Bài học Java Core 5: Khung bộ sưu tập Java

Thứ Sáu, 21/04/2023

Tram Ho

Java Collections framework là một tập hợp các lớp và giao diện trong Java cung cấp các cấu trúc dữ liệu để lưu trữ, truy xuất và quản lý các đối tượng trong Java. Nó cung cấp một số loại cấu trúc dữ liệu phổ biến như List, Set và Map, cũng như các cấu trúc dữ liệu phức tạp hơn như Queue, Stack và Tree. Java Collections framework có thể được sử dụng để tăng tính hiệu quả, giảm thời gian và chi phí của các hoạt động xử lý dữ liệu trong Java.

Sau đây ta sẽ đi chi tiết các interface của Java Collections framework

1. List

List trong Java là một interface của Java Collection Framework, cung cấp các phương thức để thao tác với danh sách các phần tử. List cho phép lưu trữ các phần tử trùng nhau và theo thứ tự chèn vào.

Một số phương thức cơ bản của List:

add(E element): thêm phần tử vào cuối danh sách.
add(int index, E element): thêm phần tử vào vị trí được chỉ định trong danh sách.
remove(Object obj): xoá phần tử được chỉ định khỏi danh sách.
get(int index): trả về phần tử ở vị trí chỉ định trong danh sách.
size(): trả về số lượng phần tử trong danh sách.
clear(): xoá tất cả các phần tử trong danh sách.

List là một interface nên không thể khởi tạo đối tượng List trực tiếp. Thay vào đó, ta có thể sử dụng các lớp cài đặt của List như ArrayList, LinkedList, Vector, … để tạo ra danh sách phù hợp với nhu cầu của mình.

Ví dụ:

<span class="token keyword">import</span> <span class="token namespace">java<span class="token punctuation">.</span>util<span class="token punctuation">.</span></span><span class="token class-name">ArrayList</span><span class="token punctuation">;</span>
<span class="token keyword">import</span> <span class="token namespace">java<span class="token punctuation">.</span>util<span class="token punctuation">.</span></span><span class="token class-name">List</span><span class="token punctuation">;</span>

<span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">class</span> <span class="token class-name">Main</span> <span class="token punctuation">{</span>
    <span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">static</span> <span class="token keyword">void</span> <span class="token function">main</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token class-name">String</span><span class="token punctuation">[</span><span class="token punctuation">]</span> args<span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
        <span class="token comment">// Khởi tạo một List kiểu String</span>
        <span class="token class-name">List</span><span class="token generics"><span class="token punctuation">&lt;</span><span class="token class-name">String</span><span class="token punctuation">&gt;</span></span> myList <span class="token operator">=</span> <span class="token keyword">new</span> <span class="token class-name">ArrayList</span><span class="token generics"><span class="token punctuation">&lt;</span><span class="token punctuation">&gt;</span></span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>

        <span class="token comment">// Thêm phần tử vào List</span>
        myList<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">add</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"Java"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        myList<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">add</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"Python"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        myList<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">add</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"C++"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>

        <span class="token comment">// Truy cập các phần tử trong List</span>
        <span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"Các phần tử trong List là:"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        <span class="token keyword">for</span> <span class="token punctuation">(</span><span class="token class-name">String</span> element <span class="token operator">:</span> myList<span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
            <span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span>element<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        <span class="token punctuation">}</span>

        <span class="token comment">// Xóa phần tử khỏi List</span>
        myList<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">remove</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"Python"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        <span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"Sau khi xóa phần tử Python, các phần tử còn lại trong List là:"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        <span class="token keyword">for</span> <span class="token punctuation">(</span><span class="token class-name">String</span> element <span class="token operator">:</span> myList<span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
            <span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span>element<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        <span class="token punctuation">}</span>

        <span class="token comment">// Kiểm tra sự tồn tại của phần tử trong List</span>
        <span class="token keyword">boolean</span> containsJava <span class="token operator">=</span> myList<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">contains</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"Java"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        <span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"List có chứa phần tử Java không? "</span> <span class="token operator">+</span> containsJava<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>

