JavaSE 进阶 - 第22章 集合（二）
JavaSE 进阶 - 第22章 集合（二）
- 1、List接口、及常用方法
- 2、ArrayList
- 3、LinkedList、链表数据结构
- 4、Vector
- 5、泛型
- 6、增强for循环：foreach
- 7、Set接口
- 传送门
1、List接口、及常用方法
先看看上一章的这张图：
1.1 List接口
List接口继承Collection接口，它们都在java.util包下面。
主要实现类：ArrayList、LinkedList、Vector
• ArrayList：底层数据结构——数组。非线程安全，它的方法之间是线程不同步的，因为它不考虑线程安全，效率会高些。
• LinkedList：底层数据结构——双向链表。非线程安全。
• Vector：底层数据结构——数组。线程安全（也就是说是它的方法之间是线程同步的（synchronized）），但是效率较低，
现在保证线程安全有别的方案，所以Vector使用较少了。
1.2、 List集合存储元素特点：有序可重复
有序：List集合中的元素有下标。从0开始，以1递增。
可重复：存储一个1，还可以再存储1.
1.3 List是Collection接口的子接口。所以List接口中有一些特有的方法。
void add(int index, Object element)——在列表的指定位置插入指定元素（第一个参数是下标）
Object set(int index, Object element)—— 用指定元素替换此列表中指定位置的元素
Object get(int index)—— 返回此列表中指定位置的元素
int indexOf(Object o)—— 获取指定对象第一次出现处的索引。
int lastIndexOf(Object o)—— 获取指定对象最后一次出现处的索引。
Object remove(int index)—— 删除指定下标位置的元素
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class ListTest01 {
public static void main(String[] args) {
// 创建List类型的集合。
//List myList = new LinkedList();
//List myList = new Vector();
List myList = new ArrayList();
// 添加元素
myList.add("A"); // 默认都是向集合末尾添加元素。
myList.add("B");
myList.add("C");
myList.add("C");
myList.add("D");
//在列表的指定位置插入指定元素（第一个参数是下标）
// 这个方法使用不多，因为对于ArrayList集合来说效率比较低。
myList.add(1, "KING");
// 迭代
Iterator it = myList.iterator();
while(it.hasNext()){
Object elt = it.next();
System.out.println(elt);
}
System.out.println("====================================");
// 根据下标获取元素
Object firstObj = myList.get(0);
System.out.println(firstObj);
// 因为有下标，所以List集合有自己比较特殊的遍历方式
// 通过下标遍历。【List集合特有的方式，Set没有。】
for(int i = 0; i < myList.size(); i++){
Object obj = myList.get(i);
System.out.println(obj);
}
// 获取指定对象第一次出现处的索引。
System.out.println(myList.indexOf("C")); // 3
// 获取指定对象最后一次出现处的索引。
System.out.println(myList.lastIndexOf("C")); // 4
// 删除指定下标位置的元素
// 删除下标为0的元素
myList.remove(0);
System.out.println(myList.size()); // 5
System.out.println("====================================");
// 修改指定位置的元素
myList.set(2, "Soft");
// 遍历集合
for(int i = 0; i < myList.size(); i++){
Object obj = myList.get(i);
System.out.println(obj);
}
}
}
/*
A
KING
B
C
C
D
====================================
A
A
KING
B
C
C
D
3
4
5
====================================
KING
B
Soft
C
D
*/
2、ArrayList
-
2.1、ArrayList底层是一个Object[]数组。
-
2.2、ArrayList是非线程安全的。（不是线程安全的集合。）
-
2.3、ArrayList默认初始化容量10
（底层先创建了一个长度为0的数组，当添加第一个元素的时候，初始化容量10。） -
2.4、ArrayList扩容到原容量的1.5倍。
ArrayList集合底层是数组，怎么优化？
尽可能少的扩容。因为数组扩容效率比较低，建议在使用ArrayList集合的时候预估计元素的个数，给定一个初始化容量。 -
2.5、数组优点：
检索效率比较高。
每个元素占用空间大小相同，内存地址是连续的，知道首元素内存地址，
然后知道下标，通过数学表达式计算出元素的内存地址，所以检索效率最高。 -
2.6、数组缺点：
随机增删元素效率比较低。
另外数组无法存储大数据量。（很难找到一块非常巨大的连续的内存空间。） -
2.7、向数组末尾添加元素，效率很高，不受影响。
-
2.8、问题：这么多的集合中，你用哪个集合最多？
ArrayList集合。增加元素快，直接在数组末尾添加。检索效率高，有下标，每个元素存的大小是一样的，通过数学表达式很快计算出各元素的地址，直接定位。当然数组也有缺点，随机增加，删除元素效率低，需要元素移位；另外数组不能存储大数据量，因为很难在内存地址中找到一块大容量的连续的空间。 -
2.9、集合ArrayList的3个构造方法
ArrayList() ——无参构造方法（默认初始容量为10）
ArrayList(int initialCapacity) ——有参构造方法（参数为初始容量）
ArrayList(Collection c) ——有参构造方法（参数为一个集合）
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
