一.集合
1.集合使用的回顾
ArrayList集合存储5个int类型元素
public static void main(String[] args) { ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); list.add(111); list.add(222); list.add(333); list.add(444); list.add(555); for(int i=0; i<list.size(); i++){ System.out.println(list.get(i)); } }
ArrayList集合存储5个Person类型元素
public static void main(String[] args) { ArrayList<Person> list = new ArrayList<Person>(); 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<list.size(); i++){ Person p = list.get(i); System.out.println(p); } }
2.集合和数组的区别
- 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
3.集合继承关系图
ArrayList继承关系
- 查看ArrayList类发现它继承了抽象类AbstractList同时实现接口List
public class ArrayList extends AbstractList implements List{...}
- 而List接口又继承了Collection接口。Collection接口为最顶层集合接口了
interface List extends Collection {...}
集合的继承体系
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
- Collecton接口常用的子接口有:List接口、Set接口
- List接口常用的子类有:ArrayList类(数组列表)、LinkedList类(链表)
- Set接口常用的子类有:HashSet类(哈希表)、LinkedHashSet类(基于链表的哈希表)
- 继承关系
4.集合Collection的方法
添加
void add(Object o)
清空集合中的元素(但集合本身还存在)
void clear()
判断对象是否存在于集合中,对象存在返回true
boolean contains(Object o)
移除(第一个)指定的对象
boolean remove(Object o)
返回集合中元素个数
int size()
集合中的元素,转成一个数组中的元素, 集合转成数组。返回是一个存储对象的数组, 数组存储的数据类型是Object。
Object[] toArray()
实例代码
/* * Collection接口中的方法 * 是集合中所有实现类必须拥有的方法 * 使用Collection接口的实现类,程序的演示 * ArrayList implements List * List extends Collection * 方法的执行,都是实现的重写 */ public class CollectionDemo { public static void main(String[] args) { function_2(); } /* Collection接口方法 * Object[] toArray() 集合中的元素,转成一个数组中的元素, 集合转成数组 * 返回是一个存储对象的数组, 数组存储的数据类型是Object */ private static void function_2() { Collection<String> coll = new ArrayList<String>(); coll.add("abc"); coll.add("itcast"); coll.add("itheima"); coll.add("money"); coll.add("123"); Object[] objs = coll.toArray(); for(int i = 0 ; i < objs.length ; i++){ System.out.println(objs[i]); } } /* * Collection接口方法 * boolean contains(Object o) 判断对象是否存在于集合中,对象存在返回true * 方法参数是Object类型 */ private static void function_1() { Collection<String> coll = new ArrayList<String>(); coll.add("abc"); coll.add("itcast"); coll.add("itheima"); coll.add("money"); coll.add("123"); boolean b = coll.contains("itcast"); System.out.println(b); } /* * Collection接口的方法 * void clear() 清空集合中的所有元素 * 集合容器本身依然存在 */ public static void function(){ //接口多态的方式调用 Collection<String> coll = new ArrayList<String>(); coll.add("abc"); coll.add("bcd"); System.out.println(coll);//[abc, bcd] coll.clear(); System.out.println(coll);//[] } /* * Collection接口方法 * boolean remove(Object o)移除集合中指定的元素 */ private static void function_3(){ Collection<String> coll = new ArrayList<String>(); coll.add("abc"); coll.add("money"); coll.add("itcast"); coll.add("itheima"); coll.add("money"); coll.add("123"); System.out.println(coll);//[abc, money, itcast, itheima, money, 123] boolean b = coll.remove("money"); System.out.println(b);//true System.out.println(coll);//[abc, itcast, itheima, money, 123] } }
注意Java中三种长度表现形式:
- 数组.length属性,返回值int
- 字符串.length()方法,返回值int
- 集合.size()方法,返回值int
二.Iterator迭代器
1.迭代器概述
- 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。
- 每种集合的底层的数据结构不同,例如ArrayList是数组,LinkedList底层是链表,但是无论使用那种集合,我们都会有判断是否有元素以及取出里面的元素的动作,那么Java为我们提供一个迭代器定义了统一的判断元素和取元素的方法[适合集合的所有实现类]
2.迭代器的实现原理
- 集合中的迭代器:获取集合中元素方式(即对collection进行迭代)
- 接口Iterator两个抽象方法
boolean hasNext()
判断集合中还有没有可以被取出的元素,如果有返回truenext()
取出集合中的下一个元素
- Iterator是接口,需要找实现类。Collection接口中的定义方法是
