Tiếng Việt

Hướng dẫn Java

Câu lệnh điều khiển Java

Lập trình hướng đối tượng

Lớp nội tại Java

Quản lý tệp Java

Lỗi và ngoại lệ Java

Java Lập trình đa luồng

Đồng bộ hóa Java

Mạng Java

Java Bộ sưu tập

Giao diện Java

Cấu trúc dữ liệu Java

Algorithms của Java Collections

Java nâng cao

Java Lặt vặt

Tham chiếu lớp Java

Hướng dẫn入门 Java Collections Framework

Xin chào các bạnfuture Java wizards! Hôm nay, chúng ta sẽ bắt đầu một hành trình đầy thú vị qua thế giới kỳ diệu của Java Collections. Đừng lo lắng nếu bạn mới bắt đầu học lập trình - tôi sẽ là người hướng dẫn thân thiện của bạn, và chúng ta sẽ cùng nhau bước từng bước. Cuối cùng của bài hướng dẫn này, bạn sẽ có thể sử dụng Java Collections như một chuyên gia!

Java - Collections

Tại sao lại có Collections Framework?

Hãy tưởng tượng bạn đang tổ chức một buổi tiệc (tất nhiên là buổi tiệc lập trình rồi!). Bạn cần theo dõi khách tham gia, đồ ăn vặt và danh sách nhạc. Trong thế giới lập trình, chúng ta thường cần quản lý nhóm đối tượng, giống như quản lý các vật dụng cần thiết cho buổi tiệc. Đó là lúc Java Collections Framework phát huy tác dụng!

Collections Framework cung cấp một kiến trúc thống nhất để đại diện và manipulateg roups của đối tượng. Nó giống như một bộ công cụ siêu tổ chức cho tất cả các nhu cầu về dữ liệu của bạn.

Java Collections Framework: Cơ bản

什么是 Collection?

Trong Java, một Collection là một đối tượng đại diện cho một nhóm đối tượng. Hãy tưởng tượng nó như một容器 có thể chứa nhiều mục. Những mục này có thể là bất kỳ thứ gì - số, chuỗi, đối tượng tùy chỉnh, hoặc thậm chí là các collection khác!

Cấu trúc phân cấp của Collection Framework

Hãy phân chia cấu trúc phân cấp của Collection Framework. Nó giống như một gia đình, nhưng dành cho cấu trúc dữ liệu!

(I)Collection
|
+-------+-------+
|               |
(I)List          (I)Set
|               |
+----+----+     +----+----+
|         |     |         |
ArrayList  LinkedList  HashSet TreeSet

Đừng lo lắng nếu điều này trông có vẻ quá tải. Chúng ta sẽ khám phá từng phần của nó!

Các giao diện của Java Collection

Java cung cấp nhiều giao diện khác nhau để xác định chức năng cốt lõi của các collection. Hãy cùng nhìn vào những giao diện chính:

1. Giao diện Collection

Đây là giao diện gốc trong cấu trúc phân cấp của collection. Nó xác định các thao tác cơ bản mà tất cả các collection nên có.

public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
boolean add(E e);
boolean remove(Object o);
int size();
boolean isEmpty();
void clear();
// ... và nhiều hơn nữa!
}

2. Giao diện List

Một List là một collection có thứ tự (đôi khi được gọi là một chuỗi). Các List có thể chứa các phần tử trùng lặp.

List<String> partyGuests = new ArrayList<>();
partyGuests.add("Alice");
partyGuests.add("Bob");
partyGuests.add("Charlie");
partyGuests.add("Alice");  // Các phần tử trùng lặp được phép!

System.out.println(partyGuests);  // Output: [Alice, Bob, Charlie, Alice]

3. Giao diện Set

Một Set là một collection không thể chứa các phần tử trùng lặp. Nó mô hình hóa khái niệm tập hợp toán học.

Set<String> uniqueSnacks = new HashSet<>();
uniqueSnacks.add("Chips");
uniqueSnacks.add("Popcorn");
uniqueSnacks.add("Chips");  // Phần tử này sẽ không được thêm vào

System.out.println(uniqueSnacks);  // Output: [Chips, Popcorn]

4. Giao diện Map

Mặc dù không phải là một Collection, giao diện Map là một phần của Collections Framework. Nó đại diện cho một ánh xạ giữa các khóa và giá trị.

Map<String, String> guestFavorites = new HashMap<>();
guestFavorites.put("Alice", "Chocolate");
guestFavorites.put("Bob", "Strawberry");
guestFavorites.put("Charlie", "Vanilla");

System.out.println(guestFavorites.get("Bob"));  // Output: Strawberry

Các lớp Collection của Java

Bây giờ chúng ta đã xem xét các giao diện, hãy cùng nhìn vào một số lớp cụ thể thực hiện các giao diện này.

ArrayList

ArrayList giống như một mảng có thể mở rộng. Nó rất tuyệt vời khi bạn cần truy cập nhanh các phần tử theo chỉ số của chúng.

