Java基础复习(四)

4 集合框架 

 

 

Collection： 

|--List：有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)，元素都有索引。元素可以重复。 

 

|--Set：无序(存入和取出顺序有可能不一致)，不可以存储重复元素。必须保证元素唯一性。

1，添加： 

add(object)：添加一个元素 

addAll(Collection) ：添加一个集合中的所有元素。

 2，删除： 

clear()：将集合中的元素全删除，清空集合。 

remove(obj) ：删除集合中指定的对象。注意：删除成功，集合的长度会改变。 removeAll(collection) ：删除部分元素。部分元素和传入Collection一致。

 3，判断： 

boolean contains(obj) ：集合中是否包含指定元素 。 

boolean containsAll(Collection) ：集合中是否包含指定的多个元素。 boolean isEmpty()：集合中是否有元素。

  4，获取： 

int size()：集合中有几个元素。

 5，取交集： 

boolean  retainAll(Collection) ：对当前集合中保留和指定集合中的相同的元素。如果两个集合元素相同，返回flase；如果retainAll修改了当前集合，返回true。

6，获取集合中所有元素：

 Iterator  iterator()：迭代器 

7，将集合变成数组：

 toArray(); 

 

 

List本身是Collection接口的子接口，具备了Collection的所有方法。现在学习List体系特有的共性方法，查阅方法发现List的特有方法都有索引，这是该集合最大的特点。

 List：有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)，元素都有索引。元素可以重复。

 |--ArrayList：底层的数据结构是数组,线程不同步，ArrayList替代了Vector，查询元素的速度非常快。 

|--LinkedList：底层的数据结构是链表，线程不同步，增删元素的速度非常快。 

|--Vector：底层的数据结构就是数组，线程同步的，Vector无论查询和增删都巨慢。

 1，添加： 

add(index,element) ：在指定的索引位插入元素。 

addAll(index,collection) ：在指定的索引位插入一堆元素。 

2，删除： 

remove(index) ：删除指定索引位的元素。 返回被删的元素。 

3，获取： 

Object get(index) ：通过索引获取指定元素。 

int indexOf(obj) ：获取指定元素第一次出现的索引位，如果该元素不存在返回-1；  

 所以，通过-1，可以判断一个元素是否存在。 

int lastIndexOf(Object o) ：反向索引指定元素的位置。

 List subList(start,end) ：获取子列表。 

4，修改： 

Object set(index,element) ：对指定索引位进行元素的修改。 

5，获取所有元素： 

ListIterator listIterator()：list集合特有的迭代器。

 List集合支持对元素的增、删、改、查。 

List集合因为角标有了自己的获取元素的方式： 

遍历: 

for(int x=0; x

sop("get:"+list.get(x)); 

} 

在进行list列表元素迭代的时候，如果想要在迭代过程中，想要对元素进行操作的时候，比如满足条件添加新元素。会发生.ConcurrentModificationException并发修改异常。 

 

导致的原因是： 

集合引用和迭代器引用在同时操作元素，通过集合获取到对应的迭代器后，在迭代中，进行集合引用的元素添加，迭代器并不知道，所以会出现异常情况。 

 

如何解决呢？ 

既然是在迭代中对元素进行操作,找迭代器的方法最为合适.可是Iterator中只有hasNext,next,remove方法.通过查阅的它的子接口,ListIterator,发现该列表迭代器接口具备了对元素的增、删、改、查的动作。 

ListIterator是List集合特有的迭代器。 

ListIterator it = list.listIterator;//取代Iterator it = list.iterator;  

 

--< java.util >-- Set接口： 

Set接口中的方法和Collection中方法一致的。Set接口取出方式只有一种，迭代器。

 |--HashSet：底层数据结构是哈希表，线程是不同步的。无序，高效； 

HashSet集合保证元素唯一性：通过元素的hashCode方法，和equals方法完成的。 当元素的hashCode值相同时，才继续判断元素的equals是否为true。 如果为true，那么视为相同元素，不存。如果为false，那么存储。 如果hashCode值不同，那么不判断equals，从而提高对象比较的速度。      

 |--LinkedHashSet：有序，hashset的子类。 

|--TreeSet：对Set集合中的元素的进行指定顺序的排序。不同步。TreeSet底层的数据结构就是二叉树。 

 

