Java 中的集合

目录

1、Collection集合

　　1.1、集合类的特点

　　1.2、Collection集合概述和基本使用

　　1.3、Collection集合的常用方法   

　　1.4、Collection集合的遍历

　　1.5、集合的案例-Collection集合存储学生对象并遍历

2、List集合

　　2.1、List集合概述和特点

　　2.2、List集合的特有方法

　　2.3、集合的案例-List集合存储学生对象并遍历

　　2.4、并发修改异常

　　2.5、列表迭代器

　　2.6、增强for循环

　　2.7、集合的案例-List集合存储学生对象三种方式遍历

3、数据结构

　　3.1、数据结构之栈和队列

　　3.2、数据结构之数组和链表

4、List集合的实现类

　　4.1、List集合子类的特点

　　4.2、集合的案例-ArrayList集合存储学生对象三种方式遍历

       4.3、LinkedList集合的特有功能

 

 

1、Collection集合

1.1、集合类的特点

　　提供一种存储空间可变的存储模型，存储的数据容量可以随时发生改变

集合类的体系图

 

 1.2、Collection集合概述和基本使用

Collection集合概述

是单例集合的顶层接口，它表示一组对象，这些对象也称为Collection的元素

JDK 不提供此接口的任何直接实现，它提供更具体的子接口（如Set和List）实现

Collection集合基本使用

package com.itheima_01;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

/*
    创建Collection集合的对象
        多态的方式
        ArrayList()
 */
public class CollectionDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Collection集合的对象
        Collection<String> c = new ArrayList<String>();

        //添加元素：boolean add​(E e)
        c.add("hello");
        c.add("world");
        c.add("java");

        //输出集合对象
        System.out.println(c);

    }
}

1.3、Collection集合的常用方法

 

 示例代码

package com.itheima_01;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

/*
    Collection集合常用方法:
        boolean add(E e):添加元素
        boolean remove(Object o):从集合中移除指定的元素
        void clear():清空集合中的元素
        boolean contains(Object o):判断集合中是否存在指定的元素
        boolean isEmpty():判断集合是否为空
        int size():集合的长度，也就是集合中元素的个数

    Alt+7   打开一个窗口，能够看到类的所有信息
 */
public class CollectionDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        Collection<String> c = new ArrayList<String>();

        //boolean add(E e):添加元素
//        System.out.println(c.add("hello"));
//        System.out.println(c.add("world"));
//        System.out.println(c.add("world"));
        c.add("hello");
        c.add("world");
        c.add("java");

        //boolean remove(Object o):从集合中移除指定的元素
//        System.out.println(c.remove("world"));
//        System.out.println(c.remove("javaee"));

        //void clear():清空集合中的元素
//        c.clear();

        //boolean contains(Object o):判断集合中是否存在指定的元素
//        System.out.println(c.contains("world"));
//        System.out.println(c.contains("javaee"));

        //boolean isEmpty():判断集合是否为空
//        System.out.println(c.isEmpty());

        //int size():集合的长度，也就是集合中元素的个数
        System.out.println(c.size());


        //输出集合对象
        System.out.println(c);
    }
}

1.4、Collection集合的遍历

迭代器的介绍

　　迭代器，集合的专用遍历方式 Iterator iterator()：返回此集合中元素的迭代器，通过集合的iterator()方法得到

　　迭代器是通过集合的iterator()方法得到的，所以我们说它是依赖于集合而存在的

iterator中的常用的方法

　　E next(): 返回迭代中的下一个元素

　　boolean hasNext(): 如果迭代具有更多元素，则返回true

 

Collection集合的遍历

package com.itheima_02;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

/*
    Iterator：迭代器，集合的专用遍历方式
        Iterator<E> iterator()：返回此集合中元素的迭代器，通过集合的iterator()方法得到
        迭代器是通过集合的iterator()方法得到的，所以我们说它是依赖于集合而存在的

