集合,Collection接口,Iterator(迭代器),List接口和方法,ArrayList底层结构和源码分析

  1. 数组的不足
    1. 长度开始必须指定,而且一旦指定,不能修改
    2. 保存的必须为同一类型的元素
    3. 使用数组进行增加/删除元素的示意代码麻烦
    4. @SuppressWarnings({"all"})抑制警告
  2. 集合
    1. 可以动态保存任意多个对象,使用比较方便
    2. 提供了一系列方便的操作对象的方法:add,remove,set,get等
    3. 使用集合添加,删除新元素的示意代码简洁
  3. 集合主要是两组(单列集合,双列集合)

    1. 单列集合,集合,Collection接口,Iterator(迭代器),List接口和方法,ArrayList底层结构和源码分析_第1张图片
    2.  双列集合存放K-V(键值对)集合,Collection接口,Iterator(迭代器),List接口和方法,ArrayList底层结构和源码分析_第2张图片
  4. Collection接口和常用方法
    1. collection实现子类可以存放多个元素,每个元素可以是Object
    2. 有些Collection的实现类,可以存放重复的元素,有些不可以
    3. 有些Collection的实现类,有些是有序的(List),有些不是有序(Set)
    4. Collection接口没有直接的实现子类,是通过它的子接口Set和List来实现的。
    5. 常用方法
      package com.jshedu.collection;
      
      import java.util.ArrayList;
      import java.util.List;
      
      /**
       * @author 韩顺平
       * @version 1.0
       */
      public class CollectionMethod {
          @SuppressWarnings({"all"})
          public static void main(String[] args) {
              List list = new ArrayList();
      //        add:添加单个元素
              list.add("jack");
              list.add(10);//list.add(new Integer(10))
              list.add(true);
              System.out.println("list=" + list);//list=[jack, 10, true]
      //        remove:删除指定元素
              //list.remove(0);//删除第一个元素
              list.remove(true);//指定删除某个元素
              System.out.println("list=" + list);//list=[jack, 10]
      //        contains:查找元素是否存在
              System.out.println(list.contains("jack"));//T
      //        size:获取元素个数
              System.out.println(list.size());//2
      //        isEmpty:判断是否为空
              System.out.println(list.isEmpty());//F
      //        clear:清空
              list.clear();
              System.out.println("list=" + list);//list=[]
      //        addAll:添加多个元素
              ArrayList list2 = new ArrayList();
              list2.add("红楼梦");
              list2.add("三国演义");
              list.addAll(list2);
              System.out.println("list=" + list);//list=[红楼梦, 三国演义]
      //        containsAll:查找多个元素是否都存在
              System.out.println(list.containsAll(list2));//T
      //        removeAll:删除多个元素
              list.add("聊斋");
              list.removeAll(list2);
              System.out.println("list=" + list);//[聊斋]
      //        说明:以ArrayList实现类来演示.
      
          }
      }
      

      以ArrayList实现类来演示(ctrl+j显示所有快捷键)

  5. Collection接口遍历元素方式1-使用Iterator(迭代器)

    1. iterator对象称为迭代器,主要用于遍历Collection集合中的元素

    2. 所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法,用以返回一个实现Iterator接口的对象,即可以返回一个迭代器

    3. iterator仅用于遍历集合,Iterator本身并不存放对象

    4. 在调用next()方法前必须调用hasNext()进行检测。若不调用且下一条记录无效,直接调用next()会抛出NoSuchElementException异常

    5. package com.jshedu.collection;
      
      import java.util.ArrayList;
      import java.util.Collection;
      import java.util.Iterator;
      import java.util.NoSuchElementException;
      