哈希表的原理： 

1，对对象元素中的关键字(对象中的特有数据)，进行哈希算法的运算，并得出一个具体的算法值，这个值 称为哈希值。 2，哈希值就是这个元素的位置。 

3，如果哈希值出现冲突，再次判断这个关键字对应的对象是否相同。如果对象相同，就不存储，因为元素重复。如果对象不同，就存储，在原来对象的哈希值基础 +1顺延。 4，存储哈希值的结构，我们称为哈希表。 

5，既然哈希表是根据哈希值存储的，为了提高效率，最好保证对象的关键字是唯一的。 这样可以尽量少的判断关键字对应的对象是否相同，提高了哈希表的操作效率。

 对于ArrayList集合，判断元素是否存在，或者删元素底层依据都是equals方法。 

对于HashSet集合，判断元素是否存在，或者删除元素，底层依据的是hashCode方法和equals方法。

TreeSet: 

用于对Set集合进行元素的指定顺序排序，排序需要依据元素自身具备的比较性。 

如果元素不具备比较性，在运行时会发生ClassCastException异常。 

所以需要元素实现Comparable接口，强制让元素具备比较性，复写compareTo方法。 依据compareTo方法的返回值，确定元素在TreeSet数据结构中的位置。 

TreeSet方法保证元素唯一性的方式：就是参考比较方法的结果是否为0，如果return 0，视为两个对象重复，不存。 

注意：在进行比较时，如果判断元素不唯一，比如，同姓名，同年龄，才视为同一个人。 在判断时，需要分主要条件和次要条件，当主要条件相同时，再判断次要条件，按照次要条件排序。 

TreeSet集合排序有两种方式，Comparable和Comparator区别： 

1：让元素自身具备比较性，需要元素对象实现Comparable接口，覆盖compareTo方法。 

2：让集合自身具备比较性，需要定义一个实现了Comparator接口的比较器，并覆盖compare方法，并将该类对象作为实际参数传递给TreeSet集合的构造函数。 

第二种方式较为灵活。 

------------------------------------------------------------ 

Map集合： 

|--Hashtable：底层是哈希表数据结构，是线程同步的。不可以存储null键，null值。

 |--HashMap：底层是哈希表数据结构，是线程不同步的。可以存储null键，null值。替代了Hashtable. 

|--TreeMap：底层是二叉树结构，可以对map集合中的键进行指定顺序的排序。

 Map集合存储和Collection有着很大不同： 

Collection一次存一个元素；Map一次存一对元素。 Collection是单列集合；Map是双列集合。 

Map中的存储的一对元素：一个是键，一个是值，键与值之间有对应(映射)关系。 

特点：要保证map集合中键的唯一性。

 1，添加。 

 put(key,value)：当存储的键相同时，新的值会替换老的值，并将老值返回。如果键没有重复，返回null。 void putAll(Map);

 2，删除。 

void clear()：清空 

value remove(key) ：删除指定键。 

3，判断。 

boolean isEmpty()： 

boolean containsKey(key)：是否包含key 

boolean containsValue(value) ：是否包含value 

4，取出。 

int size()：返回长度 value get(key) ：通过指定键获取对应的值。如果返回null，可以判断该键不存在。当然有特殊情况，就是在hashmap集合中，是可以存储null键null值的。

 Collection values()：获取map集合中的所有的值。 

 

5，想要获取map中的所有元素： 

原理：map中是没有迭代器的，collection具备迭代器，只要将map集合转成Set集合，可以使用迭代器了。之所以转成set，是因为map集合具备着键的唯一性，其实set集合就来自于map，set集合底层其实用的就是map的方法。 

★ 把map集合转成set的方法： 

Set keySet(); 

Set entrySet();//取的是键和值的映射关系。 

Entry就是Map接口中的内部接口； 

为什么要定义在map内部呢？entry是访问键值关系的入口，是map的入口，访问的是map中的键值对。 

--------------------------------------------------------- 

 

 

 

取出map集合中所有元素的方式一：keySet()方法。 

可以将map集合中的键都取出存放到set集合中。对set集合进行迭代。迭代完成，再通过get方法对获取到的键进行值的获取。

 Set keySet = map.keySet(); 

Iterator it = keySet.iterator(); 

while(it.hasNext()) { 

Object key = it.next(); 

Object value = map.get(key); 

System.out.println(key+":"+value); 

} 

-------------------------------------------------------- 

取出map集合中所有元素的方式二：entrySet()方法。 

Set entrySet = map.entrySet(); 