    Iterator中的常用方法
        E next()：返回迭代中的下一个元素
        boolean hasNext()：如果迭代具有更多元素，则返回 true
 */
public class IteratorDemo {
    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");

        //Iterator<E> iterator()：返回此集合中元素的迭代器，通过集合的iterator()方法得到
        Iterator<String> it = c.iterator();
        /*
            public Iterator<E> iterator() {
                return new Itr();
            }

            private class Itr implements Iterator<E> {
                ...
            }
         */

        //E next()：返回迭代中的下一个元素
        /*
        System.out.println(it.next());
        System.out.println(it.next());
        System.out.println(it.next());
        System.out.println(it.next()); //NoSuchElementException:表示被请求的元素不存在
        */

        //boolean hasNext()：如果迭代具有更多元素，则返回 true
        /*
        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());
        }
        */

        //用while循环改进判断
        while (it.hasNext()) {
//            System.out.println(it.next());
            String s = it.next();
            System.out.println(s);
        }

    }
}

1.6、集合的案例-Collection集合存储学生对象并遍历

案例需求

　　创建一个存储学生对象的集合，存储3个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合

代码实现

package com.itheima_03;
/*
    学生类
*/
public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}




// ----------------------------------------------------------------------

package com.itheima_03;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

/*
    需求：
        创建一个存储学生对象的集合，存储3个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合

    思路：
        1:定义学生类
        2:创建Collection集合对象
        3:创建学生对象
        4:把学生添加到集合
        5:遍历集合(迭代器方式)
 */
public class CollectionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Collection集合对象
        Collection<Student> c = new ArrayList<Student>();

        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("林青霞", 30);
        Student s2 = new Student("张曼玉", 35);
        Student s3 = new Student("王祖贤", 33);

        //把学生添加到集合
        c.add(s1);
        c.add(s2);
        c.add(s3);

        //遍历集合(迭代器方式)
        Iterator<Student> it = c.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Student s = it.next();
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }

    }
}

 2、List集合

2.1、List集合概述和特点

List集合概述

　　有序集合(也称为序列)，用户可以精确控制列表中每个元素的插入位置。用户可以通过整数索引访问元 素，并搜索列表中的元素

　　与Set集合不同，列表通常允许重复的元素

List集合特点

　　有序：存储和取出的元素顺序一致

　　可重复：存储的元素可以重复

package com.itheima_01;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

/*
    List集合特点
        有序：存储和取出的元素顺序一致
        可重复：存储的元素可以重复
 */
public class ListDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        List<String> list = new ArrayList<String>();

        //添加元素
        list.add("hello");
        list.add("world");
        list.add("java");
        list.add("world");

        //输出集合对象
//        System.out.println(list);

        //迭代器的方式遍历
        Iterator<String> it = list.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            String s = it.next();
            System.out.println(s);
        }

    }
}

 

2.2、List集合的特有方法

 

实例代码

package com.itheima_01;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/*
    List集合特有方法：
        void add(int index,E element)：在此集合中的指定位置插入指定的元素
        E remove(int index)：删除指定索引处的元素，返回被删除的元素
        E set(int index,E element)：修改指定索引处的元素，返回被修改的元素
        E get(int index)：返回指定索引处的元素
 */
public class ListDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        List<String> list = new ArrayList<String>();

        //添加元素
        list.add("hello");
        list.add("world");
        list.add("java");

        //void add(int index,E element)：在此集合中的指定位置插入指定的元素
//        list.add(1,"javaee");
        //IndexOutOfBoundsException
//        list.add(11,"javaee");

        //E remove(int index)：删除指定索引处的元素，返回被删除的元素
//        System.out.println(list.remove(1));
        //IndexOutOfBoundsException
//        System.out.println(list.remove(11));

        //E set(int index,E element)：修改指定索引处的元素，返回被修改的元素
//        System.out.println(list.set(1,"javaee"));
        //IndexOutOfBoundsException
//        System.out.println(list.set(11,"javaee"));

        //E get(int index)：返回指定索引处的元素
//        System.out.println(list.get(1));
        //IndexOutOfBoundsException
//        System.out.println(list.get(11));