ArrayList<String> playlist = new ArrayList<>();
playlist.add("Stayin' Alive");
playlist.add("Dancing Queen");
playlist.add("Billie Jean");

System.out.println("Bài hát thứ hai: " + playlist.get(1));  // Output: Dancing Queen

LinkedList

LinkedList được thực hiện dưới dạng một danh sách liên kết hai hướng. Nó hiệu quả cho việc thêm hoặc xóa các phần tử từ đầu hoặc cuối danh sách.

LinkedList<String> queue = new LinkedList<>();
queue.addLast("Alice");
queue.addLast("Bob");
queue.addFirst("Charlie");  // Charlie nhảy qua hàng!

System.out.println(queue);  // Output: [Charlie, Alice, Bob]

HashSet

HashSet được thực hiện bằng cách sử dụng một bảng băm. Nó rất tốt cho việc lưu trữ các phần tử duy nhất và cung cấp hiệu suất thời gian không đổi cho các thao tác cơ bản.

HashSet<Integer> luckyNumbers = new HashSet<>();
luckyNumbers.add(7);
luckyNumbers.add(13);
luckyNumbers.add(42);
luckyNumbers.add(7);  // Phần tử này sẽ không được thêm vào

System.out.println(luckyNumbers.contains(13));  // Output: true

TreeSet

TreeSet được thực hiện bằng cách sử dụng một cấu trúc cây. Nó giữ các phần tử của mình được sắp xếp và cung cấp thời gian log(n) cho các thao tác cơ bản.

TreeSet<String> sortedGuests = new TreeSet<>();
sortedGuests.add("Zoe");
sortedGuests.add("Alice");
sortedGuests.add("Bob");

System.out.println(sortedGuests);  // Output: [Alice, Bob, Zoe]

Các thuật toán Collection

Java cung cấp nhiều thuật toán khác nhau để làm việc với các collection. Những phương thức này là các phương thức tĩnh trong lớp Collections. Dưới đây là một số phương thức hữu ích:

Phương thức Mô tả
sort(List) Sắp xếp danh sách theo thứ tự tăng dần
reverse(List) Đảo ngược thứ tự các phần tử trong danh sách
shuffle(List) Trộn ngẫu nhiên các phần tử trong danh sách
max(Collection) Trả về phần tử lớn nhất trong collection
min(Collection) Trả về phần tử nhỏ nhất trong collection
frequency(Collection, Object) Trả về số lượng phần tử trong collection bằng với đối tượng chỉ định

Hãy nhìn một số ví dụ về cách sử dụng chúng:

List<Integer> numbers = new ArrayList<>(Arrays.asList(3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5));

Collections.sort(numbers);
System.out.println("Sắp xếp: " + numbers);  // Output: [1, 1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 9]

Collections.reverse(numbers);
System.out.println("Đảo ngược: " + numbers);  // Output: [9, 6, 5, 5, 4, 3, 2, 1, 1]

System.out.println("Phần tử lớn nhất: " + Collections.max(numbers));  // Output: 9
System.out.println("Phần tử nhỏ nhất: " + Collections.min(numbers));  // Output: 1

System.out.println("Tần suất của 5: " + Collections.frequency(numbers, 5));  // Output: 2

Tóm tắt

Uf! Chúng ta đã bao quát rất nhiều nội dung hôm nay. Hãy tóm tắt những gì chúng ta đã học:

  1. Java Collections Framework cung cấp một kiến trúc thống nhất để đại diện và manipulateg roups của đối tượng.
  2. Các giao diện chính trong khung công tác này là Collection, List, Set và Map.
  3. Các lớp triển khai chính bao gồm ArrayList, LinkedList, HashSet và TreeSet.
  4. Lớp Collections cung cấp các thuật toán hữu ích cho việc làm việc với các collection.

Nhớ rằng, việc thành thạo Java Collections giống như việc học nấu ăn - nó đòi hỏi sự thực hành! Đừng ngại thử nghiệm với các collection và thuật toán khác nhau. Thử implement một quản lý danh sách nhạc, một bộ đếm từ duy nhất, hoặc thậm chí là một sổ địa chỉ đơn giản bằng những gì bạn đã học hôm nay.

Khi chúng ta kết thúc buổi tiệc lập trình này, tôi hy vọng bạn cảm thấy phấn khích về những khả năng mà Java Collections mang lại. Chúng là những công cụ vô cùng mạnh mẽ sẽ làm cho cuộc sống lập trình của bạn trở nên dễ dàng hơn. Vậy hãy tiến lên và thu thập, sắp xếp, và manipulateg như trái tim bạn muốn!

Chúc các bạn lập trình vui vẻ, và hy vọng các collection của bạn luôn được quản lý hiệu quả! ??‍??‍?

Credits: Image by storyset

Hướng Dẫn Trước:
Java - Nhiều dạng
Hướng Dẫn Tiếp Theo:
Java - Giao diện Bộ sưu tập