public class ArrayListTest01 {
public static void main(String[] args) {
// 一、默认初始化容量是10
// 数组的长度是10
List list1 = new ArrayList();
// 集合的size()方法是获取当前集合中元素的个数。不是获取集合的容量。
System.out.println(list1.size()); // 0
list1.add(1);
list1.add(2);
list1.add(3);
list1.add(4);
list1.add(5);
list1.add(6);
list1.add(7);
list1.add(8);
list1.add(9);
list1.add(10);
System.out.println(list1.size());//10
// 再加一个元素
list1.add(11);
System.out.println(list1.size()); // 11个元素。
// 二、指定初始化容量
// 数组的长度是20
List list2 = new ArrayList(20);
// 集合的size()方法是获取当前集合中元素的个数。不是获取集合的容量。
System.out.println(list2.size()); // 0
//三、传一个集合
// 创建一个HashSet集合
Collection c = new HashSet();
// 添加元素到Set集合
c.add(100);
c.add(20);
c.add(900);
c.add(50);
// 通过这个构造方法就可以将HashSet集合转换成List集合。
List myList3 = new ArrayList(c);
for(int i = 0; i < myList3.size(); i++){
System.out.println(myList3.get(i));
}
/*
50
100
20
900
*/
}
}
3、LinkedList、链表数据结构
-
3.1、 LinkedList底层是 双向链表。
-
3.2、 LinkedList是非线程安全的。
-
3.3、 LinkedList集合没有初始化大小，也没有扩容的机制
-
3.4、 链表的优点：随机增删效率较高！
由于链表上的元素在空间存储上内存地址不连续，所以随机增删元素的时候不会有大量元素位移，因此随机增删效率较高。
在以后的开发中，如果遇到随机增删集合中元素的业务比较多时，建议使用LinkedList。 -
3.5、 链表的缺点：检索的效率较低！
不能通过数学表达式计算被查找元素的内存地址，每一次查找都是从头节点开始遍历，直到找到为止。 -
3.6、ArrayList：把检索发挥到极致。（末尾添加元素效率还是很高的。）
LinkedList：把随机增删发挥到极致。 -
3.7、加元素都是往末尾添加，所以ArrayList用的比LinkedList多。
-
3.8、LinkedList的2个构造方法
LinkedList() ——无参构造方法
LinkedList(Collection c) ——有参构造方法（参数为一个集合）
【示例】：
import java.util.*;
public class LinkedListTest01 {
public static void main(String[] args) {
// LinkedList集合底层也是有下标的。
// 注意：ArrayList之所以检索效率比较高，不是单纯因为下标的原因。是因为底层数组发挥的作用。
// LinkedList集合照样有下标，但是检索/查找某个元素的时候效率比较低，因为只能从头节点开始一个一个遍历。
// LinkedList集合有初始化容量吗？没有。
// 最初这个链表中没有任何元素。first和last引用都是null。
// 不管是LinkedList还是ArrayList，以后写代码时不需要关心具体是哪个集合。
// 因为我们要面向接口编程，调用的方法都是接口中的方法。
//List list = new ArrayList(); // 这样写表示底层你用了数组。
List list = new LinkedList(); // 这样写表示底层你用了双向链表。
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");
for(int i = 0; i <list.size(); i++){ //遍历
System.out.println(list.get(i));
}
System.out.println("------------分割线----------------");
Collection list2 = new HashSet();
list2.add("e");
list2.add("g");
list2.add("m");
// 通过这个构造方法就可以将HashSet集合转换成LinkedList集合。
List list3 = new LinkedList(list2);
for(int i = 0; i < list3.size(); i++){
System.out.println(list3.get(i));
}
}
}
/*
a
b
c
------------分割线----------------
e
g
m
*/
4、Vector
-
4.1、Vector底层也是一个数组。
-
4.2、Vector初始化容量是10
-
4.3、Vector扩容到原容量的2倍。
（上面ArrayList集合扩容到原容量1.5倍） -
4.4、Vector是线程安全的，Vector中所有的方法都是线程同步的，都带有synchronized关键字。效率比较低，使用较少了。
-
4.5、怎么将一个线程不安全的ArrayList集合转换成线程安全的呢？
使用集合工具类：java.util.Collections;
【注意】：
java.util.Collection 是集合接口。
java.util.Collections 是集合工具类。 -
4.6、Vector的4个构造方法
Vector() ——无参构造方法（默认初始容量为10，容量增量为0）
Vector(int initialCapacity) ——有参构造方法（参数为初始容量，容量增量为0）
Vector(int initialCapacity,int capacityIncrement)————有参构造方法（参数分别为初始容量、容量增量）
Vector(Collection c) ——有参构造方法（参数为一个集合）
import java.util.*;
public class VectorTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个Vector集合
List vector = new Vector();
