1.集合介绍
集合,集合是java中提供的一种容器,可以用来存储多个数据。
我们知道数据多了,可以使用数组存放或者使用ArrayList集合进行存放数据。那么,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。
集合中存储的元素必须是引用类型数据
public static void main(String[] args) {
ArrayList list = new ArrayList();
list.add(111);
list.add(222);
list.add(333);
list.add(444);
list.add(555);
for(int i=0; i list = new ArrayList();
list.add(new Person(“小强”));
list.add(new Person(“老王”));
list.add(new Person(“小虎”));
list.add(new Person(“小泽”));
list.add(new Person(“小红”));
for(int i=0; i
查看ArrayList类发现它继承了抽象类AbstractList同时实现接口List,而List接口又继承了Collection接口。Collection接口为最顶层集合接口了。
源代码:
interface List extends Collection {
}
public class ArrayList extends AbstractList implements List{
}
这说明我们在使用ArrayList类时,该类已经把所有抽象方法进行了重写。那么,实现Collection接口的所有子类都会进行方法重写。
l Collecton接口常用的子接口有:List接口、Set接口
l List接口常用的子类有:ArrayList类、LinkedList类
l Set接口常用的子类有:HashSet类、LinkedHashSet类
既然Collection接口是集合中的顶层接口,那么它中定义的所有功能子类都可以使用。查阅API中描述的Collection接口。Collection 层次结构中的根接口。Collection 表示一组对象,这些对象也称为 collection 的元素。一些 collection 允许有重复的元素,而另一些则不允许。一些 collection 是有序的,而另一些则是无序的。
继续查阅API,发现Collection接口中很多集合的操作方法,那么这些方法都具体能做什么呢?
这里我们不关心具体创建的Collection中的那个子类对象,这里重点演示的是Collection接口中的方法。
创建集合的格式:
方式1:Collection<元素类型> 变量名 = new ArrayList<元素类型>();
方式2:Collection 变量名 = new ArrayList();
l 方式1创建的集合,只能存储<>中指定的元素类型,该方式为常用方式
l 方式2创建的集合,集合的元素类型默认为Object类型,即任何类型的元素都可以存储。
演示Collection接口中的方法
//创建集合
Collection coll = new ArrayList();
//1,往集合中添加对象元素。add(E e)方法,E代表创建集合时所指定的数据类型如,那么,E就代表String类型;创建集合时若没有指定数据类型,那么,E就代表Object类型。
coll.add("t1");
coll.add("t2");
coll.add("t3");
//把集合打印一下。
System.out.println(coll); //打印结果为:[t1, t2, t3]
System.out.println(coll.toString()); //打印结果为:[t1, t2, t3]
//2,从集合中删除元素。remove(Object o)方法
coll.remove("t2");
//删除后,集合元素为[t1, t3]
//3,判断集合中是否包含指定元素。contains(Object o)方法
System.out.println(coll.contains("t1"));
//打印结果为true
System.out.println(coll.contains("t2"));
//打印结果为false
//4,获取集合元素个数。size()方法
System.out.println(coll.size());
//打印结果为2
//5,返回包含集合中所有元素的数组。toArray()方法
String[] array = coll.toArray();
//数组中的元素为{"t1", "t3"}
//6,清除集合元素。remove()方法
coll.clear();
//清空后,集合元素为[],代表没有元素
java中提供了很多个集合,它们在存储元素时,采用的存储方式不同。我们要取出这些集合中的元素,可通过一种通用的获取方式来完成。
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。
集合中把这种取元素的方式描述在Iterator接口中。Iterator接口的常用方法如下:
hasNext()方法:用来判断集合中是否有下一个元素可以迭代。如果返回true,说明可以迭代。
next()方法:用来返回迭代的下一个元素,并把指针向后移动一位。
迭代集合元素图解:
在Collection接口描述了一个抽象方法iterator方法,所有Collection子类都实现了这个方法,并且有自己的迭代形式。
进行代码演示:
//1,创建集合对象。
Collection coll = new ArrayList();
coll.add("abc1");
coll.add("abc2");
coll.add("abc3");
coll.add("abc4");
//2.获取容器的迭代器对象。通过iterator方法。
Iterator it = coll.iterator();
//3,使用具体的迭代器对象获取集合中的元素。参阅迭代器的方法
while(it.hasNext()){
System.out.println(it.next());
}
/*
迭代器for循环的形式的使用
for (Iterator it = coll.iterator(); it.hasNext(); ) {
System.out.println(it.next());
}
*/
注意:在进行集合元素取出时,如果集合中已经没有元素了,还继续使用迭代器的next方法,将会发生java.util.NoSuchElementException没有集合元素的错误。
学习到这里,基本知道了Collection接口的简单使用。可是集合中可以存储任何对象,那么存放进去的数据都是还是原来类型吗?不是了,提升成了Object。
在使用集合时,我们需要注意以下几点:
l 集合中存储其实都是对象的地址。
l 集合中可以存储基本数值吗?jdk1.5版本以后可以存储了。因为出现了基本类型包装类,它提供了自动装箱操作(基本类型à对象),这样,集合中的元素就是基本数值的包装类对象。
l 存储时提升了Object。取出时要使用元素的特有内容,必须向下转型。
Collection coll = new ArrayList();
coll.add("abc");
coll.add("aabbcc");
coll.add("ffffff");
Iterator it = coll.iterator();
while (it.hasNext()) {
//由于元素被存放进集合后全部被提升为Object类型
//当需要使用子类对象特有方法时,需要向下转型
String str = (String) it.next();
System.out.println(str.length());
}
注意:如果集合中存放的是多个对象,这时进行向下转型会发生类型转换异常。
提示:Iterator接口也可以使用<>来控制迭代元素的类型的。代码演示如下:
Collection coll = new ArrayList();
coll.add("abc");
coll.add("aabbcc");
coll.add("fffff");
Iterator it = coll.iterator();
while (it.hasNext()) {
String str = it.next();
//当使用Iterator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());
}
增强for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){
}
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。
练习一:遍历数组
int[] arr = new int[]{11,22,33};
for (int n : arr) {//变量n代表被遍历到的数组元素
System.out.println(n);
}
练习二:遍历集合
Collection coll = new ArrayList();
coll.add("t1");
coll.add("t2");
coll.add("t3");
coll.add("t4");
for(String str : coll){//变量Str代表被遍历到的集合元素
System.out.println(str);
增强for循环和老式的for循环有什么区别?