        <span class="token comment">// Lấy kích thước của List</span>
        <span class="token keyword">int</span> size <span class="token operator">=</span> myList<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">size</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        <span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"Kích thước của List là: "</span> <span class="token operator">+</span> size<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
    <span class="token punctuation">}</span>
<span class="token punctuation">}</span>

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

public class Main {

public static void main(String[] args) {

// Khởi tạo một List kiểu String

List<String> myList = new ArrayList<>();

// Thêm phần tử vào List

myList.add("Java");

myList.add("Python");

myList.add("C++");

// Truy cập các phần tử trong List

for (String element : myList) {

}

// Xóa phần tử khỏi List

myList.remove("Python");

}

// Kiểm tra sự tồn tại của phần tử trong List

boolean containsJava = myList.contains("Java");

// Lấy kích thước của List

int size = myList.size();

}

Kết quả là

Các phần tử trong List là:
Java
Python
C++
Sau khi xóa phần tử Python, các phần tử còn lại trong List là:
Java
C++
List có chứa phần tử Java không? true
Kích thước của List là: 2

Các phần tử trong List là:

Java

Python

C++

Sau khi xóa phần tử Python, các phần tử còn lại trong List là:

Java

C++

List có chứa phần tử Java không? true

Kích thước của List là: 2

2. Set

Trong Java, Set là một interface trong Collection framework được sử dụng để lưu trữ tập hợp các phần tử không trùng lặp. Nó kế thừa interface Collection và bổ sung các tính năng bổ sung để quản lý các tập hợp các phần tử không trùng lặp.

Các đặc tính của Set:

Không chứa các phần tử trùng lặp.
Có thể chứa một số phần tử null (nếu được phép).
Không đảm bảo thứ tự của các phần tử.

Một số phương thức phổ biến của Set:

add(E e): Thêm một phần tử vào Set.
remove(Object o): Xóa một phần tử khỏi Set.
contains(Object o): Kiểm tra xem Set có chứa phần tử được chỉ định không.
size(): Trả về số lượng phần tử trong Set.
iterator(): Trả về một Iterator để lặp lại các phần tử trong Set.

Ví dụ về Set:

<span class="token class-name">Set</span><span class="token generics"><span class="token punctuation">&lt;</span><span class="token class-name">String</span><span class="token punctuation">&gt;</span></span> set <span class="token operator">=</span> <span class="token keyword">new</span> <span class="token class-name">HashSet</span><span class="token generics"><span class="token punctuation">&lt;</span><span class="token punctuation">&gt;</span></span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>

set<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">add</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"apple"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
set<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">add</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"banana"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
set<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">add</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"orange"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>

<span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span>set<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span> <span class="token comment">// Output: [orange, banana, apple]</span>

set<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">remove</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"banana"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>

<span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span>set<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span> <span class="token comment">// Output: [orange, apple]</span>

<span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span>set<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">contains</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"apple"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span> <span class="token comment">// Output: true</span>

<span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span>set<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">size</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span> <span class="token comment">// Output: 2</span>

<span class="token class-name">Iterator</span><span class="token generics"><span class="token punctuation">&lt;</span><span class="token class-name">String</span><span class="token punctuation">&gt;</span></span> iterator <span class="token operator">=</span> set<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">iterator</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>

<span class="token keyword">while</span> <span class="token punctuation">(</span>iterator<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">hasNext</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
   <span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span>iterator<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">next</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
<span class="token punctuation">}</span>

Set<String> set = new HashSet<>();

set.add("apple");

set.add("banana");

set.add("orange");

set.remove("banana");

System.out.println(set.contains("apple")); // Output: true

System.out.println(set.size()); // Output: 2

Iterator<String> iterator = set.iterator();

while (iterator.hasNext()) {

System.out.println(iterator.next());

}

Kết quả là :

[orange, banana, apple]
[orange, apple]
true
2
orange
apple

[orange, banana, apple]

[orange, apple]

true

orange

apple

3. Map

Trong Java Collections Framework, Map là một interface được sử dụng để lưu trữ một tập hợp các cặp key-value, trong đó mỗi key được liên kết với một giá trị value. Map là một interface con của Collection và được sử dụng để tạo ra các bản đồ dữ liệu trong Java.