//Vector vector = new Vector();
// 添加元素
// 默认容量10个。
vector.add(1);
vector.add(2);
vector.add(3);
vector.add(4);
vector.add(5);
vector.add(6);
vector.add(7);
vector.add(8);
vector.add(9);
vector.add(10);
// 满了之后扩容（扩容之后的容量是20.）
vector.add(11);
Iterator it = vector.iterator(); //1、通过迭代器 遍历
while(it.hasNext()){
Object obj = it.next();
System.out.println(obj);
}
for(int i = 0; i <vector.size(); i++){ //2、通过下标 遍历
System.out.println(vector.get(i));
}
System.out.println("------------分割线----------------");
List myList = new ArrayList(); // 非线程安全的。
// 变成线程安全的
Collections.synchronizedList(myList); // 这里没有办法看效果，因为多线程没学，先记住！
// myList集合就是线程安全的了。
myList.add("111");
myList.add("222");
myList.add("333");
}
}
5、泛型
- 5.1、JDK5.0之后推出的新特性：泛型
- 5.2、泛型这种语法机制，只在程序编译阶段起作用，只是给编译器参考的。（运行阶段泛型没用！）
- 5.3、使用了泛型好处是什么？
第一：集合中存储的元素类型统一了。
第二：从集合中取出的元素类型是泛型指定的类型，不需要进行大量的“向下转型”！
// 不使用泛型机制
List myList = new ArrayList();
// 使用泛型List之后，表示List集合中只允许存储Animal类型的数据。
// 用泛型来指定集合中存储的数据类型。
List<Animal> myList = new ArrayList<Animal>();
- 5.4、泛型的缺点是什么？
导致集合中存储的元素缺乏多样性！
大多数业务中，集合中元素的类型还是统一的。所以这种泛型特性被大家所认可。
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class GenericTest01 {
public static void main(String[] args) {
/*
// 不使用泛型机制，分析程序存在缺点
List myList = new ArrayList();
// 准备对象
Cat c = new Cat();
Bird b = new Bird();
// 将对象添加到集合当中
myList.add(c);
myList.add(b);
// 遍历集合，取出每个Animal，让它move
Iterator it = myList.iterator();
while(it.hasNext()) {
// 没有这个语法，通过迭代器取出的就是Object
//Animal a = it.next();
Object obj = it.next();
//obj中没有move方法，无法调用，需要向下转型！
if(obj instanceof Animal){
Animal a = (Animal)obj;
a.move();
}
}
*/
// 使用JDK5之后的泛型机制
// 使用泛型List之后，表示List集合中只允许存储Animal类型的数据。
// 用泛型来指定集合中存储的数据类型。
List<Animal> myList = new ArrayList<Animal>();
// 指定List集合中只能存储Animal，那么存储String就编译报错了。
// 这样用了泛型之后，集合中元素的数据类型更加统一了。
//myList.add("abc");
Cat c = new Cat();
Bird b = new Bird();
myList.add(c);
myList.add(b);
// 获取迭代器
// 这个表示迭代器迭代的是Animal类型。
Iterator<Animal> it = myList.iterator();
while(it.hasNext()){
// 使用泛型之后，每一次迭代返回的数据都是Animal类型。
Animal a = it.next();
// 这里不需要进行强制类型转换了。直接调用。
a.move();
/*
// 调用子类型特有的方法还是需要向下转换的！
if(a instanceof Cat) {
Cat x = (Cat)a;
x.catchMouse();
}
if(a instanceof Bird) {
Bird y = (Bird)a;
y.fly();
}*/
}
}
}
class Animal {
// 父类自带方法
public void move(){
System.out.println("动物在移动！");
}
}
class Cat extends Animal {
// 特有方法
public void catchMouse(){
System.out.println("猫抓老鼠！");
}
}
class Bird extends Animal {
// 特有方法
public void fly(){
System.out.println("鸟儿在飞翔！");
}
}
- 5.5、JDK8新特性：自动类型推断机制（又称为钻石表达式）
钻石表达式（注意，后面new的<>中不用写类型，会自动推断类型）
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
/*
JDK8之后引入了：自动类型推断机制。（又称为钻石表达式）
*/
public class GenericTest02 {
public static void main(String[] args) {
// ArrayList<这里的类型会自动推断>()，前提是JDK8之后才允许。
// 自动类型推断，钻石表达式！
List<Animal> myList = new ArrayList<>();
myList.add(new Animal());
myList.add(new Cat());
myList.add(new Bird());
// 遍历
Iterator<Animal> it = myList.iterator();
while(it.hasNext()){
Animal a = it.next();
a.move();
}
List<String> strList = new ArrayList<>();
// 类型不匹配。
