Collection

集合,集合是java中提供的一种容器,可以用来存储多个数据。
在前面的学习中,我们知道数据多了,可以使用数组存放或者使用ArrayList集合进行存放数据。那么,集合和数组既然都是容器,它们有啥区别呢?

  • 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

集合继承关系图

ArrayList的继承关系:

查看ArrayList类发现它继承了抽象类AbstractList同时实现接口List,而List接口又继承了Collection接口。Collection接口为最顶层集合接口了。
源代码:

interface List extends Collection { 
} 
public class ArrayList extends AbstractList implements List{ 
}

集合继承体系:

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、LinkedList类
  • Set接口常用的子类有:HashSet类、LinkedHashSet类

Collection

集合Collection的方法,是集合中所有实现类必须拥有的方法

Object[] toArray() 集合中的元素,转成一个数组中的元素, 集合转成数组

      /*  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]); 
        } 
      }

学习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

 boolean contains(Object o) 判断对象是否存在于集合中,对象存在返回true

      /* 
       * 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); 
      }

void clear() 清空集合中的所有元素

      /* 
       * 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); 
         
        coll.clear(); 
         
        System.out.println(coll); 
         
      }

boolean remove(Object o)移除集合中指定的元素

 /* 
     * 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); 
       
      boolean b = coll.remove("money"); 
      System.out.println(b); 
      System.out.println(coll); 
    }

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,但是无论使用哪种集合,我们都会判断是否有元素,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。

 迭代器的实现原理

 集合中的迭代器:获取集合中元素方式

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true
  • next() 取出集合中的下一个元素
Iterator接口,找实现类.
Collection接口定义方法:Iterator iterator()

ArrayList 重写方法 iterator(),返回了Iterator接口的实现类的对象

 使用ArrayList集合的对象

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 集合元素迭代

 迭代器的代码实现 

package cn.itcast.demo; 
 
import java.util.ArrayList; 
import java.util.Collection; 
import java.util.Iterator; 
 
/* 
 *  集合中的迭代器: 
 *    获取集合中元素方式 
 *  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true 
 *     next() 取出集合中的下一个元素 
 *      
 *  Iterator接口,找实现类. 
 *    Collection接口定义方法  
 *       Iterator  iterator() 
 *    ArrayList 重写方法 iterator(),返回了Iterator接口的实现类的对象 
 *    使用ArrayList集合的对象 
 *     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 集合元素迭代 
 */ 
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); 
        } 
         
        /*for (Iterator<String> it2 = coll.iterator(); it2.hasNext();  ) { 
            System.out.println(it2.next()); 
        }*/ 
         
    } 
}

迭代器的执行过程

 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];  
              
             } 
     //for循环迭代写法: 
        for (Iterator<String> it2 = coll.iterator(); it2.hasNext();  ) { 
         System.out.println(it2.next()); 
       } 

集合迭代中的转型 

在使用集合时,我们需要注意以下几点:

1、集合中存储的其实都是对象的地址。

2、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。

3、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。  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。

 Collection coll = new ArrayList(); 
     coll.add("abc"); 
     coll.add("aabbcc"); 
     coll.add("shitcast"); 
     Iterator it = coll.iterator(); 
     while (it.hasNext()) { 
      //由于元素被存放进集合后全部被提升为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()); 
}

4、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()); 
}

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()); 
          } 
        }

 

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。比如下面程序:

 

public class GenericDemo { 
  public static void main(String[] args) { 
    List list = new ArrayList(); 
    list.add("abc"); 
    list.add("itcast"); 
    list.add(5);//由于集合没有做任何限定,任何类型都可以给其中存放 
                //相当于:Object obj=new Integer(5); 
     
    Iterator it = list.iterator(); 
    while(it.hasNext()){ 
      //需要打印每个字符串的长度,就要把迭代出来的对象转成String类型 
      String str = (String) it.next();//String str=(String)obj; 
                                      //编译时期仅检查语法错误,String是Object的儿子可以向下转型 
                                      //运行时期String str=(String)(new Integer(5)) 
                                      //String与Integer没有父子关系所以转换失败 
                                      //程序在运行时发生了问题java.lang.ClassCastException 
      System.out.println(str.length()); 
    } 
  } 
}

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>

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); 
         
        Iterator<String> it = coll.iterator(); 
        while(it.hasNext()){ 
          String s = it.next(); 
          System.out.println(s.length()); 
        } 
      } 
    }

Java中的伪泛型

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:ArrayList<String> al=new ArrayList<String>(); 编译后:ArrayList al=new ArrayList();

泛型类

定义格式: 修饰符 class 类名<代表泛型的变量> { } 

 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){  } 
} 
 
//例如,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){  } 
}

泛型方法

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){  } 

泛型接口

/* 
 *  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 : new ArrayList<String>() 后期创建集合对象的时候,指定数据类型 
 *   
 *   
 *  实现类,实现接口的同时,也指定了数据类型 
 *  public class XXX implements List<String>{ 
 *  } 
 *  new XXX() 
 */

泛型的好处

将运行时期的ClassCastException,转移到了编译时期。
避免了类型强转的麻烦。

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 
        } 
      } 
    }

泛型的通配符   

? 泛型的通配,匹配所有的数据类型
/* 
   *  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: 或者共同实现的接口 
     *  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,什么类型 
            System.out.println(it.next()); 
        } 
    } 
}

泛型的限定 

? extends Employee 限制的是父类, 上限限定
? super Employee 限制的是子类, 下限限定
 /* 
    *  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)); 
 
        //   ArrayList<String> arrayString = new ArrayList<String>(); 
        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(); 
        } 
    } 
}

 归纳总结

 

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