Một số đặc điểm của Map:

Key trong Map là duy nhất và không thể trùng nhau.
Giá trị value có thể bị trùng nhau.
Map không bảo đảm thứ tự của các cặp key-value.

Map được triển khai bởi các lớp như HashMap, TreeMap, LinkedHashMap, v.v.

Ví dụ:

<span class="token keyword">import</span> <span class="token namespace">java<span class="token punctuation">.</span>util<span class="token punctuation">.</span></span><span class="token operator">*</span><span class="token punctuation">;</span>

<span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">class</span> <span class="token class-name">MapExample</span> <span class="token punctuation">{</span>
    <span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">static</span> <span class="token keyword">void</span> <span class="token function">main</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token class-name">String</span><span class="token punctuation">[</span><span class="token punctuation">]</span> args<span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
        <span class="token comment">// Khởi tạo một đối tượng Map sử dụng lớp HashMap</span>
        <span class="token class-name">Map</span><span class="token generics"><span class="token punctuation">&lt;</span><span class="token class-name">String</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token class-name">Integer</span><span class="token punctuation">&gt;</span></span> myMap <span class="token operator">=</span> <span class="token keyword">new</span> <span class="token class-name">HashMap</span><span class="token generics"><span class="token punctuation">&lt;</span><span class="token punctuation">&gt;</span></span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        
        <span class="token comment">// Thêm các cặp key-value vào Map</span>
        myMap<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">put</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"apple"</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">1</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        myMap<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">put</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"banana"</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">2</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        myMap<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">put</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"orange"</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">3</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        
        <span class="token comment">// Truy xuất giá trị value dựa trên key</span>
        <span class="token keyword">int</span> value <span class="token operator">=</span> myMap<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">get</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"apple"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        <span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"Value of key 'apple' is: "</span> <span class="token operator">+</span> value<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        
        <span class="token comment">// Lặp qua tất cả các cặp key-value trong Map</span>
        <span class="token keyword">for</span> <span class="token punctuation">(</span><span class="token class-name">Map<span class="token punctuation">.</span>Entry</span><span class="token generics"><span class="token punctuation">&lt;</span><span class="token class-name">String</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token class-name">Integer</span><span class="token punctuation">&gt;</span></span> entry <span class="token operator">:</span> myMap<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">entrySet</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
            <span class="token class-name">String</span> key <span class="token operator">=</span> entry<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">getKey</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
            <span class="token keyword">int</span> val <span class="token operator">=</span> entry<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">getValue</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
            <span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"Key: "</span> <span class="token operator">+</span> key <span class="token operator">+</span> <span class="token string">", Value: "</span> <span class="token operator">+</span> val<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        <span class="token punctuation">}</span>
    <span class="token punctuation">}</span>
<span class="token punctuation">}</span>

import java.util.*;

public class MapExample {

// Khởi tạo một đối tượng Map sử dụng lớp HashMap

Map<String, Integer> myMap = new HashMap<>();

// Thêm các cặp key-value vào Map

myMap.put("apple", 1);

myMap.put("banana", 2);

myMap.put("orange", 3);

// Truy xuất giá trị value dựa trên key

int value = myMap.get("apple");

// Lặp qua tất cả các cặp key-value trong Map

for (Map.Entry<String, Integer> entry : myMap.entrySet()) {

String key = entry.getKey();

int val = entry.getValue();

System.out.println("Key: " + key + ", Value: " + val);

}

Kết quả cho ta thấy :

Value of key 'apple' is: 1
Key: apple, Value: 1
Key: banana, Value: 2
Key: orange, Value: 3

Value of key 'apple' is: 1

Key: apple, Value: 1

Key: banana, Value: 2

Key: orange, Value: 3

4. Queue

Queue là một cấu trúc dữ liệu trong Java Collections Framework, giúp lưu trữ các phần tử theo cơ chế FIFO (First In First Out), tức là phần tử đầu tiên được thêm vào sẽ là phần tử đầu tiên được lấy ra khỏi hàng đợi.

