斗地主.png)
+
+具体规则：
+
+1. 组装54张扑克牌将
+2. 54张牌顺序打乱
+3. 三个玩家参与游戏，三人交替摸牌，每人17张牌，最后三张留作底牌。
+4. 查看三人各自手中的牌（按照牌的大小排序）、底牌
+
+> 规则：手中扑克牌从大到小的摆放顺序：大王,小王,2,A,K,Q,J,10,9,8,7,6,5,4,3
+>
+
+### 3.2 案例需求分析
+
+1.  准备牌：
+
+
+完成数字与纸牌的映射关系：
+
+使用双列Map(HashMap)集合，完成一个数字与字符串纸牌的对应关系(相当于一个字典)。
+
+2.  洗牌：
+
+通过数字完成洗牌发牌
+
+3.  发牌：
+
+将每个人以及底牌设计为ArrayList\<String>,将最后3张牌直接存放于底牌，剩余牌通过对3取模依次发牌。
+
+存放的过程中要求数字大小与斗地主规则的大小对应。
+
+将代表不同纸牌的数字分配给不同的玩家与底牌。
+
+4.  看牌：
+
+通过Map集合找到对应字符展示。
+
+通过查询纸牌与数字的对应关系，由数字转成纸牌字符串再进行展示。
+
+![](img\斗地主分析.png)
+
+### 3.3  实现代码步骤
+
+~~~java
+package com.inmind04;
+
+import java.util.ArrayList;
+import java.util.Collections;
+import java.util.HashMap;
+
+/*
+ * 组合牌
+ * 	  定义一个Map集合用来存储牌号  和 牌 
+ * 	  定义一个List集合用来存储牌号
+ * 	 花色:♥-♠-♦-♣
+ * 	 数字:2-A-K-Q-J-10-9-8-7-6-5-4-3
+ * 洗牌
+ * 		Collections.shuffle(牌号集合)
+ * 发牌
+ * 		三个玩家三个集合
+ * 		发牌号 
+ * 排序
+ * 看牌
+ */
+public class Pooker {
+
+	public static void main(String[] args) {
+		// 定义一个Map集合用来存储牌号  和 牌 
+		HashMap<Integer, String> pookerMap = new HashMap<Integer, String>();
+		//定义一个List集合用来存储牌号
+		ArrayList<Integer> pookerList = new ArrayList<Integer>();
+		
+		String[] colors = "♥-♠-♦-♣".split("-");
+		String[] nums = "2-A-K-Q-J-10-9-8-7-6-5-4-3".split("-");
+		
+		
+		int index = 2;
+		for(String num : nums){
+			for(String color : colors){
+				String thisPooker = color+num;
+//				System.out.println(thisPooker);
+				//将扑克牌放入Map集合
+				pookerMap.put(index, thisPooker);
+				//将牌号放入到pookerList集合中
+				pookerList.add(index);
+				index++;
+			}
+		}
+		
+		
+		//将大王小王添加到集合
+		pookerMap.put(0, "大王");
+		pookerMap.put(1, "小王");
+		pookerList.add(0);
+		pookerList.add(1);
+		
+//		System.out.println(pookerMap);
+//		System.out.println(pookerList);
+		
+		//洗牌
+		Collections.shuffle(pookerList);
+		
+		//发牌
+		ArrayList<Integer> player1 = new ArrayList<Integer>();
+		ArrayList<Integer> player2 = new ArrayList<Integer>();
+		ArrayList<Integer> player3 = new ArrayList<Integer>();
+		ArrayList<Integer> diPai = new ArrayList<Integer>();
+		
+		//遍历牌号的集合 判断索引发牌号
+		for(int i = 0 ;i < pookerList.size() ;i++){
+			Integer pookerNum = pookerList.get(i);
+			
+			if(i>=51)
+				diPai.add(pookerNum);
+			}else if(i % 3 == 0){
+				player1.add(pookerNum);
+			}else if(i % 3 == 1){
+				player2.add(pookerNum);
+			}else if(i % 3 == 2){
+				player3.add(pookerNum);
+			}
+		}
+		
+		
+//		排序
+		
+		Collections.sort(player1);
+		Collections.sort(player2);
+		Collections.sort(player3);
+		Collections.sort(diPai);
+//		System.out.println(player1);
+//		System.out.println(player2);
+//		System.out.println(player3);
+//		System.out.println(diPai);
+		
+		show("柳岩",player1,pookerMap);
+		show("唐嫣",player2,pookerMap);
+		show("金莲",player3,pookerMap);
+		show("底牌",diPai,pookerMap);
+		
+	}
+	//定义方法 看牌
+	public static void show(String name,ArrayList<Integer> player,HashMap<Integer, String> pookerMap ){
+		System.out.print(name+":");
+		for(Integer pookerNum : player){
+			String thisPooker = pookerMap.get(pookerNum);
+			System.out.print(thisPooker+" ");
+		}
+		System.out.println();
+	}
+}
+
+~~~
+
+
+
+ 
+
+ 
+
+