Iterator iterator()
,ArrayList 重写方法 iterator(),返回了Iterator接口的实现类的对象,Iterator it = array.iterator()
,运行结果就是Iterator接口的实现类的对象。it是接口的实现类对象,调用方法 hasNext()和next()对集合元素进行迭代。
3.迭代器的代码实现
public class IteratorDemo {
public static void main(String[] args) {
Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
coll.add("abc1");
coll.add("abc2");
coll.add("abc3");
coll.add("abc4");
//迭代器,对集合ArrayList中的元素进行取出
//调用集合的方法iterator()获取出,Iterator接口的实现类的对象
Iterator<String> it = coll.iterator();
//接口实现类对象,调用方法hasNext()判断集合中是否有元素
//boolean b = it.hasNext();
//System.out.println(b);
//接口的实现类对象,调用方法next()取出集合中的元素
//String s = it.next();
//System.out.println(s);
//迭代是反复内容,使用循环实现,循环的条件,集合中没元素, hasNext()返回了false
while(it.hasNext()){
String s = it.next();
System.out.println(s);
}
}
}
4.迭代器的执行过程
- 迭代器的原理图
- 初始指针指向-1
- 执行一次hasNext()向后检验一次
- 执行一次next()指针向后移并取值
迭代器只能用一次,指针到最后则无法复原
- 实例代码
while(it.hasNext()) { System.out.println(it.next()); } //cursor记录的索引值不等于集合的长度返回true,否则返回false public boolean hasNext() { return cursor != size; //cursor初值为0 } //next()方法作用: //①返回cursor指向的当前元素 //②cursor++ public Object next() { int i = cursor; cursor = i + 1; return elementData[lastRet = i]; } b:for循环迭代写法: for (Iterator<String> it2 = coll.iterator(); it2.hasNext(); ) { System.out.println(it2.next()); }
5.集合迭代中的转型
在使用集合时,我们需要注意以下几点:
- 集合中存储其实都是对象的地址。
- 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(基本类型对象),这样,集合中的元素就是基本数值的包装类对象。
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("shitcast"); Iterator it = coll.iterator(); while (it.hasNext()) { //元素被存放进集合后,由于没有指定泛型,全部被提升为Object类型。取出时也都是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。
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<String> coll = new ArrayList<String>(); coll.add("abc"); coll.add("aabbcc"); coll.add("shitcast"); Iterator<String> it = coll.iterator(); while (it.hasNext()) { String str = it.next(); //当使用Iterator<String>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()); }
三.增强for循环
增强for循环遍历数组
/* * JDK1.5新特性,增强for循环 * JDK1.5版本后,出现新的接口 java.lang.Iterable * Collection开是继承Iterable * Iterable作用,实现增强for循环 * * 格式: * for( 数据类型 变量名 : 数组或者集合 ){ * sop(变量); * } */ public static void function_1(){ //for对于对象数组遍历的时候,能否调用对象的方法呢 String[] str = {"abc","itcast","cn"}; for(String s : str){ System.out.println(s.length()); } } /* * 实现for循环,遍历数组 * 好处: 代码少了,方便对容器遍历 * 弊端: 没有索引,不能操作容器里面的元素 */ public static void function(){ int[] arr = {3,1,9,0}; for(int i : arr){ System.out.println(i+1); } System.out.println(arr[0]); }
- 增强for循环好处:代码少了,方便对容器进行遍历,可以使用容器对象的方法
- 增强for循环弊端:没有索引,不能修改容器里的单独元素
增强for循环遍历集合
/* * 增强for循环遍历集合 * 存储自定义Person类型 */ public static void function_2(){ ArrayList<Person> array = new ArrayList<Person>(); array.add(new Person("a",20)); array.add(new Person("b",10)); for(Person p : array){ System.out.println(p);// System.out.println(p.toString()); } }
四.泛型
1.泛型的定义和使用
JDK1.5 出现新的安全机制,保证程序的安全性
泛型: 指明了集合中存储数据的类型 <数据类型>
实例代码
public class GenericDemo { public static void main(String[] args) { function(); } public static void function(){ Collection<String> coll = new ArrayList<String>(); coll.add("abc"); coll.add("rtyg"); coll.add("43rt5yhju"); // coll.add(1); //添加是会出现编译错误 Iterator<String> it = coll.iterator(); while(it.hasNext()){ String s = it.next(); System.out.println(s.length()); } } }
2.Java中的伪泛型
泛型只在编译时存在,编译后就被擦除,在编译之前我们就可以限制集合的类型,起到作用
例如
//编译前 ArrayList<String> al=new ArrayList<String>(); //编译后 ArrayList al=new ArrayList();
使用泛型是编译手段,如果
arr.add("...")
