一.Collection集合
(一)集合概述
- 集合:集合是java中提供的一种容器,可以用来存储多个数据。
- 数组的长度是固定的。集合的长度是可变的。
- 数组中存储的是的元素,可以存储值。集合存储的都是。而且对象的类型可以不一致。在开发中一般当对象多的时候,使用集合进行存储。
(二)集合框架
集合按照其存储结构可以分为两大类,分别是单列集合
java.util.Collection
和双列集合java.util.Map
。
Collection:单列集合类的根接口,用于存储一系列符合某种规则的元素,它有两个重要的子接口,分别是java.util.List
和java.util.Set
。
-
List
的特点是元素有序、元素可重复。
List
接口的主要实现类有java.util.ArrayList
和java.util.LinkedList
, -
Set
的特点是元素无序,而且不可重复。
Set
接口的主要实现类有java.util.HashSet
和java.util.TreeSet
。
image.png
(三)Collection 常用功能
Collection
是所有单列集合的父接口,因此在Collection
中定义了单列集合(List
和Set
)通用的一些方法,这些方法可用于操作所有的单列集合。方法如下:
-
public boolean add(E e)
: 把给定的对象添加到当前集合中 。 -
public void clear()
:清空集合中所有的元素。 -
public boolean remove(E e)
: 把给定的对象在当前集合中删除。 -
public boolean contains(E e)
: 判断当前集合中是否包含给定的对象。 -
public boolean isEmpty()
: 判断当前集合是否为空。 -
public int size()
: 返回集合中元素的个数。 -
public Object[] toArray()
: 把集合中的元素,存储到数组中。
代码:
public class CollectionTest {
public static void main(String[] args) {
Collection coll = new ArrayList<>();
boolean b1 = coll.add("张三");
System.out.println("添加数据张三是否成功: " + b1);
coll.add("李四");
coll.add("王五");
coll.add("赵六");
coll.add("田七");
System.out.println("集合中元素为: "+coll);
System.out.println("==============");
boolean b2 = coll.remove("田七");
System.out.println("删除数据田七是否成功: " + b2);
boolean b3 = coll.remove("赵四");
System.out.println("删除数据赵四是否成功: " + b3);
System.out.println("集合中元素为: "+coll);
System.out.println("==============");
boolean b4 = coll.contains("张三");
System.out.println("coll集合中是否包含张三: " + b4);
boolean b5 = coll.contains("赵四");
System.out.println("coll集合中是否包含赵四: " + b5);
System.out.println("==============");
int num = coll.size();
System.out.println("coll集合中元素的个数为: " + num);
System.out.println("==============");
boolean b6 = coll.isEmpty();
System.out.println("coll集合中是否为空: " + b6);
System.out.println("==============");
Object[] arr = coll.toArray();
System.out.println("转化为数组...");
System.out.print("数组中元素为: ");
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + " ");
}
System.out.println("\n==============");
System.out.println("清空集合!");
coll.clear();
boolean b7 = coll.isEmpty();
System.out.println("coll集合中是否为空: " + b7);
}
}
运行结果:
二.Iterator迭代器
(一)概述
在程序开发中,经常需要遍历集合中的所有元素。针对这种需求,JDK专门提供了一个接口java.util.Iterator
。
-
Iterator
接口也是Java集合中的一员,但它与Collection
、Map
接口有所不同。 -
Collection
接口与Map
接口主要用于存储元素。 -
Iterator
主要用于迭代访问(即遍历)Collection
中的元素。
因此Iterator
对象也被称为迭代器。
- 迭代:即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。
(二)获取Iterator的方法
-
public Iterator iterator()
: 获取集合对应的迭代器,用来遍历集合中的元素的。
Iterator接口的常用方法如下:
(三)Iterator接口的常用方法
-
public E next()
:返回迭代的下一个元素。 -
public boolean hasNext()
:如果仍有元素可以迭代,则返回 true。
代码:
public class IteratorTest {
public static void main(String[] args) {
Collection coll = new ArrayList<>();
coll.add("张三");
coll.add("李四");
coll.add("王五");
coll.add("赵六");
coll.add("田七");
// 多态
Iterator iterator = coll.iterator();
// 使用while循环遍历集合
while (iterator.hasNext()) {
System.out.print(iterator.next() + " ");
}
System.out.println("\n========================");
// 使用for循环遍历集合