      /**
       * @author Mr.jia
       * @version 1.0
       */
      
      public class CollectionIterator {
          @SuppressWarnings({"all"})
          public static void main(String[] args) {
               Collection col = new ArrayList();//向上转型
              col.add(new BooK("三国演义","罗贯中",10.1));
              col.add(new BooK("小李飞刀","古龙",12.1));
              col.add(new BooK("红楼梦","曹雪芹",9.1));
              //col=[BooK{name='三国演义', author='罗贯中', price=10.1},
              // BooK{name='小李飞刀', author='古龙', price=12.1},
              // BooK{name='红楼梦', author='曹雪芹', price=9.1}]
              //System.out.println("col="+col);
              //现在希望能够遍历col集合
              //1.先得到col对应的 迭代器
              Iterator iterator = col.iterator();//返回迭代器
              //2.使用while循环遍历。。。快捷键生成while-->itit
              while (iterator.hasNext()){//这个方法是判断下面是否还有数据
                  //返回下一个元素,类型是Object
                  Object obj = iterator.next();//next()1.下移,2.将下移以后集合位置上的元素返回
                  System.out.println("obj="+obj);
                  /*
                  obj=BooK{name='三国演义', author='罗贯中', price=10.1}
                  obj=BooK{name='小李飞刀', author='古龙', price=12.1}
                  obj=BooK{name='红楼梦', author='曹雪芹', price=9.1}
                   */
              }
              //3.当退出while循环后,这时iterator迭代器,指向最后的元素
              //iterator.next();//NoSuchElementException,再次下一个会报这个异常
      
              //4.如果希望再次遍历,需要重置我们的迭代器
              iterator = col.iterator();
      
      
          }
      }
      class BooK{
          private String name;
          private String author;
          private double price;
      
          public BooK(String name, String author, double price) {
              this.name = name;
              this.author = author;
              this.price = price;
          }
      
          public String getName() {
              return name;
          }
      
          public void setName(String name) {
              this.name = name;
          }
      
          public String getAuthor() {
              return author;
          }
      
          public void setAuthor(String author) {
              this.author = author;
          }
      
          public double getPrice() {
              return price;
          }
      
          public void setPrice(double price) {
              this.price = price;
          }
      
          @Override
          public String toString() {
              return "BooK{" +
                      "name='" + name + '\'' +
                      ", author='" + author + '\'' +
                      ", price=" + price +
                      '}';
          }
      }
      

      用迭代器遍历元素

  6. Collection接口遍历对象方式2-for循环增强

    1. 增强for循环,可以替代iterator迭代器,特点:增强for就是简化版的iterator本质一样。只能用于遍历集合或数组

    2. package com.jshedu.collection;
      
      import java.util.ArrayList;
      import java.util.Collection;
      
      /**
       * @author Mr.jia
       * @version 1.0
       */
      
      public class CollectionFor {
          @SuppressWarnings({"all"})
          public static void main(String[] args) {
              Collection col = new ArrayList();//向上转型
      
              col.add(new BooK("三国演义","罗贯中",10.1));
              col.add(new BooK("小李飞刀","古龙",12.1));
              col.add(new BooK("红楼梦","曹雪芹",9.1));
      
              
              //1.增强for循环,在集合使用
              //2.增强for底层仍然是迭代器
              for (Object book:col//快捷键大写I
                   ) {
                  System.out.println("book="+book);
              }
              //增强for,也可以直接在数组中使用
              int[] arr={1,3,4,5,56,};
              for (int i:arr
                   ) {
                  System.out.println("i="+i);
              }
          }
      }
      
      

      增强for直接把数组名或集合名传进去就能把单个元素输出

  7. List接口和方法

    1. package com.jshedu.List_;
      
      import java.util.ArrayList;
      import java.util.List;
      
      /**
       * @author Mr.jia
       * @version 1.0
       */
      
      public class List_ {
          @SuppressWarnings({"all"})
          public static void main(String[] args) {
              //1.List集合类中元素有序(即添加顺序和取出顺序一致),且可重复
              List list = new ArrayList();
              list.add("jack");
              list.add("tom");
              list.add("Rose");
              list.add("aili");
              list.add(213);
              System.out.println("list="+list);
              //list=[jack, tom, Rose, aili, 213]
              //2.List集合中的每个元素都有其对应的顺序索引,即支持索引
              //  索引从0开始
              System.out.println(list.get(3));//aili
              
