一、集合&迭代器
- 集合体系结构
集合体系图
集合体系图.png
在最顶层的父接口Collection中一定定义了所有子类集合的共同属性和方法,因此我们首先需要学习Collection中共性方法,然后再去针对每个子类集合学习它的特有方法
- 案例代码一:
package com.neuedu.demo; import java.util.ArrayList; /* * ArrayList * 集合的体系结构： * 由于不同的数据结构（数据的组织，存储方式），所以Java为我们提供了不同的集合， * 但是不同的集合他们的功能都是相似，不断的向上提取，将共性抽取出来，这就是集合体系结构形成的原因 * * 体系结构： * 怎么学习?最顶层开始学习，因为最顶层包含了所有的共性 * 怎么使用？使用最底层，因为最底层就是具体的实现 * * Collection * List * ArrayList */ public class CollectionDemo { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 ArrayList al = new ArrayList(); //添加元素 al.add("hello"); al.add("world"); al.add("java"); //遍历集合 for(int x = 0;x < al.size();x++) { System.out.println(al.get(x)); } } }
- Collection中的常用功能
boolean add(Object e): 向集合中添加元素
void clear():清空集合中所有元素
boolean contains(Object o):判断集合中是否包含某个元素
boolean isEmpty():判断集合中的元素是否为空
boolean remove(Object o):根据元素的内容来删除某个元素
int size():获取集合的长度
Object[] toArray():能够将集合转换成数组并把集合中的元素存储到数组中
- 案例代码二:
package com.neuedu.demo import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; /* * Collection * boolean add(E e) * void clear() * boolean contains(Object o) * boolean isEmpty() * boolean remove(Object o) * int size() * Object[] toArray() * Iteratoriterator() * */ public class CollectionDemo2 { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 //Collection c = new Collection();//Collection是接口，不能实例化 Collection c = new ArrayList();//多态，父类引用指向子类对象 //boolean add(E e) System.out.println(c.add("hello"));//永远可以添加成功，因为ArrayList他允许重复 System.out.println(c.add("world")); //void clear()：清空集合 //c.clear(); //boolean contains(Object o) :判断集合中是否包含指定元素 //System.out.println(c.contains("java")); //boolean isEmpty() :是否为空 //System.out.println(c.isEmpty()); //boolean remove(Object o) :删除元素 //System.out.println(c.remove("java")); //int size() :返回集合中的元素个数 //System.out.println(c.size()); //Object[] toArray() :将集合转换成一个Object类型的数组 Object[] objs = c.toArray(); for (int i = 0; i < objs.length; i++) { System.out.println(objs[i]); } System.out.println(c); } }
- 迭代器
- 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：判断集合中是否有元素可以迭代
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。
- 案例代码三:
package com.neuedu.demo; import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.Iterator; /* * 集合的遍历方式： * 1.toArray(),可以把集合转换成数组，然后遍历数组即可 * 2.iterator(),可以返回一个迭代器对象，我们可以通过迭代器对象来迭代集合 * * Iterator：可以用于遍历集合 * E next() :返回下一个元素 * boolean hasNext() ：判断是否有元素可以获取 * * 注意：Exception in thread "main" java.util.NoSuchElementException * 使用next方法获取下一个元素，如果没有元素可以获取，则出现NoSuchElementException */ public class IteratorDemo { public static void main(String[] args) { //method(); //创建集合对象 Collection c = new ArrayList(); //添加元素 c.add("hello"); c.add("world"); c.add("java"); //获取迭代器对象 Iterator it = c.iterator(); //Object next() :返回下一个元素 //boolean hasNext() ：判断是否有元素可以获取 /*if(it.hasNext()) System.out.println(it.next()); if(it.hasNext()) System.out.println(it.next()); if(it.hasNext()) System.out.println(it.next()); if(it.hasNext()) System.out.println(it.next());*/ while(it.hasNext()) { System.out.println(it.next()); } } private static void method() { //创建集合对象 Collection c = new ArrayList(); //添加元素 c.add("hello"); c.add("world"); c.add("java"); //获取数组 Object[] objs = c.toArray(); //遍历数组 for (int i = 0; i < objs.length; i++) { System.out.println(objs[i]); } } }
- 并发修改异常:
- 并发修改异常产生原因:
当使用迭代器遍历集合的时候,使用了集合中的 增加/删除 方法,导致并发修改异常产
- 案例代码四:
package com.neuedu.demo; import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.Iterator; import java.util.List; import java.util.ListIterator; /* * 需求：判断集合中是否包含元素java，如果有则添加元素android * Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException:并发修改异常 * 迭代器是依赖于集合的，相当于集合的一个副本，当迭代器在操作的时候，如果发现和集合不一样，则抛出异常 * * 解决方案: * 你就别使用迭代器 * 在使用迭代器进行遍历的时候使用迭代器来进行修改 */ public class IteratorDemo3 { public static void main(String[] args) { //method(); //创建集合对象 //Collection c = new ArrayList(); List c = new ArrayList(); //添加元素 c.add("hello"); c.add("world"); c.add("java"); //我们可以通过遍历来获取集合中的每一个元素，然后进行比较即可 /*Iterator it = c.iterator(); while(it.hasNext()) { String s = (String)it.next(); if(s.equals("java")) { c.add("android"); } }*/ ListIterator lit = c.listIterator(); while(lit.hasNext()) { String s = (String)lit.next(); if(s.equals("java")) { lit.add("android"); } } System.out.println(c); } private static void method() { //创建集合对象 Collection c = new ArrayList(); //添加元素 c.add("hello"); c.add("world"); c.add("java"); //判断集合中是否包含元素java if(c.contains("java")) { c.add("android"); } System.out.println(c); } }
二、增强for&泛型
- 泛型
- 泛型的引入
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
- 案例代码五:
package com.neuedu.demo; import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.Iterator; /* * 使用集合存储自定义对象并遍历 * 由于集合可以存储任意类型的对象，当我们存储了不同类型的对象，就有可能在转换的时候出现类型转换异常， * 所以java为了解决这个问题，给我们提供了一种机制，叫做泛型 * */ public class GenericDemo { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 Collection c = new ArrayList(); //创建元素对象 Student s = new Student("zhangsan",18); Student s2 = new Student("lisi",19); //添加元素对象 c.add(s); c.add(s2); //遍历集合对象 Iterator it = c.iterator(); while(it.hasNext()) { String str = (String)it.next(); System.out.println(str); } } } class Student { String name; int age; public Student(String name,int age) { this.name = name; this.age = age; } }以上代码会发生强制转换异常,原因就是String str = (String)it.next() ,存入集合的是Student,而强转为String,String与Student之间没有任何子父关系不能强转,未使用泛型前有可能发声强制转换异常的问题
- 泛型的使用
当类上定义<>的时候就可以使用泛型,例如ArrayList类的定义:
class ArrayList,那么我们在创建ArrayList对象的时候就可以指定<>中E的类型
ArrayListal=new ArrayList (),那么String就把E替换掉了
- 案例代码六:
package com.neuedu.demo; import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.Iterator; /* * 使用集合存储自定义对象并遍历 * 由于集合可以存储任意类型的对象，当我们存储了不同类型的对象，就有可能在转换的时候出现类型转换异常， * 所以java为了解决这个问题，给我们提供了一种机制，叫做泛型 * * 泛型：是一种广泛的类型，把明确数据类型的工作提前到了编译时期，借鉴了数组的特点 * 泛型好处： * 避免了类型转换的问题 * 可以减少黄色警告线 * 可以简化我们代码的书写 * * 什么时候可以使用泛型？ * 问API，当我们看到，就可以使用泛型了 * */ public class GenericDemo { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 Collection c = new ArrayList (); //创建元素对象 Student s = new Student("zhangsan",18); Student s2 = new Student("lisi",19); //添加元素对象 c.add(s); c.add(s2); //遍历集合对象 Iterator it = c.iterator(); while(it.hasNext()) { //String str = (String)it.next(); //System.out.println(str); Student stu = it.next(); System.out.println(stu.name); } } } class Student { String name; int age; public Student(String name,int age) { this.name = name; this.age = age; } }
- 增强for
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。
- 案例代码七:
package com.neuedu.demo; import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; /* * foreach:增强for循环，一般用于遍历集合或者数组 * 格式： * for(元素的类型 变量 : 集合或者数组对象) { * 可以直接使用变量; * } * 注意：在增强for循环中不能修改集合，否则会出现并发修改异常。 * * public interface Iterable* 实现这个接口允许对象成为 "foreach" 语句的目标。 * */ public class ForEachDemo { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 Collection c = new ArrayList (); //添加元素 c.add("hello"); c.add("world"); c.add("java"); //增强for循环遍历集合 /*for(Object obj : c) { System.out.println(obj); }*/ /*for(String s : c) { System.out.println(s.toUpperCase()); }*/ for (String string : c) { c.add("android"); System.out.println(string); } } }
三、常见数据结构
- 数组
数组，采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：
查找元素快：通过索引，可以快速访问指定位置的元素
增删元素慢 ,每次添加元素需要移动大量元素或这创建新的数组
数组.png
- 链表
链表，采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：
- A:多个节点之间，通过地址进行连接。例如，多个人手拉手，每个人使用自己的右手拉住下个人的左手，依次类推，这样多个人就连在一起了。