        //输出集合对象
//        System.out.println(list);

        //遍历集合
//        System.out.println(list.get(0));
//        System.out.println(list.get(1));
//        System.out.println(list.get(2));

        //用for循环改进遍历
        for (int i=0; i<list.size(); i++) {
            String s = list.get(i);
            System.out.println(s);
        }
    }
}

 

 2.3集合的案例-List集合存储学生对象并遍历

案例需求

　　创建一个存储学生对象的集合，存储3个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合

代码实现

package com.itheima_02;
/*
    学生类
*/

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {


        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}


// -----------------------------------------------------------------------

package com.itheima_02;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

/*
    需求：
        创建一个存储学生对象的集合，存储3个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合

    思路：
        1:定义学生类
        2:创建List集合对象
        3:创建学生对象
        4:把学生添加到集合
        5:遍历集合(迭代器方式，for循环方式)
 */
public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建List集合对象
        List<Student> list = new ArrayList<Student>();

        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("林青霞", 30);
        Student s2 = new Student("张曼玉", 35);
        Student s3 = new Student("王祖贤", 33);

        //把学生添加到集合
        list.add(s1);
        list.add(s2);
        list.add(s3);

        //迭代器方式
        Iterator<Student> it = list.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Student s = it.next();
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
        System.out.println("--------");

        //for循环方式
        for(int i=0; i<list.size(); i++) {
            Student s = list.get(i);
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }

    }
}

2.4、并发修改异常

出现的原因

　　迭代器遍历的过程中，通过集合对象修改了集合中的元素，造成了迭代器获取元素中判断预期修改值和实际

　　修改值不一致，则会出现：ConcurrentModificationException

解决的方案

　　用for循环遍历，然后用集合对象做对应的操作即可 

示例代码

package com.itheima_03;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

/*
    需求：
        我有一个集合：List<String> list = new ArrayList<String>();
        里面有三个元素：list.add("hello");list.add("world");list.add("java");
        遍历集合，得到每一个元素，看有没有"world"这个元素，如果有，我就添加一个"javaee"元素，请写代码实现

    ConcurrentModificationException:当不允许这样的修改时，可以通过检测到对象的并发修改的方法来抛出此异常
 */
public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        List<String> list = new ArrayList<String>();

        //添加元素
        list.add("hello");
        list.add("world");
        list.add("java");

        //遍历集合，得到每一个元素，看有没有"world"这个元素，如果有，我就添加一个"javaee"元素，请写代码实现
//        Iterator<String> it = list.iterator();
//        while (it.hasNext()) {
//            String s = it.next();
//            if(s.equals("world")) {
//                list.add("javaee");
//            }
//        }

        for(int i=0; i<list.size(); i++) {
            String s = list.get(i);
            if(s.equals("world")) {
                list.add("javaee");
            }
        }

        //输出集合对象
        System.out.println(list);
    }
}

2.5、列表迭代器

ListIterator介绍

　　通过List集合的listIterator()方法得到，所以说它是List集合特有的迭代器

　　用于允许程序员沿任一方向遍历的列表迭代器，在迭代期间修改列表，并获取列表中迭代器的当前位置

示例代码

package com.itheima_04;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;

/*
    ListIterator：列表迭代器
        通过List集合的listIterator​()方法得到，所以说它是List集合特有的迭代器
        用于允许程序员沿任一方向遍历列表的列表的迭代器，在迭代期间修改列表，并获取列表中迭代器的当前位置

    ListIterator中的常用方法
        E next()：返回迭代中的下一个元素
        boolean hasNext()：如果迭代具有更多元素，则返回 true
        E previous​()：返回列表中的上一个元素
        boolean hasPrevious​()：如果此列表迭代器在相反方向遍历列表时具有更多元素，则返回 true
        void add​(E e)：将指定的元素插入列表
 */
public class ListIteratorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        List<String> list = new ArrayList<String>();