//strList.add(new Cat());
strList.add("http://www.126.com");
strList.add("http://www.baidu.com");
// 遍历
Iterator<String> it2 = strList.iterator();
while(it2.hasNext()){
// 如果没有使用泛型
/*
Object obj = it2.next();
if(obj instanceof String){
String ss = (String)obj;
ss.substring(7);
}
*/
// 直接通过迭代器获取了String类型的数据
String s = it2.next();
// 直接调用String类的substring方法截取字符串。
String newString = s.substring(7);
System.out.println(newString);
}
}
}
/*
动物在移动！
动物在移动！
动物在移动！
www.126.com
www.baidu.com
*/
- 5.6、自定义泛型
自定义泛型的时候，<> 尖括号中的是一个标识符，随便写。
java源代码中经常出现的是：< E >和< T >
E是Element单词首字母。
T是Type单词首字母。
public class GenericTest03<标识符随便写> {
public void doSome(标识符随便写 o){
System.out.println(o);
}
public static void main(String[] args) {
// new对象的时候指定了泛型是：String类型
GenericTest03<String> gt = new GenericTest03<>();
// 类型不匹配
//gt.doSome(100);
gt.doSome("abc");
// =============================================================
GenericTest03<Integer> gt2 = new GenericTest03<>();
gt2.doSome(100);
// 类型不匹配
//gt2.doSome("abc");
// 不用泛型
GenericTest03 gt3 = new GenericTest03();
gt3.doSome(new Object());
MyIterator<String> mi = new MyIterator<>();
String s1 = mi.get();
MyIterator<Animal> mi2 = new MyIterator<>();
Animal a = mi2.get();
}
}
class MyIterator<T> {
public T get(){
return null;
}
}
/*
abc
100
java.lang.Object@f6f4d33
*/
6、增强for循环：foreach
- （JDK5.0新特性）
- 【语法】：
for(元素类型 变量名 : 数组或集合){
System.out.println(变量名);
}
-
注：foreach有一个缺点：没有下标。
在需要使用下标的循环中，不建议使用增强for循环。 -
1、对数组怎么遍历？
for(int i : arr){
System.out.println(i);
}
- 2、对集合怎么遍历？----就不需要使用迭代器了
for(String s : list){
System.out.println(s);
}
7、Set接口
先看看上一章的这张图：
-
7.1、Set接口也是继承Collection接口，它们都在java.util包下面。
主要实现类：HashSet、TreeSet -
7.2、Set集合存储元素特点：无序不可重复
无序：存储时顺序和取出的顺序不同，并且没有下标
不可重复：元素不可重复 -
7.3、HashSet集合：
无序不可重复。
放到HashSet集合中的元素实际上是放到HashMap集合的key部分了 -
7.4、TreeSet集合：
无序不可重复的，但是存储的元素可以自动按照大小顺序排序！称为：可排序集合。
放到TreeSet集合中的元素实际上是放到TreeSet集合的key部分了 -
【注：Set接口实际上对应着Map接口的key部分，可以先仔细学习Map接口，Set接口也就会了】
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
/*
HashSet集合：
无序不可重复。
*/
public class HashSetTest01 {
public static void main(String[] args) {
// 演示一下HashSet集合特点
Set<String> strs = new HashSet<>();
// 添加元素
strs.add("hello3");
strs.add("hello4");
strs.add("hello1");
strs.add("hello2");
strs.add("hello3");
strs.add("hello3");
strs.add("hello3");
strs.add("hello3");
/*
1、存储时顺序和取出的顺序不同。
2、不可重复。
3、放到HashSet集合中的元素实际上是放到HashMap集合的key部分了。
*/
for(String s : strs){ // 遍历
System.out.println(s);
}
}
}
/*
hello1
hello4
hello2
hello3
*/
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
/*
TreeSet集合存储元素特点：
1、无序不可重复的，但是存储的元素可以自动按照大小顺序排序！
称为：可排序集合。
2、无序：这里的无序指的是存进去的顺序和取出来的顺序不同。并且没有下标。
*/
public class TreeSetTest01 {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
Set<String> strs = new TreeSet<>();
// 添加元素
strs.add("A");
strs.add("B");
strs.add("Z");
strs.add("Y");
strs.add("Z");
strs.add("K");
strs.add("M");
// 遍历
for(String s : strs){
System.out.println(s);
}
}
}
/*结果（无序不可重复：存进去两个Z，出来只有1个；可排序：从小到大自动排序！）
A
B
K
M
Y
Z
*/
传送门
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