Bài giảng Lập trình hướng đối tượng - Chương 5: Tập hợp trên Java

Môn: Lập trình Hướng đối tượng(Object Oriented Programming) 
Chương 5. Tập hợp trên Java 
Nội dung 
5.1. Khái niệm về Tập hợp 
5.2. So sánh Tập hợp và mảng 
5.3. Các Lớp Tập hợp trong Java 
5.4. Ứng dụng của Tập hợp trong lập trình 
2 
5.1. Khái niệm về Tập hợp 
Tập hợp dùng lưu trữ, thao tác trên một nhóm các đối tượng. 
Collection/Tập hợp là đối tượng có khả năng chứa các đối tượng khác. 
Các đối tượng của tập hợp có thể thuộc nhiều loại dữ liệu khác nhau 
Các thao tác thông thường trên tập hợp 
Thêm/Xoá đối tượng vào/ra tập hợp 
Kiểm tra một đối tượng có ở trong tập hợp hay không 
Lấy một đối tượng từ tập hợp 
Duyệt các đối tượng trong tập hợp 
Xoá toàn bộ tập hợp 
3 
5.1. Khái niệm về Tập hợp (tt) 
Collections Framework (từ Java 1.2) 
Là một kiến trúc hợp nhất để biểu diễn và thao tác trên các collection. 
Giúp cho việc xử lý các collection độc lập với biểu diễn chi tiết bên trong của chúng. 
Một số lợi ích của Collections Framework 
Giảm thời gian lập trình 
Tăng cường hiệu năng chương trình 
Dễ mở rộng các collection mới 
Sử dụng lại mã chương trình 
4 
5.1. Khái niệm về Tập hợp (tt) 
Collections Framework bao gồm 
Interfaces: Là các interface thể hiện tính chất của các kiểu collection khác nhau như List, Set, Map. 
Implementations: Là các lớp collection có sẵn được cài đặt các collection interfaces. 
Algorithms: Là các phương thức tĩnh để xử lý trên collection, ví dụ: sắp xếp danh sách, tìm phần tử lớn nhất... 
5 
5.1. Khái niệm về Tập hợp (tt) 
Các interfaces của interface Collection, Map 
6 
> 
Map 
> 
SortedMap 
5.1. Khái niệm về Tập hợp (tt) 
Các interfaces của interface Collection 
List 
Lưu trữ các phần tử theo thứ tự được thêm vào 
Truy xuất các phần tử theo chỉ mục(index) 
Các phần tử trong List có thể trùng nhau. 
Set 
Các phần tử trong Set lưu trữ không theo thứ tự đã thêm vào . 
Không chấp nhận các phần tử trùng . 
SortedSet 
Thừa kế từ Set 
Lưu trữ các phần tử theo thứ tự tăng. 
Không chấp nhận các phần tử trùng . 
Queue 
7 
5.1. Khái niệm về Tập hợp (tt) 
8 
Một số phương thức của interface Collection 
5.1. Khái niệm về Tập hợp (tt) 
Một số phương thức của interfaceList: 
9 
5.1. Khái niệm về Tập hợp (tt) 
Interface Set 
Set kế thừa từ Collection, hỗ trợ các thao tác xử lý trên tập hợp (Một tập hợp yêu cầu các phần tử phải không được trùng lặp). 
Set không có thêm phương thức riêng ngoài các phương thức kế thừa từ Collection . 
Interface SortedSet 
SortedSet kế thừa từ Set, hỗ trợ thao tác trên tập hợp các phần tử có thể so sánh được. Các đối tượng đưa vào trong một SortedSet phải implements interface Comparable hoặc lớp cài đặt SortedSet phải nhận một Comparator trên kiểu của đối tượng đó. 
10 
5.1. Khái niệm về Tập hợp (tt) 
Interface SortedSet (tt) 
Một số phương thức của SortedSet: 
11 
5.1. Khái niệm về Tập hợp (tt) 
Interface Map 
Interface Map cung cấp các thao tác xử lý trên các bảng ánh xạ (Bảng ánh xạ lưu các phần tử theo khoá và không được có 2 khoá trùng nhau ). 
MAP lưu trữ dữ liệu theo từng cặp: khóa – giá trị (key-value) 
Các giá trị được lấy từ MAP thông qua khóa của nó. 
Các khóa trong MAP phải duy nhất. 
12 
5.1. Khái niệm về Tập hợp (tt) 
Interface Map 
Các phương thức của interface Map 
13 
5.1. Khái niệm về Tập hợp (tt) 
Interface Map (tt) 
Map cung cấp 3 cách view dữ liệu: 
View các khoá: 
	Set keySet(); // Trả về các khoá 
View các giá trị: 
	Collection values(); // Trả về các giá trị 
View các cặp khoá-giá trị 
	Set entrySet(); // Trả về các cặp khoá-giá trị 
14 
5.1. Khái niệm về Tập hợp (tt) 
Interface SortedMap 
Giao tiếp SortedMap kế thừa từ Map, cung cấp thao tác trên các bảng ánh xạ với khoá có thể so sánh được. 
Giống như SortedSet, các đối tượng khoá đưa vào trong SortedMap phải implements interface Comparable hoặc lớp cài đặt SortedMap phải nhận một Comparator trên đối tượng khoá. 