Một số phương thức quan trọng của Queue:

add(element): thêm một phần tử vào hàng đợi, nếu hàng đợi không đủ chỗ thì sẽ ném ra ngoại lệ.
offer(element): thêm một phần tử vào hàng đợi, trả về true nếu thêm thành công, false nếu hàng đợi không đủ chỗ.
remove(): lấy ra và xóa phần tử đầu tiên của hàng đợi, nếu hàng đợi rỗng sẽ ném ra ngoại lệ.
poll(): lấy ra và xóa phần tử đầu tiên của hàng đợi, trả về null nếu hàng đợi rỗng.
peek(): trả về phần tử đầu tiên của hàng đợi mà không xóa nó, trả về null nếu hàng đợi rỗng.

Ví dụ:


<span class="token keyword">import</span> <span class="token namespace">java<span class="token punctuation">.</span>util<span class="token punctuation">.</span></span><span class="token class-name">LinkedList</span><span class="token punctuation">;</span>
<span class="token keyword">import</span> <span class="token namespace">java<span class="token punctuation">.</span>util<span class="token punctuation">.</span></span><span class="token class-name">Queue</span><span class="token punctuation">;</span>

<span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">class</span> <span class="token class-name">QueueExample</span> <span class="token punctuation">{</span>
    <span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">static</span> <span class="token keyword">void</span> <span class="token function">main</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token class-name">String</span><span class="token punctuation">[</span><span class="token punctuation">]</span> args<span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
        <span class="token class-name">Queue</span><span class="token generics"><span class="token punctuation">&lt;</span><span class="token class-name">String</span><span class="token punctuation">&gt;</span></span> queue <span class="token operator">=</span> <span class="token keyword">new</span> <span class="token class-name">LinkedList</span><span class="token generics"><span class="token punctuation">&lt;</span><span class="token punctuation">&gt;</span></span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        queue<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">offer</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"apple"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        queue<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">offer</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"banana"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        queue<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">offer</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"orange"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        <span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"Queue: "</span> <span class="token operator">+</span> queue<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span> <span class="token comment">// Queue: [apple, banana, orange]</span>
        <span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"Size of queue: "</span> <span class="token operator">+</span> queue<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">size</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span> <span class="token comment">// Size of queue: 3</span>
        <span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"First element of queue: "</span> <span class="token operator">+</span> queue<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">peek</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span> <span class="token comment">// First element of queue: apple</span>
        <span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"Remove first element of queue: "</span> <span class="token operator">+</span> queue<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">poll</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span> <span class="token comment">// Remove first element of queue: apple</span>
        <span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"Queue after removing first element: "</span> <span class="token operator">+</span> queue<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span> <span class="token comment">// Queue after removing first element: [banana, orange]</span>
    <span class="token punctuation">}</span>
<span class="token punctuation">}</span>

import java.util.LinkedList;

import java.util.Queue;

public class QueueExample {

Queue<String> queue = new LinkedList<>();

queue.offer("apple");

queue.offer("banana");

queue.offer("orange");

System.out.println("Queue: " + queue); // Queue: [apple, banana, orange]

System.out.println("Size of queue: " + queue.size()); // Size of queue: 3

System.out.println("First element of queue: " + queue.peek()); // First element of queue: apple

System.out.println("Remove first element of queue: " + queue.poll()); // Remove first element of queue: apple

System.out.println("Queue after removing first element: " + queue); // Queue after removing first element: [banana, orange]

}

Kết quả:

Queue: [apple, banana, orange]
Size of queue: 3
First element of queue: apple
Remove first element of queue: apple
Queue after removing first element: [banana, orange]

Queue: [apple, banana, orange]

Size of queue: 3

First element of queue: apple

Remove first element of queue: apple

Queue after removing first element: [banana, orange]

5. Stack

Stack (Ngăn xếp) là một cấu trúc dữ liệu dạng danh sách (List) đặc biệt trong đó thao tác chèn và xóa đều chỉ diễn ra ở một đầu của danh sách. Điểm đặc biệt của Stack là người ta gọi nó là cấu trúc dữ liệu LIFO (Last-In-First-Out), tức là phần tử được chèn vào cuối cùng sẽ được lấy ra đầu tiên. Ngăn xếp thường được sử dụng trong các thuật toán liên quan đến việc phân tích cú pháp, lưu trữ trạng thái tạm thời, tìm đường đi (DFS) và các thuật toán sắp xếp, tìm kiếm, đảo ngược chuỗi, thực hiện undo-redo trong các ứng dụng văn bản, đồ họa.