        //添加元素
        list.add("hello");
        list.add("world");
        list.add("java");

        //通过List集合的listIterator​()方法得到
//        ListIterator<String> lit = list.listIterator();
//        while (lit.hasNext()) {
//            String s = lit.next();
//            System.out.println(s);
//        }
//        System.out.println("--------");
//
//        while (lit.hasPrevious()) {
//            String s = lit.previous();
//            System.out.println(s);
//        }

        //获取列表迭代器
        ListIterator<String> lit = list.listIterator();
        while (lit.hasNext()) {
            String s = lit.next();
            if(s.equals("world")) {
                lit.add("javaee");
            }
        }

        System.out.println(list);

    }
}

 2.6、增强for循环

定义格式

 

 示例代码

package com.itheima_05;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/*
    增强for：简化数组和Collection集合的遍历
        实现Iterable接口的类允许其对象成为增强型 for语句的目标
        它是JDK5之后出现的，其内部原理是一个Iterator迭代器

    格式：
        for(元素数据类型 变量名 : 数组或者Collection集合) {
            //在此处使用变量即可，该变量就是元素
        }
 */
public class ForDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3,4,5};
        for(int i : arr) {
            System.out.println(i);
        }
        System.out.println("--------");

        String[] strArray = {"hello","world","java"};
        for(String s : strArray) {
            System.out.println(s);
        }
        System.out.println("--------");

        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("hello");
        list.add("world");
        list.add("java");

        for(String s : list) {
            System.out.println(s);
        }
        System.out.println("--------");

        //内部原理是一个Iterator迭代器
        /*
        for(String s : list) {
            if(s.equals("world")) {
                list.add("javaee"); //ConcurrentModificationException
            }
        }
        */
    }
}

2.7、集合的案例-List集合存储学生对象三种方式遍历

 案例需求

　　创建一个存储学生对象的集合，存储3个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合

代码实现 

/*
    学生类
*/


package com.itheima_06;

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {


        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

// ---------------------------------------------------------------------

package com.itheima_06;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

/*
    需求：
        创建一个存储学生对象的集合，存储3个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合

    思路：
        1:定义学生类
        2:创建List集合对象
        3:创建学生对象
        4:把学生添加到集合
        5:遍历集合
            迭代器：集合特有的遍历方式
            普通for：带有索引的遍历方式
            增强for：最方便的遍历方式
 */
public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建List集合对象
        List<Student> list = new ArrayList<Student>();

        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("林青霞", 30);
        Student s2 = new Student("张曼玉", 35);
        Student s3 = new Student("王祖贤", 33);

        //把学生添加到集合
        list.add(s1);
        list.add(s2);
        list.add(s3);

        //迭代器：集合特有的遍历方式
        Iterator<Student> it = list.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Student s = it.next();
            System.out.println(s.getName()+","+s.getAge());
        }

        System.out.println("--------");

        //普通for：带有索引的遍历方式
        for(int i=0; i<list.size(); i++) {
            Student s = list.get(i);
            System.out.println(s.getName()+","+s.getAge());
        }
        System.out.println("--------");

        //增强for：最方便的遍历方式
        for(Student s : list) {
            System.out.println(s.getName()+","+s.getAge());
        }
    }
}

 3、数据结构

　　数据结构是计算机存储、组织数据的方式。是指互相之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合通常情况下，

　　精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率

 3.1、数据结构之栈和队列

　　栈结构 先进后出

　　队列结构 先进先出

3.2、数据结构之数组和链表 

　　数组结构 查询快、增删慢

　　队列结构 查询慢、增删快

4、List集合的实现类

4.1、List集合子类的特点

ArrayList集合

　　底层是数组结构实现，查询快、增删慢

LinkedList集合

　　底层是链表结构实现，查询慢、增删快

package com.itheima_07;

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;

/*
    List集合常用子类：ArrayList，LinkedList
        ArrayList：底层数据结构是数组，查询快，增删慢
        LinkedList：底层数据结构是链表，查询慢，增删快