          }
      }
      

      有序,可重复

    2. List方法

      package com.jshedu.List_;
      
      import java.util.ArrayList;
      import java.util.List;
      
      /**
       * @author 韩顺平
       * @version 1.0
       */
      public class ListMethod {
          @SuppressWarnings({"all"})
          public static void main(String[] args) {
              List list = new ArrayList();
              list.add("张三丰");
              list.add("贾宝玉");
      //        void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
              //在index = 1的位置插入一个对象
              list.add(1, "韩顺平");
              System.out.println("list=" + list);//list=[张三丰, 韩顺平, 贾宝玉]
      //        boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
              List list2 = new ArrayList();
              list2.add("jack");
              list2.add("tom");
              list.addAll(1, list2);
              System.out.println("list=" + list);//list=[张三丰, jack, tom, 韩顺平, 贾宝玉]
      //        Object get(int index):获取指定index位置的元素
              //说过
      //        int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置
              System.out.println(list.indexOf("tom"));//2
      //        int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
              list.add("韩顺平");
              System.out.println("list=" + list);//list=[张三丰, jack, tom, 韩顺平, 贾宝玉, 韩顺平]
              System.out.println(list.lastIndexOf("韩顺平"));//5
      //        Object remove(int index):移除指定index位置的元素,并返回此元素
              list.remove(0);
              System.out.println("list=" + list);//list=[jack, tom, 韩顺平, 贾宝玉, 韩顺平]
      //        Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele , 相当于是替换.
              list.set(1, "玛丽");
              System.out.println("list=" + list);//list=[jack, 玛丽, 韩顺平, 贾宝玉, 韩顺平]
      //        List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合
              // 注意返回的子集合 fromIndex <= subList < toIndex
              List returnlist = list.subList(0, 2);
              System.out.println("returnlist=" + returnlist);//returnlist=[jack, 玛丽]
      
          }
      }
      

  8. List的三种遍历方式【List 接口的实现子类ArrayList,LinkedList,Vector】

    1. package com.jshedu.List_;
      
      import java.util.*;
      
      /**
       * @author 韩顺平
       * @version 1.0
       */
      public class ListFor {
          @SuppressWarnings({"all"})
          public static void main(String[] args) {
      
              //List 接口的实现子类 Vector LinkedList
              //List list = new ArrayList();
              //List list = new Vector();
              List list = new LinkedList();
      
              list.add("jack");
              list.add("tom");
              list.add("鱼香肉丝");
              list.add("北京烤鸭子");
      
              //遍历
              //1. 迭代器
              Iterator iterator = list.iterator();
              while (iterator.hasNext()) {
                  Object obj =  iterator.next();
                  System.out.println(obj);
      
              }
      
              System.out.println("=====增强for=====");
              //2. 增强for
              for (Object o : list) {
                  System.out.println("o=" + o);
              }
      
              System.out.println("=====普通for====");
              //3. 使用普通for
              for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
                  System.out.println("对象=" + list.get(i));
              }
      
      
          }
      }
      

      迭代器,增强for,普通for

    2. 例题

      package com.jshedu.List_;
      
      
      import java.util.*;
      
      /**
       * @author Mr.jia
       * @version 1.0
       */
      /*
      名称:红楼梦		价格:100.0		作者:曹雪芹
      名称:三国演义		价格:10.1		作者:罗贯中
      名称:小李飞刀		价格:12.1		作者:古龙
      名称:红楼梦		价格:9.1		作者:曹雪芹
      定制排序后======
      名称:红楼梦		价格:9.1		作者:曹雪芹
      名称:三国演义		价格:10.1		作者:罗贯中
      名称:小李飞刀		价格:12.1		作者:古龙
      名称:红楼梦		价格:100.0		作者:曹雪芹
       */
      public class Homework03 {
          @SuppressWarnings({"all"})
          public static void main(String[] args) {
              //List arrayList = new ArrayList();
              //LinkedList arrayList = new LinkedList();
              Vector arrayList = new Vector();
              //三种集合实现都ok
      