for (Iterator i = coll.iterator(); i.hasNext(); ) {
System.out.print(i.next() + " ");
}
}
}
运行结果:
(四)迭代器的实现原理
当遍历集合时,首先通过调用集合的iterator()方法获得迭代器对象,然后使用hasNext()
方法判断集合中是否存在下一个元素,如果存在,则调用next()
方法将元素取出,否则说明已到达了集合末尾,停止遍历元素。
Iterator
迭代器对象在遍历集合时,内部采用的方式来跟踪集合中的元素。
在调用Iterator
的next()
方法之前,迭代器的索引位于第一个元素之前,不指向任何元素,当第一次调用迭代器的next()
方法后,迭代器的索引会向后移动一位,指向第一个元素并将该元素返回,当再次调用next()
方法时,迭代器的索引会指向第二个元素并将该元素返回,依此类推,直到hasNext()
方法返回false
,表示到达了集合的末尾,终止对元素的遍历。
(五)增强for
增强for循环(也称for each
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。
public class ForEachTest {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};
Collection coll = new ArrayList<>();
coll.add("张三");
coll.add("李四");
coll.add("王五");
coll.add("赵六");
//增强for循环:底层使用的也是迭代器,使用for循环的格式,简化了迭代器的书写
// 遍历数组
for (int i : arr) {
System.out.print(i + " ");
}
// 遍历集合
System.out.println("\n=======================");
for (String str : coll) {
System.out.print(str + " ");
}
}
}
运行结果:
三.泛型
(一)泛型概述
Collection
虽然可以存储各种对象,但实际上通常Collection
只存储同一类型对象。例如都是存储字符串对象。因此在JDK5之后,新增了泛型(Generic)语法,让你在设计API时可以指定类或方法支持泛型,这样我们使用API的时候也变得更为简洁,并得到了编译时期的语法检查。
- 泛型:可以在类或方法中预支地使用未知的类型。
注意事项:一般在创建对象时,将未知的类型确定具体的类型。当没有指定泛型时,默认类型为
Object
类型。
(二)Java泛型中的标记符含义:
E - Element (在集合中使用,因为集合中存放的是元素)
T - Type(Java 类)
K - Key(键)
V - Value(值)
N - Number(数值类型)
? - 表示不确定的java类型
(三)使用泛型的好处
- 将运行时期的ClassCastException,转移到了编译时期变成了编译失败。
- 避免了类型强转的麻烦,存储的是什么类型,取出的就是什么类型。
代码:
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
show1();
System.out.println("=================");
show2();
}
/*
创建集合对象,不使用泛型
好处:
集合不使用泛型,默认的类型就是Object类型,可以存储任意类型的数据
弊端:
不安全,会引发异常
*/
private static void show1() {
Collection coll = new ArrayList();
coll.add("a");
coll.add(1);
Iterator it = coll.iterator();
while (it.hasNext()) {
Object obj = it.next();
System.out.println(obj);
//会抛出ClassCastException类型转换异常,不能把Integer类型转换为String类型
// String str = (String)obj;
// System.out.println(str+"-->length: "+str.length());
}
}
/*
创建集合对象,使用泛型
好处:
1.避免了类型转换的麻烦,存储的是什么类型,取出的就是什么类型
2.把运行期异常(代码运行之后会抛出的异常),提升到了编译期(写代码的时候会报错)
弊端:
泛型是什么类型,只能存储什么类型的数据
*/
private static void show2() {
Collection coll = new ArrayList<>();
coll.add("a");
coll.add("b");
// add(java.lang.String)in ArrayList cannot be applied to (int)
// coll.add(1);
Iterator it = coll.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.println(it.next());
}
}
}
运行结果:
(四)泛型擦除
泛型只是编译器的一个标识,在运行期间泛型的类型会被擦除,也就是说List
与List
是一种类型。并不能区分。它只在编译期区分,这个容器能够装什么。形象点说 容器相当于一个篮子,而泛型就是在篮子上贴上了一个 标签,当运行时期这个标签就会被去除,装有不同东西的篮子,在运行期都是可以看做是一样的了。
注意事项:泛型是数据类型的一部分,我们将类名与泛型合并一起看做数据类型。
(五)泛型的定义与使用
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。
1.含有泛型的类
(1) 定义格式:
修饰符 class 类名<代表泛型的变量> { }
(2) 使用泛型: 即什么时候确定泛型。
在创建对象的时候确定泛型的类型
代码:
MyGenericClass.java
public class MyGenericClass {
private int num;
private MVP mvp;
public MyGenericClass() {
}
public MyGenericClass(int num, MVP mvp) {
this.num = num;
this.mvp = mvp;
}
public int getNum() {
return num;
}
public void setNum(int num) {
this.num = num;
}
public MVP getMvp() {
return mvp;
}
public void setMvp(MVP mvp) {
this.mvp = mvp;
}
@Override
public String toString() {