Stack có 2 phương thức cơ bản là push() để thêm một phần tử vào đỉnh ngăn xếp, và pop() để lấy phần tử ở đỉnh ngăn xếp ra. Ngoài ra, Stack cũng cung cấp một số phương thức khác như empty() để kiểm tra ngăn xếp có rỗng hay không, peek() để lấy giá trị của phần tử đầu tiên mà không xóa nó khỏi ngăn xếp, search() để tìm kiếm vị trí của một phần tử trong ngăn xếp.

Ví dụ về việc sử dụng Stack để đảo ngược một chuỗi:

<span class="token keyword">import</span> <span class="token namespace">java<span class="token punctuation">.</span>util<span class="token punctuation">.</span></span><span class="token operator">*</span><span class="token punctuation">;</span>

<span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">class</span> <span class="token class-name">ReverseString</span> <span class="token punctuation">{</span>
    <span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">static</span> <span class="token keyword">void</span> <span class="token function">main</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token class-name">String</span><span class="token punctuation">[</span><span class="token punctuation">]</span> args<span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
        <span class="token class-name">String</span> str <span class="token operator">=</span> <span class="token string">"Hello world!"</span><span class="token punctuation">;</span>
        <span class="token class-name">Stack</span><span class="token generics"><span class="token punctuation">&lt;</span><span class="token class-name">Character</span><span class="token punctuation">&gt;</span></span> stack <span class="token operator">=</span> <span class="token keyword">new</span> <span class="token class-name">Stack</span><span class="token generics"><span class="token punctuation">&lt;</span><span class="token punctuation">&gt;</span></span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>

        <span class="token comment">// Push characters of string to stack</span>
        <span class="token keyword">for</span> <span class="token punctuation">(</span><span class="token keyword">int</span> i <span class="token operator">=</span> <span class="token number">0</span><span class="token punctuation">;</span> i <span class="token operator">&lt;</span> str<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">length</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span> i<span class="token operator">++</span><span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
            stack<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">push</span><span class="token punctuation">(</span>str<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">charAt</span><span class="token punctuation">(</span>i<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        <span class="token punctuation">}</span>

        <span class="token comment">// Pop characters from stack to reverse the string</span>
        <span class="token class-name">StringBuilder</span> reversedStr <span class="token operator">=</span> <span class="token keyword">new</span> <span class="token class-name">StringBuilder</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        <span class="token keyword">while</span> <span class="token punctuation">(</span><span class="token operator">!</span>stack<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">empty</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
            reversedStr<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">append</span><span class="token punctuation">(</span>stack<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">pop</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        <span class="token punctuation">}</span>

        <span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"Original string: "</span> <span class="token operator">+</span> str<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        <span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"Reversed string: "</span> <span class="token operator">+</span> reversedStr<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">toString</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
    <span class="token punctuation">}</span>
<span class="token punctuation">}</span>

import java.util.*;

public class ReverseString {

String str = "Hello world!";

Stack<Character> stack = new Stack<>();

// Push characters of string to stack

for (int i = 0; i < str.length(); i++) {

stack.push(str.charAt(i));

}

// Pop characters from stack to reverse the string

StringBuilder reversedStr = new StringBuilder();

while (!stack.empty()) {

reversedStr.append(stack.pop());

}

System.out.println("Reversed string: " + reversedStr.toString());

}

Kết quả:

Original string: Hello world!
Reversed string: !dlrow olleH

Original string: Hello world!