Iterator it = entrySet.iterator(); 

while(it.hasNext()) { 

Map.Entry  me = (Map.Entry)it.next(); 

System.out.println(me.getKey()+"::::"+me.getValue()); 

} 

-------------------------------------------------------- 

使用集合的技巧： 

看到Array就是数组结构，有角标，查询速度很快。 

看到link就是链表结构：

增删速度快，而且有特有方法。

addFirst； addLast； removeFirst()； removeLast()； getFirst()；getLast()； 

看到hash就是哈希表，就要想要哈希值，就要想到唯一性，就要想到存入到该结构的中的元素必须覆盖hashCode，equals方法。 

看到tree就是二叉树，就要想到排序，就想要用到比较。 

 

 

 

 

 

 

比较的两种方式： 

一个是Comparable：覆盖compareTo方法； 

一个是Comparator：覆盖compare方法。

 LinkedHashSet，LinkedHashMap:这两个集合可以保证哈希表有存入顺序和取出顺序一致，保证哈希表有序。

 集合什么时候用？ 

当存储的是一个元素时，就用Collection。当存储对象之间存在着映射关系时，就使用Map集合。 

保证唯一，就用Set。不保证唯一，就用List。 

------------------------------------------------------------------------------------------------ 

 

 

 

 

Collections：它的出现给集合操作提供了更多的功能。这个类不需要创建对象，内部提供的都是静态方法。 

静态方法： 

Collections.sort(list);//list集合进行元素的自然顺序排序。 

Collections.sort(list,new ComparatorByLen());///按指定的比较器方法排序。

 class ComparatorByLen implements Comparator{

 public int compare(String s1,String s2){

 int temp = s1.length()-s2.length();

 return temp==0?s1.compareTo(s2):temp; 

} 

} 

Collections.max(list); //返回list中字典顺序最大的元素。 

int index = Collections.binarySearch(list,"zz");//二分查找，返回角标。

Collections.reverseOrder();//逆向反转排序。 

Collections.shuffle(list);//随机对list中的元素进行位置的置换。

将非同步集合转成同步集合的方法： 

Collections中的  XXX synchronizedXXX(XXX);

 List synchronizedList(list); 

Map synchronizedMap(map); 

原理：定义一个类，将集合所有的方法加同一把锁后返回。 

Collection 和 Collections的区别： 

Collections是个java.util下的类，是针对集合类的一个工具类,提供一系列静态方法,实现对集合的查找、排序、替换、线程安全化（将非同步的集合转换成同步的）等操作。

 Collection是个java.util下的接口，它是各种集合结构的父接口，继承于它的接口主要有Set和List,提供了关于集合的一些操作,如插入、删除、判断一个元素是否其成员、遍历等。 

-------------------------------------------------------

 

Arrays： 

用于操作数组对象的工具类，里面都是静态方法。

 

 asList方法：将数组转换成list集合。 

String[] arr = {"abc","kk","qq"}

List list = Arrays.asList(arr);//将arr数组转成list集合。 

将数组转换成集合，有什么好处呢？用aslist方法，将数组变成集合；

 可以通过list集合中的方法来操作数组中的元素：isEmpty()、contains、indexOf、set；  

注意（局限性）：数组是固定长度，不可以使用集合对象增加或者删除等，会改变数组长度的功能方法。       比如add、remove、clear。（会报不支持操作异常UnsupportedOperationException）； 

如果数组中存储的引用数据类型，直接作为集合的元素可以直接用集合方法操作。 

如果数组中存储的是基本数据类型，asList会将数组实体作为集合元素存在。

 集合变数组：用的是Collection接口中的方法：toArray(); 

如果给toArray传递的指定类型的数据长度小于了集合的size，那么toArray方法，会自定再创建一个该类型的数据，长度为集合的size。 

如果传递的指定的类型的数组的长度大于了集合的size，那么toArray方法，就不会创建新数组，直接使用该数组即可，并将集合中的元素存储到数组中，其他为存储元素的位置默认值null。 

所以，在传递指定类型数组时，最好的方式就是指定的长度和size相等的数组。 

将集合变成数组后有什么好处？限定了对集合中的元素进行增删操作，只要获取这些元素即可。

 

JAVA５.０新特性 

 