注意:新for循环必须有被遍历的目标。目标只能是Collection或者是数组。
建议:遍历数组时,如果仅为遍历,可以使用增强for如果要对数组的元素进行 操作,使用老式for循环可以通过角标操作。
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。比如下面程序:
public class GenericDemo {
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
list.add("abc");
list.add("sdf");
list.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 = list.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,如果出现强转就会引发运行时 ClassCastException。怎么来解决这个问题呢?使用集合时,必须明确集合中元素的类型。这种方式称为:泛型。
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。
4.2.1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:
class ArrayList{
public boolean add(E e){ }
public E get(int index){ }
}
使用格式:创建对象时,确定泛型的类型
例如,ArrayList list = new ArrayList();
此时,变量E的值就是String类型
class ArrayList{
public boolean add(String e){ }
public String get(int index){ }
}
例如,ArrayList list = new ArrayList();
此时,变量E的值就是Integer类型
class ArrayList{
public boolean add(Integer e){ }
public Integer get(int index){ }
}
4.2.2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,API中的ArrayList集合中的方法:
public T[] toArray(T[] a){ }
//该方法,用来把集合元素存储到指定数据类型的数组中,返回已存储集合元素的数组
使用格式:调用方法时,确定泛型的类型
例如
ArrayList list = new ArrayList();
String[] arr = new String[100];
String[] result = list.toArray(arr);
此时,变量T的值就是String类型。变量T,可以与定义集合的泛型不同
public String[] toArray(String[] a){ }
例如
ArrayList list = new ArrayList();
Integer[] arr = new Integer[100];
Integer [] result = list.toArray(arr);
此时,变量T的值就是Integer类型。变量T,可以与定义集合的泛型不同
public Integer[] toArray(Integer[] a){ }
4.2.3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,API中的Iterator迭代器接口
public interface Iterator {
public abstract E next();
}
使用格式:
1、定义类时确定泛型的类型
例如
public final class Scanner implements Iterator {
public String next(){ }
}
此时,变量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
ArrayList list = new ArrayList();
Iterator it = list.iterator();
此时,变量E的值就是String类型。
public interface Iterator {
public abstract String next();
}
避免了类型强转的麻烦。
演示下列代码:
public class GenericDemo {
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
list.add("abc");
list.add("sdf");
//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 it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
String str = it.next();
//当使用Iterator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());
}
}
}
泛型是在限定数据类型,当在集合或者其他地方使用到泛型后,那么这时一旦明确泛型的数据类型,那么在使用的时候只能给其传递和数据类型匹配的类型,否则就会报错。
代码演示:
定义迭代集合元素的方法
public static void printCollection(Collection list) {
Iterator it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
}
调用方法
Collection list = new ArrayList();
printCollection(list);
上面调用方法语句属于语法错误,因为泛型限定不一致。方法要的是Collection类型,传入的是Collection,二者类型不匹配。
上述定义的printCollection方法中,由于定义的是打印集合的功能,应该是可以打印任意集合中元素的。但定义方法时,根本无法确定具体集合中的元素类型是什么。为了解决这个“无法确定具体集合中的元素类型”问题,java中,为我们提供了泛型的通配符>。
对上面的方法,进行修改后,实现了可迭代任意元素类型集合的方法
public static void printCollection(Collection> list) {
Iterator> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
}
总结一下:
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。
Collection:集合的顶层接口,定义了集合中通用的功能方法
常用方法:
l boolean add(Object e) 把给定的对象添加到当前集合中
l void clear() 清空集合中所有的元素
l boolean remove(Object o) 把给定的对象在当前集合中删除
l boolean contains(Object o) 判断当前集合中是否包含给定的对象
l boolean isEmpty() 判断当前集合是否为空
l Iterator iterator() 迭代器,用来遍历集合中的元素的
l int size() 返回集合中元素的个数
l Object[] toArray() 把集合中的元素,存储到数组中
l Iterator: 迭代器
l Object next()返回迭代的下一个元素
l boolean hasNext()如果仍有元素可以迭代,则返回 true。
l 增强for
简化数组和Collection集合的遍历
格式:
for(元素数据类型 变量 : 数组或者Collection集合) {
使用变量即可,该变量就是元素
}
好处:简化遍历
l 泛型: 用来约束数据的数据类型
l 泛型的格式:
<数据类型>
泛型可以使用在 类,接口,方法上
l 泛型的好处
A:将运行期遇到的问题转移到了编译期
B:省去了类型强转的麻烦
l 泛型高级(通配符):
l ? extends E 上限限定,传递E类对象, E的子类对象
l ? Super E 下限限定,传递E类对象,E的父类对象