Reversed string: !dlrow olleH

6. Tree

Tree trong Java Collections Framework thường được sử dụng để tham chiếu đến các cấu trúc dữ liệu dạng cây như Binary Search Tree (BST), AVL Tree, Red-Black Tree, và nhiều loại cây khác.

Một Tree trong Java là một cấu trúc dữ liệu được tổ chức thành các nút (nodes) và liên kết với nhau bằng các cạnh (edges) để tạo thành một cây. Nút gốc (root node) là nút trên cùng của cây, trong khi nút lá (leaf node) là các nút không có nút con. Các nút khác là các nút nội (internal nodes).

Trong Java, chúng ta có thể sử dụng interface “Tree” để thao tác với các cây như BST hoặc TreeMap, và các phương thức chính bao gồm: add, remove, contains, size, và clear.

Ví dụ:

<span class="token keyword">import</span> <span class="token namespace">java<span class="token punctuation">.</span>util<span class="token punctuation">.</span></span><span class="token class-name">TreeSet</span><span class="token punctuation">;</span>

<span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">class</span> <span class="token class-name">TreeExample</span> <span class="token punctuation">{</span>
    <span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">static</span> <span class="token keyword">void</span> <span class="token function">main</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token class-name">String</span><span class="token punctuation">[</span><span class="token punctuation">]</span> args<span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
        <span class="token comment">// Tạo một TreeSet để lưu trữ các số nguyên</span>
        <span class="token class-name">TreeSet</span><span class="token generics"><span class="token punctuation">&lt;</span><span class="token class-name">Integer</span><span class="token punctuation">&gt;</span></span> treeSet <span class="token operator">=</span> <span class="token keyword">new</span> <span class="token class-name">TreeSet</span><span class="token generics"><span class="token punctuation">&lt;</span><span class="token punctuation">&gt;</span></span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>

        <span class="token comment">// Thêm các số vào TreeSet</span>
        treeSet<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">add</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">5</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        treeSet<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">add</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">2</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        treeSet<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">add</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">9</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        treeSet<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">add</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">1</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        treeSet<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">add</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">3</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>

        <span class="token comment">// In ra các phần tử trong TreeSet theo thứ tự tăng dần</span>
        <span class="token class-name">System</span><span class="token punctuation">.</span>out<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">println</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"TreeSet: "</span> <span class="token operator">+</span> treeSet<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
    <span class="token punctuation">}</span>
<span class="token punctuation">}</span>

import java.util.TreeSet;

public class TreeExample {

// Tạo một TreeSet để lưu trữ các số nguyên

TreeSet<Integer> treeSet = new TreeSet<>();

// Thêm các số vào TreeSet

treeSet.add(5);

treeSet.add(2);

treeSet.add(9);

treeSet.add(1);

treeSet.add(3);

// In ra các phần tử trong TreeSet theo thứ tự tăng dần

}

Kết quả:

TreeSet: [1, 2, 3, 5, 9]

1 2	TreeSet: [1, 2, 3, 5, 9]

Trong bài viết này, chúng ta đã tìm hiểu về Java Collections Framework, một bộ sưu tập các lớp và giao diện được sử dụng để lưu trữ và quản lý các đối tượng. Chúng ta đã tìm hiểu về các loại collection như List, Set, Map và các cấu trúc dữ liệu khác như Queue, Stack và Tree. Tóm lại, Java Collections Framework là một phần quan trọng của Java và là công cụ hữu ích giúp các lập trình viên quản lý và thao tác dữ liệu một cách dễ dàng và hiệu quả.

Chia sẻ bài viết ngay

Nguồn bài viết : Viblo

Bài học Java Core 5: Khung bộ sưu tập Java

1. List

2. Set

3. Map

4. Queue

5. Stack

6. Tree

TikTok trở thành nền tảng mảng xã hội lớn thứ hai ở Nam Phi

Mất giá nhanh nhất sau 9 tháng ra mắt, iPhone 14 Pro Max tiếp tục phá đáy tại Việt Nam

Hướng dẫn sử dụng ngôn ngữ R cho người mới bắt đầu

10 plugin cần thiết của SublimeText dành cho các lập trình viên JavaScript