              arrayList.add(new Book("红楼梦","曹雪芹",100));
              arrayList.add(new Book("三国演义","罗贯中",10.1));
              arrayList.add(new Book("小李飞刀","古龙",12.1));
              arrayList.add(new Book("红楼梦","曹雪芹",9.1));
              System.out.println();
              //迭代器
              Iterator iterator = arrayList.iterator();
              while (iterator.hasNext()) {
                  Object next =  iterator.next();
                  System.out.println(next);
              }
              //这里用的定制排序
              bubble(arrayList, new Comparator() {//匿名内部类
                  @Override
                  public int compare(Object o1, Object o2) {
                      Book i1 = (Book) o1;
                      Book i2 = (Book) o2;
                      return (int)(i1.getPrice()-i2.getPrice()  );
                      //更改i1-i2变化排序顺序
                  }
              });
              System.out.println("定制排序后======");
              iterator = arrayList.iterator();//迭代器重置
              while (iterator.hasNext()) {
                  Object next =  iterator.next();
                  System.out.println(next.toString());
              }
      //        for (Object o :) {
      //
      //        }
      
          }
          //冒泡排序
          public static void bubble(List list, Comparator c){
              Object temp;
              for (int i = 0; i < list.size()-1; i++) {//外层循环次数
                  for (int j = 0; j < list.size()-1-i ; j++) {
                      if(c.compare(list.get(j),list.get(j+1))>0){
                          //用List方法进行位置交换
                          temp = list.get(j);
                          list.set(j,list.get(j+1));
                          list.set(j+1,temp);
      
                      }
                  }
              }
          }
      
      }
      class Book{
          private String name;
          private String author;
          private double price;
      
          public Book(String name, String author, double price) {
              this.name = name;
              this.author = author;
              this.price = price;
          }
      
          public String getName() {
              return name;
          }
      
          public void setName(String name) {
              this.name = name;
          }
      
          public String getAuthor() {
              return author;
          }
      
          public void setAuthor(String author) {
              this.author = author;
          }
      
          public double getPrice() {
              return price;
          }
      
          public void setPrice(double price) {
              this.price = price;
          }
      
          @Override
          public String toString() {
              return "名称:"+getName()+"\t\t"+"价格:"+getPrice()+"\t\t"+
                      "作者:"+getAuthor();
          }
      }
      

      集合的运用匿名内部类,compare方法重写,List用方法位置交换

  9. ArrayList注意事项

    1. ArrayList可以加入null,并且多个

    2. ArrayList是由数组来实现数据存储的

    3. ArrayList基本等同于Vector,除了ArrayList是线程不安全(执行效率高),在多线程情况下,不建议使用ArrayList。

  10. ArrayList底层结构和源码分析

    1. ArrayList中维护了一个Object类型【这就是集合为什么可以存储任意类型的数据】的数组elementData【】。transient Object[] elementData;transient表示瞬间,短暂的,表示该属性不会被序列话。

    2. 当创建ArrayList对象时,如果使用的是无参构造器,则初始elementData容量为0,第1次添加,则扩容elementData为10,如需要再次扩容,则扩容elementData为1.5倍。【也就是10+10/2=15,为什么这样写,因为底层扩容机制就是按这个算法来的grow()】

      1.  代码执行流程,elementData==空【大写的一串英文】

         minCapacity表示的是需要几个空间,

         集合,Collection接口,Iterator(迭代器),List接口和方法,ArrayList底层结构和源码分析_第3张图片

    3. 如果使用的是指定大小的构造器,则初始elementData容量为指定大小,如果需要扩容,则直接扩容elementData 为1.5倍。【在你提供的任意数的1.5倍,】

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