return "MyGenericClass{" +
"num=" + num +
", mvp=" + mvp +
'}';
}
}
MyGenericClassTest.java
public class MyGenericClassTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个泛型为String的类
MyGenericClass mgc = new MyGenericClass<>();
mgc.setNum(10);
mgc.setMvp("张三");
System.out.println(mgc);
// 创建一个泛型为Integer的类
MyGenericClass mgc2 = new MyGenericClass<>();
mgc2.setNum(20);
mgc2.setMvp(18);
System.out.println(mgc2);
}
}
运行结果:
2.含有泛型的方法
(1) 定义格式:
修饰符 <代表泛型的变量> 返回值类型 方法名(参数){ }
(2) 使用格式: 即什么时候确定泛型。
调用方法时,确定泛型的类型
代码:
public class MyGenericMethod {
public static void main(String[] args) {
MyGenericMethod mgm = new MyGenericMethod();
mgm.method("张三");
mgm.method(1);
mgm.method(8.8);
mgm.method(true);
method1("李四");
}
// 静态方法使用泛型
public static void method1(MVP mvp) {
System.out.println("静态方法-->mvp: " + mvp);
}
// 普通方法使用泛型
public void method(MVP mvp) {
System.out.println("普通方法-->mvp: " + mvp);
}
}
运行结果:
3.含有泛型的接口
(1) 定义格式:
修饰符 interface 接口名<代表泛型的变量> { }
(2) 使用格式: 即什么时候确定泛型。
- 定义实现类时确定泛型的类型
代码:
MyGenericInterface.java
public interface MyGenericInterface {
void method(MVP mvp);
}
MyGenericInterfaceImpl1.java
//含有泛型的接口,第一种使用方式:定义接口的实现类,实现接口,指定接口的泛型
public class MyGenericInterfaceImpl1 implements MyGenericInterface {
@Override
public void method(String mvp) {
System.out.println("mvp: " + mvp);
}
}
MyGenericInterfaceTest1.java
public class myGenericInterfaceTest1 {
public static void main(String[] args) {
MyGenericInterfaceImpl1 impl = new MyGenericInterfaceImpl1();
impl.method("张三");
}
}
运行结果:
- 始终不确定泛型的类型,直到创建对象时,确定泛型的类型
代码:
MyGenericInterface.java
public interface MyGenericInterface {
void method(MVP mvp);
}
MyGenericInterfaceImpl2.java
// 含有泛型的接口第二种使用方式:接口使用什么泛型,实现类就使用什么泛型,类跟着接口走
// 就相当于定义了一个含有泛型的类,创建对象的时候确定泛型的类型
public class MyGenericInterfaceImpl2 implements MyGenericInterface {
@Override
public void method(MVP mvp) {
System.out.println("mvp: " + mvp);
}
}
MyGenericInterfaceTest2.java
public class MyGenericInterfaceTest2 {
public static void main(String[] args) {
MyGenericInterfaceImpl2 impl = new MyGenericInterfaceImpl2<>();
impl.method(100);
}
}
运行结果:
4.泛型通配符
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。
(1) 通配符基本使用
泛型的通配符:不知道使用什么类型来接收的时候,此时可以使用?
,?
表示未知通配符。
- 此时只能接受数据,不能往该集合中存储数据。
- 不能创建对象使用
- 只能作为方法的参数使用
代码:
public class GenericGeneral {
public static void main(String[] args) {
ArrayList listString = new ArrayList<>();
listString.add("张三");
listString.add("李四");
ArrayList listInteger = new ArrayList<>();
listInteger.add(100);
listInteger.add(200);
printArray(listString);
System.out.println("=====================");
printArray(listInteger);
}
private static void printArray(ArrayList> list) {
Iterator> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
Object obj = it.next();
System.out.println(obj);
}
}
}
运行结果:
5.泛型通配符高级使用—受限泛型
之前设置泛型的时候,实际上是可以任意设置的,只要是类就可以设置。但是在JAVA的泛型中可以指定一个泛型的上限和下限
泛型的上限:
- 格式:
类型名称 extends 类 > 对象名称
- 意义:
只能接收该类型及其子类
泛型的下限:
- 格式:
类型名称 super 类 > 对象名称
- 意义:
只能接收该类型及其父类型
代码:
public class GenericGeneralAdvancedUse {
public static void main(String[] args) {
ArrayList