Collection集合

  • 集合:集合是java中提供的一种容器,可以用来存储多个数据。

集合和数组既然都是容器,它们有啥区别呢?

  • 数组的长度是固定的。集合的长度是可变的。
  • 数组中存储的是同一类型的元素,可以存储基本数据类型值。集合存储的都是对象。而且对象的类型可以不一致。在开发中一般当对象多的时候,使用集合进行存储。

集合体系图:

file

Collection 常用功能:

  • public boolean add(E e): 把给定的对象添加到当前集合中 。
  • public void clear() :清空集合中所有的元素。
  • public boolean remove(E e): 把给定的对象在当前集合中删除。
  • public boolean contains(E e): 判断当前集合中是否包含给定的对象。
  • public boolean isEmpty(): 判断当前集合是否为空。
  • public int size(): 返回集合中元素的个数。
  • public Object[] toArray(): 把集合中的元素,存储到数组中。
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

public class Demo1Collection {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象 
        // 使用多态形式
        Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
        // 使用方法
        // 添加功能  boolean  add(String s)
        coll.add("小李广");
        coll.add("扫地僧");
        coll.add("石破天");
        System.out.println(coll);

        // boolean contains(E e) 判断o是否在集合中存在
        System.out.println("判断  扫地僧 是否在集合中"+coll.contains("扫地僧"));

        //boolean remove(E e) 删除在集合中的o元素
        System.out.println("删除石破天:"+coll.remove("石破天"));
        System.out.println("操作之后集合中元素:"+coll);

        // size() 集合中有几个元素
        System.out.println("集合中有"+coll.size()+"个元素");

        // Object[] toArray()转换成一个Object数组
        Object[] objects = coll.toArray();
        // 遍历数组
        for (int i = 0; i < objects.length; i++) {
            System.out.println(objects[i]);
        }

        // void  clear() 清空集合
        coll.clear();
        System.out.println("集合中内容为:"+coll);
        // boolean  isEmpty()  判断是否为空
        System.out.println(coll.isEmpty());     
    }
}

Iterator迭代器

Iterator接口:

在程序开发中,经常需要遍历集合中的所有元素。针对这种需求,JDK专门提供了一个接口java.util.IteratorIterator接口也是Java集合中的一员,但它与CollectionMap接口有所不同,Collection接口与Map接口主要用于存储元素,而Iterator主要用于迭代访问(即遍历)Collection中的元素,因此Iterator对象也被称为迭代器。

迭代:即Collection集合元素的通用获取方式。在取元素之前先要判断集合中有没有元素,如果有,就把这个元素取出来,继续在判断,如果还有就再取出出来。一直把集合中的所有元素全部取出。这种取出方式专业术语称为迭代。

Iterator接口的常用方法如下:

  • public E next():返回迭代的下一个元素。
  • public boolean hasNext():如果仍有元素可以迭代,则返回 true。
package Coll;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用多态方式 创建对象
        Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
        // 添加元素到集合
        coll.add("艾伦");
        coll.add("三笠");
        coll.add("利威尔");
        //遍历
        //使用迭代器 遍历   每个集合对象都有自己的迭代器
        Iterator<String> it = coll.iterator();
        //  泛型指的是 迭代出 元素的数据类型
        while(it.hasNext()){ //判断是否有迭代元素
            String s = it.next();//获取迭代出的元素
            System.out.println(s);
        }
    }
}

迭代器实现原理:

我们在之前案例已经完成了Iterator遍历集合的整个过程。当遍历集合时,首先通过调用t集合的iterator()方法获得迭代器对象,然后使用hashNext()方法判断集合中是否存在下一个元素,如果存在,则调用next()方法将元素取出,否则说明已到达了集合末尾,停止遍历元素。

Iterator迭代器对象在遍历集合时,内部采用指针的方式来跟踪集合中的元素,在调用Iterator的next方法之前,迭代器的索引位于第一个元素之前,不指向任何元素,当第一次调用迭代器的next方法后,迭代器的索引会向后移动一位,指向第一个元素并将该元素返回,当再次调用next方法时,迭代器的索引会指向第二个元素并将该元素返回,依此类推,直到hasNext方法返回false,表示到达了集合的末尾,终止对元素的遍历。

看有没有下一个->先取->后指针往后移一位

增强for循环:

增强for循环(也称for each循环)是JDK1.5以后出来的一个高级for循环,专门用来遍历数组和集合的。它的内部原理其实是个Iterator迭代器,所以在遍历的过程中,不能对集合中的元素进行增删操作。

格式:

for(元素的数据类型  变量 : Collection集合or数组){ 
    //写操作代码
}

它用于遍历Collection和数组。通常只进行遍历元素,不要在遍历的过程中对集合元素进行增删操作。

//遍历数组
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {3,5,6,87};
        //使用增强for遍历数组
        for(int a : arr){//a代表数组中的每个元素
            System.out.println(a);
        }
    }
}

泛型

概念图:

file

泛型的好处:

创建集合对象,不使用泛型

好处:

​ 集合不使用泛型,默认的类型就是Object类型,可以存储任意类型的数据

弊端:

​ 不安全,会引发异常,看似很好,但多态的弊端是不能使用子类方法,还得向下转型,并且不安全,例如类型转换异常

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add("abc");
        coll.add("itcast");
        coll.add(5);//由于集合没有做任何限定,任何类型都可以给其中存放
        Iterator it = coll.iterator();
        while(it.hasNext()){
            //需要打印每个字符串的长度,就要把迭代出来的对象转成String类型
            String str = (String) it.next();
            System.out.println(str.length());
        }
    }
}

