第一章 Collection集合
1.1 集合概述
- 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,它们有什么区别呢?
- 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,可以存储任意类型数据。
- 集合存储的都是引用数据类型。如果想存储基本类型数据需要存储对应的包装类型。
1.2 集合常用类的继承体系
? Collection:单列集合类的根接口,用于存储一系列符合某种规则的元素,它有两个重要的子接口,分别是java.util.List 和java.util.Set 。其中, List 的特点是元素有序、元素可重复。Set 的特点是元素不可重复。List 接口的主要实现类有java.util.ArrayList 和java.util.LinkedList , Set 接口的主要实现类有java.util.HashSet 和java.util.LinkedHashSet 。
? 从上面的描述可以看出JDK中提供了丰富的集合类库,为了便于初学者进行系统地学习,接下来描述集合常用类的继承体系
- Collection
- List
- ArrayList
- LinkedList
- Set
- HashSet
- LinkedHashSet
- HashSet
- List
? 集合本身是一个工具,它存放在java.util包中。在Collection 接口定义着单列集合框架中最最共性的内容。
1.3 Collection 常用功能
? Collection是所有单列集合的父接口,因此在Collection中定义了单列集合(List和Set)通用的一些方法,这些方法可用于操作所有的单列集合。方法如下:
- 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(Object obj) : 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
第二章 Iterator迭代器
2.1 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.Iterator 。
? 想要遍历Collection集合,那么就要获取该集合迭代器完成迭代操作,下面介绍一下获取迭代器的方法:
- public Iterator iterator() : 获取集合对应的迭代器,用来遍历集合中的元素的。
下面介绍一下迭代的概念:
- 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。
接下来我们通过案例学习如何使用Iterator迭代集合中元素:
public class IteratorDemo {
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("串串星人");
coll.add("吐槽星人");
coll.add("汪星人");
//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);
}
}
}
- 在进行集合元素获取时,如果集合中已经没有元素了,还继续使用迭代器的next方法,将会抛出java.util.NoSuchElementException没有集合元素异常。
- 在进行集合元素获取时,如果添加或移除集合中的元素 , 将无法继续迭代 , 将会抛出ConcurrentModificationException并发修改异常.
2.2 迭代器的实现原理
? 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,为了让初学者能更好地理解迭代器的工作原理,接下来通过一个图例来演示Iterator对象迭代元素的过程:
? 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。
2.3 增强for
? 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。
代码演示
public class NBForDemo1 {
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);
}
Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
coll.add("小河神");
coll.add("老河神");
coll.add("神婆");
for(String s :coll){
System.out.println(s);
}
}
}
新for循环必须有被遍历的目标,目标只能是Collection或者是数组;
新式for(迭代器)仅仅作为遍历操作出现,不能对集合进行增删元素操作,否则抛出ConcurrentModificationException并发修改异常
第三章 泛型
3.1 泛型概述
? 在前面学习集合时,我们都知道集合中是可以存放任意对象的,只要把对象存储集合后,那么这时他们都会被提升成Object类型。当我们在取出每一个对象,并且进行相应的操作,这时必须采用类型转换。
大家观察下面代码:
public class GenericDemo {
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());
}
}
}
? 程序在运行时发生了问题java.lang.ClassCastException。 为什么会发生类型转换异常呢? 我们来分析下:由于集合中什么类型的元素都可以存储。导致取出时强转引发运行时 ClassCastException。 怎么来解决这个问题呢?Collection虽然可以存储各种对象,但实际上通常Collection只存储同一类型对象。例如都是存储字符串对象。因此在JDK5之后,新增了泛型(Generic)语法,让你在设计API时可以指定类或方法支持泛型,这样我们使用API的时候也变得更为简洁,并得到了编译时期的语法检查。
- 泛型:可以在类或方法中预支地使用未知的类型。
一般在创建对象时,将未知的类型确定具体的类型。当没有指定泛型时,默认类型为Object类型。
3.2 使用泛型的好处
上一节只是讲解了泛型的引入,那么泛型带来了哪些好处呢?
- 将运行时期的ClassCastException,转移到了编译时期变成了编译失败。
- 避免了类型强转的麻烦。
通过我们如下代码体验一下:
public class GenericDemo2 {
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());
}
}
}
泛型是数据类型的一部分,我们将类名与泛型合并一起看做数据类型。
3.3 泛型的定义与使用
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。
定义和使用含有泛型的类
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:
泛型在定义的时候不具体,使用的时候才变得具体。在使用的时候确定泛型的具体数据类型。
class ArrayList<E>{
public boolean add(E e){ }
public E get(int index){ }
....
}
使用泛型: 即什么时候确定泛型。
在创建对象的时候确定泛型
例如, ArrayList
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
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;
}
}
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");
mm.show(123);
mm.show(12.45);
}
}
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();
}
public class MyImp1 implements MyGenericInterface<String> {
@Override
public void add(String e) {
// 省略...
}
@Override
public String getE() {
return null;
}
}