    练习：
        分别使用ArrayList和LinkedList完成存储字符串并遍历
 */
public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        ArrayList<String> array = new ArrayList<String>();

        array.add("hello");
        array.add("world");
        array.add("java");

        //遍历
        for (String s : array) {
            System.out.println(s);
        }
        //剩下两种遍历方式大家补齐

        System.out.println("------------------------------");

        Iterator<String> list = array.iterator();
        while (list.hasNext()){
            String s = list.next();
            System.out.println(s);
        }

        System.out.println("------------------------------");

        for(int i = 0;i<array.size();i++){
            String s = array.get(i);
            System.out.println(s);

        }




        System.out.println("--------");



        LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<String>();

        linkedList.add("hello");
        linkedList.add("world");
        linkedList.add("java");

        for(String s : linkedList) {
            System.out.println(s);
        }
        //剩下两种遍历方式大家补齐
        

        Iterator<String> list = linkedList.iterator();
        while (list.hasNext()){
            String s = list.next();
            System.out.println(s);
        }

        System.out.println("------------------------------");

        for(int i = 0;i<list.size();i++){
            String s = list.get(i);
            System.out.println(s);

        }

    }
}

 

4.2、集合的案例-ArrayList集合存储学生对象三种方式遍历

案例需求

　　创建一个存储学生对象的集合，存储3个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合 

代码实现 

 

/*
    学生类
*/

package com.itheima_08;

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {


        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}


// -------------------------------------------------------------------------------


package com.itheima_08;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

/*
    需求：
        创建一个存储学生对象的集合，存储3个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合

    思路：
        1:定义学生类
        2:创建ArrayList集合对象
        3:创建学生对象
        4:把学生添加到集合
        5:遍历集合
            迭代器：集合特有的遍历方式
            普通for：带有索引的遍历方式
            增强for：最方便的遍历方式
 */
public class ArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建ArrayList集合对象
        ArrayList<Student> array = new ArrayList<Student>();

        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("林青霞", 30);
        Student s2 = new Student("张曼玉", 35);
        Student s3 = new Student("王祖贤", 33);

        //把学生添加到集合
        array.add(s1);
        array.add(s2);
        array.add(s3);

        //迭代器：集合特有的遍历方式
        Iterator<Student> it = array.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Student s = it.next();
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
        System.out.println("--------");

        //普通for：带有索引的遍历方式
        for(int i=0; i<array.size(); i++) {
            Student s = array.get(i);
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
        System.out.println("--------");

        //增强for：最方便的遍历方式
        for(Student s : array) {
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
    }
}

4.3、LinkedList集合的特有功能

特有方法

 

 代码实例

package com.itheima_09;

import java.util.LinkedList;

/*
    LinkedList集合的特有功能：
        public void addFirst(E e)：在该列表开头插入指定的元素
        public void addLast(E e)：将指定的元素追加到此列表的末尾

        public E getFirst()：返回此列表中的第一个元素
        public E getLast()：返回此列表中的最后一个元素

        public E removeFirst()：从此列表中删除并返回第一个元素
        public E removeLast()：从此列表中删除并返回最后一个元素
 */
public class LinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<String>();

        linkedList.add("hello");
        linkedList.add("world");
        linkedList.add("java");

//        public void addFirst(E e)：在该列表开头插入指定的元素
//        public void addLast(E e)：将指定的元素追加到此列表的末尾
//        linkedList.addFirst("javase");
//        linkedList.addLast("javaee");

//        public E getFirst()：返回此列表中的第一个元素
//        public E getLast()：返回此列表中的最后一个元素
//        System.out.println(linkedList.getFirst());
//        System.out.println(linkedList.getLast());

//        public E removeFirst()：从此列表中删除并返回第一个元素
//        public E removeLast()：从此列表中删除并返回最后一个元素
//        System.out.println(linkedList.removeFirst());
//        System.out.println(linkedList.removeLast());

        System.out.println(linkedList);
    }
}