不是对应泛型类型则会编译失败,但编译后的class文件没有泛型。此时是否能保证安全呢?能保证安全,因为不符合数据结构的编译即失败。
3.泛型类的定义和使用
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<E>{ 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<String> list = new ArrayList<String>();此时,变量E的值就是String类型 class ArrayList<String>{ public boolean add(String e){ } public String get(int index){ } } //ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();此时,变量E的值就是Integer类型 class ArrayList<Integer>{ public boolean add(Integer e){ } public Integer get(int index){ } }
4.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){...}
泛型方法的使用
//例如,API中的ArrayList集合中的方法:public <T> 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<String> list = new ArrayList<String>(); 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> String[] toArray(String[] a){ } 例如: ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); 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> Integer[] toArray(Integer[] a){ }
5.泛型的接口
带有泛型的接口
public interface List <E>{ abstract boolean add(E e); }
实现类先实现接口,不理会泛型
public class ArrayList<E> implements List<E>{...}
调用者后期创建集合对象时指定数据类型
new ArrayList<String>();
或者,实现类实现接口的同时,指定泛型数据类型
public class XXX implements List<String>{...}//指定了泛型,则实现的接口中的方法都有固定的数据类型 new XXX();
6.泛型的好处
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
实例代码
public class GenericDemo { public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("abc"); list.add("itcast"); //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<String> it = list.iterator(); while(it.hasNext()){ String str = it.next(); System.out.println(str.length()); //当使用Iterator<String> //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 } } }
7.泛型的通配符
public class GenericDemo {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> array = new ArrayList<String>();
HashSet<Integer> set = new HashSet<Integer>();
array.add("123");
array.add("456");
set.add(789);
set.add(890);
iterator(array);
iterator(set);
}
/*
* 定义方法,可以同时迭代2个集合
* 参数: 怎么实现,不能写ArrayList,也不能写HashSet
* 参数: 使用共同实现的接口
* 泛型的通配,匹配所有的数据类型 ?
*/
public static void iterator(Collection<?> coll){
Iterator<?> it = coll.iterator();
while(it.hasNext()){
//it.next()获取的对象是Object类型
System.out.println(it.next());
}
}
}
- 泛型的通配符:
?
可以匹配所有的数据类型 - 接收时如果泛型为
?
,则获取的对象时Object类型
8.泛型的限定
/*
* 将的酒店员工,厨师,服务员,经理,分别存储到3个集合中
* 定义方法,可以同时遍历3集合,遍历三个集合的同时,可以调用工作方法
*/
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
//创建3个集合对象
ArrayList<ChuShi> cs = new ArrayList<ChuShi>();
ArrayList<FuWuYuan> fwy = new ArrayList<FuWuYuan>();
ArrayList<JingLi> jl = new ArrayList<JingLi>();
//每个集合存储自己的元素
cs.add(new ChuShi("张三", "后厨001"));
cs.add(new ChuShi("李四", "后厨002"));
fwy.add(new FuWuYuan("翠花", "服务部001"));
fwy.add(new FuWuYuan("酸菜", "服务部002"));
jl.add(new JingLi("小名", "董事会001", 123456789.32));
jl.add(new JingLi("小强", "董事会002", 123456789.33));
iterator(jl);
iterator(fwy);
iterator(cs);
}
/*
* 定义方法,可以同时遍历3集合,遍历三个集合的同时,可以调用工作方法 work
* ? 通配符,迭代器it.next()方法取出来的是Object类型,怎么调用work方法
* 强制转换: it.next()=Object o ==> Employee
* 方法参数: 控制,可以传递Employee对象,也可以传递Employee的子类的对象
* 泛型的限定 本案例,父类固定Employee,但是子类可以无限?
* ? extends Employee 限制的是父类, 上限限定, 可以传递Employee,传递他的子类对象
* ? super Employee 限制的是子类, 下限限定, 可以传递Employee,传递他的父类对象
*/
public static void iterator(ArrayList<? extends Employee> array){
Iterator<? extends Employee> it = array.iterator();
while(it.hasNext()){
//获取出的next() 数据类型,是什么Employee
Employee e = it.next();
e.work();
}
}
}
- 泛型的限定分为上限限定和下限限定
? extends Employee
限制的是父类, 上限限定, 可以传递Employee,传递他的子类对象? super Employee
限制的是子类, 下限限定, 可以传递Employee,传递他的父类对象