Jdk5.0新特性： 

Collection在jdk1.5以后，有了一个父接口Iterable，这个接口的出现的将iterator方法进行抽取，提高了扩展性。 

-------------------------------------------------- 

增强for循环： 

 

foreach语句，foreach简化了迭代器。 

格式：// 增强for循环括号里写两个参数，第一个是声明一个变量，第二个就是需要迭代的容器 

for( 元素类型 变量名 : Collection集合 & 数组 ) { 

„

 } 

高级for循环和传统for循环的区别： 

高级for循环在使用时，必须要明确被遍历的目标。这个目标，可以是Collection集合或者数组，如果遍历Collection集合，在遍历过程中还需要对元素进行操作，比如删除，

需要使用迭代器。 

如果遍历数组，还需要对数组元素进行操作，建议用传统for循环因为可以定义角标通过角标操作元素。如果只为遍历获取，可以简化成高级for循环，它的出现为了简化书写。 

高级for循环可以遍历map集合吗？不可以。但是可以将map转成set后再使用foreach语句。 

1、作用：对存储对象的容器进行迭代： 数组  collection   map 

2)、增强for循环迭代数组： 

String [] arr = {"a", "b", "c"};//数组的静态定义方式，只试用于数组首次定义的时候 

for(String s : arr) { 

System.out.println(s); 

} 

3)、单列集合 Collection： 

List list = new ArrayList(); 

list.add("aaa"); 

// 增强for循环, 没有使用泛型的集合能不能使用增强for循环迭代？能

for(Object obj : list) { 

String s = (String) obj; 

System.out.println(s); 

} 

4)、双列集合 Map： 

Map map = new HashMap();

 map.put("a", "aaa"); 

// 传统方式：必须掌握这种方式 

Set entrys = map.entrySet(); // 1.获得所有的键值对Entry对象 

iter = entrys.iterator(); // 2.迭代出所有的

entry while(iter.hasNext()) { 

Map.Entry entry = (Entry) iter.next(); 

String key = (String) entry.getKey(); // 分别获得key和value

 String value = (String) entry.getValue(); 

System.out.println(key + "=" + value); 

} 

// 增强for循环迭代：原则上map集合是无法使用增强for循环来迭代的，因为增强for循环只能针对实现了Iterable接口的集合进行迭代；Iterable是jdk5中新定义的接口，就一个方法iterator方法，只有实现了Iterable接口的类，才能保证一定有iterator方法，java有这样的限定是因为增强for循环内部还是用迭代器实现的，而实际上，我们可以通过某种方式来使用增强for循环。

 for(Object obj : map.entrySet()) { 

Map.Entry entry = (Entry) obj;  // obj 依次表示Entry 

System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue()); 

} 

5、集合迭代注意问题：在迭代集合的过程中，不能对集合进行增删操作（会报并发访问异常）；可以用迭代器的方法进行操作（子类listIterator：有增删的方法）。

6)、增强for循环注意问题：在使用增强for循环时，不能对元素进行赋值； 

int[] arr = {1,2,3}; 

for(int num : arr) {

num = 0; //不能改变数组的值 } 

System.out.println(arr[1]); //2 

-------------------------------------------------- 

 

可变参数（...）： 

用到函数的参数上，当要操作的同一个类型元素个数不确定的时候，可是用这个方式，这个参数可以接受任意个数的同一类型的数据。 

和以前接收数组不一样的是： 

以前定义数组类型，需要先创建一个数组对象，再将这个数组对象作为参数传递给函数。现在，直接将数组中的元素作为参数传递即可。底层其实是将这些元素进行数组的封装，而这个封装动作，是在底层完成的，被隐藏了。所以简化了用户的书写，少了调用者定义数组的动作。 

如果在参数列表中使用了可变参数，可变参数必须定义在参数列表结尾(也就是必须是最后一个参数，否则编译会失败。)。 

如果要获取多个int数的和呢？可以使用将多个int数封装到数组中，直接对数组求和即可。 

--------------------------------------------------- 

静态导入：导入了类中的所有静态成员，简化静态成员的书写。 

import static java.util.Collections.*;  //导入了Collections类中的所有静态成员 

 