15 
5.1. Khái niệm về Tập hợp (tt) 
Interface Queue 
Queue: Các phần tử được truy xuất theo thứ tự First In First Out (FIFO ). 
Priority queue ( hàng đợi ưu tiên ): Thứ tự truy xuất các phần tử phụ thuộc vào giá trị của chúng . 
Các phương thức của Queue 
16 
5.2. So sánh Tập hợp và mảng 
Mảng truy xuất 1 cách tuần tự còn tập hợp (có thể) truy xuất theo dạng ngẫu nhiên. 
Mảng chứa 1 loại đối tượng/dữ liệu nhất định. Tập hợp có thể chứa nhiều loại đối tượng/dữ liệu khác nhau. 
D ùng tổ chức dữ liệu theo mảng phải lập trình hoàn toàn , dùng theo kiểu tập hợp xây dựng sẵn của J ava chỉ khai báo và gọ i những phương thức đã được định nghĩa. 
Duyệt các phần tử mảng tuần tự thông qua chỉ số mảng. 
Duyệt các phần tử tập hợp thông qua Iterator. 
17 
5.2. So sánh Tập hợp và mảng (tt) 
Duyệt tập hợp 
Iterator cho phép duyệt các phần tử của một collection. 
Các phương thức của Iterator: 
boolean hasNext(); 
Object next(); 
void remove(); 
18 
... 
Collection c; 
Iterator it = c.iterator(); 
Iterator it = c.iterator(); 
while ( it.hasNext() ) 
{ 
 Point p = (Point) it.next(); 
 System.out.println( p.toString() ); 
} 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java 
19 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java 
1. Lớp ArrayList 
Là một “thực thi” của giao diện List 
Phù hợp khi cần truy xuất ngẫu nhiên các phần tử trong tập hợp . 
20 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java (tt) 
1. Lớp ArrayList (tt) 
21 
Output 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java (tt) 
2. Lớp Vector 
Tương tự ArrayList 
Các phương thức của vector được đồng bộ an toàn khi được sử dụng trong các Thread . 
22 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java (tt) 
3. Lớp LinkedList 
Các phần tử được lưu trữ dạng một danh sách liên kết. 
23 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java (tt) 
3. Lớp LinkedList (tt) 
Các phương thức của lớp LinkedList 
24 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java (tt) 
4. Lớp HashSet 
Thực thi giao diện Set 
Sử dụng Hash Table để lưu dữ liệu . 
Constructor của HashSet 
25 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java (tt) 
5. Lớp LinkedHashSet 
Kết hợp giữa HashSet và LinkedList 
Sử dụng một List để duy trì thứ tự của các phần tử như khi chúng được thêm vào 
26 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java (tt) 
5. Lớp LinkedHashSet, HashSet – Ví dụ 
27 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java (tt) 
6. TreeSet 
Lưu giữ liệu theo cấu trúc “cây”. 
Các phần tử được lưu trữ theo thứ tự tăng dần 
28 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java (tt) 
7. HashMap 
Thực thi giao diện Map 
Ví dụ: 
29 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java (tt) 
8 . TreeMap 
Lưu trữ các phần tử theo cấu trúc cây 
Các phần tử sắp xếp dựa trên giá trị của khóa. 
30 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java (tt) 
8 . TreeMap (tt) 
31 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java (tt) 
9. LinkedHashMap 
Các phần tử trong tập hợp được duy trì thứ tự như khi chúng được thêm vào. 
32 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java (tt) 
10. Lớp PriorityQueue 
Các phần tử được sắp xếp theo thứ tự tự nhiên hoặc dựa vào một comparator . 
Không chấp nhận phần tử có giá trị null. 
33 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java (tt) 
10. Lớp PriorityQueue (tt) 
Các phương thức 
34 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java (tt) 
10. Lớp PriorityQueue (tt) 
35 
Output 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java (tt) 
11. Lớp Arrays (tt) 
36 
Output 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java (tt) 
11. Lớp Arrays 
Chứa các phương thức cho phép thao tác trên mảng (sorting, searching ) 
Các phương thức: 
37 
5.3. Các lớp tập hợp trong Java (tt) 
12. Các lớp bao (wrapper classes) 
Collection chỉ làm việc trên các Object. Những kiểu dữ liệu cơ bản như: byte, short, int, long, double, float, char, boolean không thể đưa được trực tiếp vào Collection mà phải thông qua các lớp bao. 
Các lớp bao: Byte, Short, Int, Long, Double, Float, Char, Boolean . 
Ví dụ: 
Integer intObject = new Integer(9); 
int value = intObject.intValue(); 
38 
5.4. Ứng dụng của Tập hợp trong lập trình 
Bài tập 
Cài đặt các xử lý Exception cần thiết cho các phương thức trong LinkedList, Stack, Queue, Tree. 
Viết chương trình cho phép nhập một xâu ký tự từ bàn phím, sau đó hiển thị xâu này theo thứ tự ngược lại (dùng Stack). 
Viết chương trình cho phép nhập một danh sách sinh viên sau đó sắp xếp danh sách theo thứ tự tăng dần. Dùng ArrayList và Collections.sort (). 
Giải các bài toán ứng dụng trong môn Cấu trúc dữ liệu bằng cách sử dụng Collections Framework. 
39 
40