第06天 集合
今日内容介绍
u 集合&迭代器
u 增强for & 泛型
u 常见数据结构
u List子体系
第1章 集合&迭代器
1.1 集合体系结构
1.1.1 集合体系图
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
1.1.2 案例代码一:
package com.itheima_01;
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));
}
}
}
1.2 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
1.2.1 案例代码二:
package com.itheima_01;
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()
* Iterator<E> iterator()
*
*/
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);
}
}
1.3 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。
1.3.1 案例代码三:
package com.itheima_02;
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]);
}
}
}
1.4 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
1.4.1 案例代码四:
package com.itheima_02;
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);
}
}
并发修改异常解决方案:
A:不使用迭代器遍历集合,就可以在遍历的时候使用集合的方法进行增加或删除
B:依然使用迭代器遍历,那么就需要使用Iterator的子接口ListIterator来实现向集合中添加
第2章 增强for&泛型
2.1 泛型
2.1.1 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
2.1.1.1 案例代码五:
package com.itheima_03;
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
2.1.2 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<E>,那么我们在创建ArrayList对象的时候就可以指定<>中E的类型
ArrayList<String> al=new ArrayList<String>(),那么String就把E替换掉了
2.1.2.1 案例代码六:
package com.itheima_03;
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<E>，就可以使用泛型了
*
*/
public class GenericDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
Collection<Student> c = new ArrayList<Student>();
//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<Student> 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;
}
}
2.2 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。
2.2.1 案例代码七:
package com.itheima_04;
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<T>
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<String> c = new ArrayList<String>();
//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);
}
}
}
第3章 常见数据结构
3.1 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
3.2 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
3.3 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。
第4章 List子体系
4.1 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
4.2 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
4.2.1 案例代码八:
package com.itheima_05;
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);
}
}
4.3 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
4.3.1 案例代码九:
package com.itheima_06;
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);
}
}
4.4 案例代码九
package com.itheima_07;
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;
}
}
}