使用泛型

好处:

​ 1.避免了类型转换的麻烦

​ 2.把运行期异常,提升到编译期

弊端:

泛型是什么类型,只能存储什么类型的数据

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("abc");
        list.add("itcast");
        // list.add(5);//当集合明确类型后,存放类型不一致就会编译报错
        // 集合已经明确具体存放的元素类型,那么在使用迭代器的时候,迭代器也同样会知道具体遍历元素类型
        Iterator<String> it = list.iterator();
        while(it.hasNext()){
            String str = it.next();
            //当使用Iterator<String>控制元素类型后,就不需要强转了。获取到的元素直接就是String类型
            System.out.println(str.length());
        }
    }
}

泛型的类和使用:

我们在集合中会大量使用到泛型,这里来完整地学习泛型知识。

泛型,用来灵活地将数据类型应用到不同的类、方法、接口当中。将数据类型作为参数进行传递。

定义格式:

修饰符 class 类名<代表泛型的变量> {  }

例如,API中的ArrayList集合:

class ArrayList<E>{ 
    public boolean add(E e){ }

    public E get(int index){ }
    ....
}

在创建对象的时候确定泛型:

例如,ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

此时,变量E的值就是String类型,那么我们的类型就可以理解为:

class ArrayList<String>{ 
     public boolean add(String e){ }

     public String get(int index){  }
     ...
}

再例如,ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

此时,变量E的值就是Integer类型,那么我们的类型就可以理解为:

class ArrayList<Integer> { 
     public boolean add(Integer e) { }

     public Integer get(int index) {  }
     ...
}

含有泛型的方法:

定义格式:

修饰符 <代表泛型的变量> 返回值类型 方法名(参数){  }

例如,

public class MyGenericMethod {    
    public <MVP> void show(MVP mvp) {
        System.out.println(mvp.getClass());
    }

    public <MVP> MVP show2(MVP mvp) { 
        return mvp;
    }
}

使用格式:调用方法时,确定泛型的类型

public class GenericMethodDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建对象
        MyGenericMethod mm = new MyGenericMethod();
        // 演示看方法提示
        mm.show("aaa");//传递什么类型,泛型就是什么类型
        mm.show(123);
        mm.show(12.45);
    }
}

静态方法也可以,不用创建对象直接调用,传递什么类型,泛型就是什么类型。

格式:public static void method(E e){}

含有泛型的接口:

定义格式:

修饰符 interface接口名<代表泛型的变量> {  }

例如,

public interface MyGenericInterface<E>{
    public abstract void add(E e);

    public abstract E getE();  
}

使用格式:

1、定义类时确定泛型的类型

例如

public class MyImp1 implements MyGenericInterface<String> {
    @Override
    public void add(String e) {
        // 省略...
    }

    @Override
    public String getE() {
        return null;
    }
}

此时,泛型E的值就是String类型。

2、始终不确定泛型的类型,直到创建对象时,确定泛型的类型

例如

public class MyImp2<E> implements MyGenericInterface<E> {
    @Override
    public void add(E e) {
         // 省略...
    }

    @Override
    public E getE() {
        return null;
    }
}

确定泛型:

/*
 * 使用
 */
public class GenericInterface {
    public static void main(String[] args) {
        MyImp2<String>  my = new MyImp2<String>();  
        my.add("aa");
    }
}

泛型通配符:

当使用泛型类或者接口时,传递的数据中,泛型类型不确定,可以通过通配符<?>表示。但是一旦使用泛型的通配符后,只能使用Object类中的共性方法,集合中元素自身方法无法使用。

通配符基本使用

泛型的通配符:不知道使用什么类型来接收的时候,此时可以使用?,?表示未知通配符。

此时只能接受数据,不能往该集合中存储数据。

public static void main(String[] args) {
    Collection<Intger> list1 = new ArrayList<Integer>();
    getElement(list1);
    Collection<String> list2 = new ArrayList<String>();
    getElement(list2);
}
public static void getElement(Collection<?> coll){}
//?代表可以接收任意类型

注意:

泛型不存在继承关系 Collection list = new ArrayList();这种是错误的。

public static void getElement(Collection coll){}也是错误的

通配符高级使用----受限泛型:

之前设置泛型的时候,实际上是可以任意设置的,只要是类就可以设置。但是在JAVA的泛型中可以指定一个泛型的上限下限

泛型的上限

  • 格式类型名称 <? extends 类 > 对象名称
  • 意义只能接收该类型及其子类

泛型的下限

  • 格式类型名称 <? super 类 > 对象名称
  • 意义只能接收该类型及其父类型

比如:现已知Object类,String 类,Number类,Integer类,其中Number是Integer的父类

public static void main(String[] args) {
    Collection<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
    Collection<String> list2 = new ArrayList<String>();
    Collection<Number> list3 = new ArrayList<Number>();
    Collection<Object> list4 = new ArrayList<Object>();

    getElement(list1);
    getElement(list2);//报错
    getElement(list3);
    getElement(list4);//报错

    getElement2(list1);//报错
    getElement2(list2);//报错
    getElement2(list3);
    getElement2(list4);

}
// 泛型的上限:此时的泛型?,必须是Number类型或者Number类型的子类
public static void getElement(Collection<? extends Number> coll){}
// 泛型的下限:此时的泛型?,必须是Number类型或者Number类型的父类
public static void getElement2(Collection<? super Number> coll){}
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