枚举：关键字 enum 

问题：对象的某个属性的值不能是任意的，必须为固定的一组取值其中的某一个；

 解决办法： 

1.在setGrade方法中做判断，不符合格式要求就抛出异常；

2. 直接限定用户的选择，通过自定义类模拟枚举的方式来限定用户的输入，写一个Grade类，私有构造函数，对外提供5个静态的常量表示类的实例；

3,jdk5中新定义了枚举类型，专门用于解决此类问题； 

4,枚举就是一个特殊的java类，可以定义属性、方法、构造函数、实现接口、继承类；

-----------------------------------------------------------------------------

自动拆装箱：java中数据类型分为两种 ： 基本数据类型   引用数据类型(对象) 

在 java程序中所有的数据都需要当做对象来处理，针对8种基本数据类型提供了包装类，如下： 

int --> Integer 

byte --> Byte

 short --> Short 

long --> Long 

char --> Character 

double --> Double 

float --> Float 

boolean --> Boolean 

jdk5以前基本数据类型和包装类之间需要互转： 基本---引用   Integer x = new Integer(x); 引用---基本   int num = x.intValue(); 

1)、Integer x = 1; x = x + 1;  经历了什么过程？装箱  拆箱  装箱； 

2)、为了优化，虚拟机为包装类提供了缓冲池，Integer池的大小 -128~127 一个字节的大小； 

3)、String池：Java为了优化字符串操作 提供了一个缓冲池；

 ---------------------------------------------------------- 

泛型：jdk1.5版本以后出现的一个安全机制。表现格式：< > 

好处： 

1：将运行时期的问题ClassCastException问题转换成了编译失败，体现在编译时期，程序员就可以解决问题。 

2：避免了强制转换的麻烦。 

只要带有<>的类或者接口，都属于带有类型参数的类或者接口，在使用这些类或者接口时，必须给<>中传递一个具体的引用数据类型。 

泛型技术：其实应用在编译时期，是给编译器使用的技术，到了运行时期，泛型就不存在了。 为什么? 因为

泛型的擦除：也就是说，编辑器检查了泛型的类型正确后，在生成的类文件中是没有泛型的。 

在运行时，如何知道获取的元素类型而不用强转呢？ 

泛型的补偿：因为存储的时候，类型已经确定了是同一个类型的元素，所以在运行时，只要获取到该元素的类型，在内部进行一次转换即可，所以使用者不用再做转换动作了。 什么时候用泛型类呢？ 

当类中的操作的引用数据类型不确定的时候，以前用的Object来进行扩展的，现在可以用泛型来表示。这样可以避免强转的麻烦，而且将运行问题转移到的编译时期。

 ----------------------------------------------------------

泛型在程序定义上的体现： 

//泛型类：将泛型定义在类上。 

class Tool { 

private Q obj; 

public  void setObject(Q obj) { 

this.obj = obj; } 

public Q getObject() { r

eturn obj; 

} 

} 

 

 

//当方法操作的引用数据类型不确定的时候，可以将泛型定义在方法上。

 public  void method(W w) { 

System.out.println("method:"+w); 

}

//静态方法上的泛型：静态方法无法访问类上定义的泛型。如果静态方法操作的引用数据类型不确定的时候，必须要将泛型定义在方法上。

 public static  void function(Q t) { 

System.out.println("function:"+t); 

} 

//泛型接口. 

interface Inter { void show(T t); } 

class InterImpl implements Inter { 

public void show(R r) { 

System.out.println("show:"+r); 

}

 } 

------------------------------------------------------------ 

泛型中的通配符：可以解决当具体类型不确定的时候，这个通配符就是 ?  ；当操作类型时，不需要使用类型的具体功能时，只使用Object类中的功能。那么可以用 ? 通配符来表未知类型。 

泛型限定： 

上限：？extends E：可以接收E类型或者E的子类型对象。 

下限：？super E：可以接收E类型或者E的父类型对象。 

上限什么时候用：往集合中添加元素时，既可以添加E类型对象，又可以添加E的子类型对象。为什么？因为取的时候，E类型既可以接收E类对象，又可以接收E的子类型对象。 

下限什么时候用：当从集合中获取元素进行操作的时候，可以用当前元素的类型接收，也可以用当前元素的父类型接收。

 泛型的细节：

 1）、泛型到底代表什么类型取决于调用者传入的类型，如果没传，默认是Object类型； 

2）、使用带泛型的类创建对象时，等式两边指定的泛型必须一致； 原因：编译器检查对象调用方法时只看变量，然而程序运行期间调用方法时就要考虑对象具体类型了；

3） 3）、等式两边可以在任意一边使用泛型，在另一边不使用(考虑向后兼容)；

 ArrayList al = new ArrayList