- B:查找元素慢：想查找某个元素，需要通过连接的节点，依次向后查找指定元素
C:增删元素快：
增加元素：只需要修改连接下个元素的地址即可。
删除元素：只需要修改连接下个元素的地址即可
链表.png
- 栈&队列
- A:堆栈，采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：
先进后出（即，存进去的元素，要在后它后面的元素依次取出后，才能取出该元素）。例如，子弹压进弹夹，先压进去的子弹在下面，后压进去的子弹在上面，当开枪时，先弹出上面的子弹，然后才能弹出下面的子弹。B:队列，采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：
先进先出（即，存进去的元素，要在后它前面的元素依次取出后，才能取出该元素）。例如，安检。排成一列，每个人依次检查，只有前面的人全部检查完毕后，才能排到当前的人进行检查。
栈和队列.png
四、List子体系
- List子体系特点
- A:有序的（存储和读取的顺序是一致的）
- B:有整数索引
- C:允许重复的
- List的特有功能
- void add(int index, E element) :将元素添加到index索引位置上
- E get(int index) :根据index索引获取元素
- E remove(int index) :根据index索引删除元素
- E set(int index, E element):将index索引位置的的元素设置为element
- 案例代码八:
package com.neuedu.demo; import java.util.ArrayList; import java.util.List; /* * List: * 有序的（存储和读取的顺序是一致的） * 有整数索引 * 允许重复的 * * List的特有功能： * void add(int index, E element) * E get(int index) * E remove(int index) * E set(int index, E element) * * 增删改查 * */ public class ListDemo { public static void main(String[] args) { //创建的列表对象 List list = new ArrayList(); //void add(int index, E element) : 在指定索引位置添加指定元素 list.add(0, "hello"); list.add(0, "world"); list.add(1, "java"); //E get(int index) :根据索引返回元素 /*System.out.println(list.get(0)); System.out.println(list.get(1)); System.out.println(list.get(2));*/ //System.out.println(list.get(3)); /*for (int i = 0; i < list.size(); i++) { System.out.println(list.get(i)); }*/ //E remove(int index) : 删除指定元素并返回 //System.out.println(list.remove(5)); //E set(int index, E element) : 将指定索引位置的元素替换为指定元素，并将原先的元素返回 System.out.println(list.set(0, "android")); System.out.println(list); } }
- LinkedList特有功能
- LinkedList底层使用的是链表结构,因此增删快,查询相对ArrayList较慢
void addFirst(E e) :向链表的头部添加元素
void addLast(E e):向链表的尾部添加元素
E getFirst():获取链头的元素,不删除元素
E getLast():获取链尾的元素,不删除元素
E removeFirst():返回链头的元素并删除链头的元素
E removeLast():返回链尾的元素并删除链尾的元素
- 案例代码九:
package com.neuedu.demo import java.util.LinkedList; /* * List的常用子类： * ArrayList * 底层是数组结构，查询快，增删慢 * LinkedList * 底层结构是链表，查询慢，增删快 * * 如何选择使用不同的集合？ * 如果查询多，增删少，则使用ArrayList * 如果查询少，增删多，则使用LinkedList * 如果你不知道使用什么，则使用ArrayList * * LinkedList的特有功能： * void addFirst(E e) * void addLast(E e) * E getFirst() * E getLast() * E removeFirst() * E removeLast() * */ public class LinkedListDemo { public static void main(String[] args) { LinkedList list = new LinkedList(); list.add("hello"); list.add("world"); //void addFirst(E e) :将元素添加到索引为0的位置 //void addLast(E e) ：将元素添加到索引为size()-1的位置 list.addFirst("java"); list.addLast("android"); //E getFirst() :获取索引为0的元素 //E getLast() ：获取索引为size()-1的元素 //System.out.println(list.getFirst()); //System.out.println(list.getLast()); //E removeFirst() :删除索引为0的元素并返回 //E removeLast() ：删除索引为size()-1的元素并返回 System.out.println(list.removeFirst()); System.out.println(list.removeLast()); System.out.println(list); } }
package com.neuedu.demo; import java.util.ArrayList; import java.util.List; /* * 需求：定义一个方法，返回指定列表中指定元素的索引位置 * * 判断元素是否存在 * */ public class ListTest { public static void main(String[] args) { List list = new ArrayList(); list.add("hello"); list.add("world"); list.add("java"); //int index = index(list,"php"); //System.out.println(index); //boolean flag = contains(list, "php"); //System.out.println(flag); boolean flag = list.contains("php"); System.out.println(flag); } public static int index(List list,Object other) { for(int x = 0;x < list.size();x++) { //获取列表中的元素 Object obj = list.get(x); //使用列表中的元素和指定的元素进行比较 if(obj.equals(other)) { return x; } } //查找不到指定的元素 return -1; } public static boolean contains(List list,Object other) { //获取指定元素在指定列表中的索引位置 int index = index(list,other); //如果索引位置大于等于0，则认为元素存在，否则不存在 if(index >= 0) { return true; } else { return false; } } }