java:Collection、泛型

主要内容

- Collection集合
- 迭代器
- 增强for
- 泛型

 

第一章 Collection集合

1.1 集合概述

 

　　在前面基础班我们已经学习过并使用过集合ArrayList<E> ,那么集合到底是什么呢?

 

　　集合：集合是java中提供的一种容器，可以用来存储多个数据。

 

　　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。
　　　　* 数组中存储的是同一类型的元素，可以存储基本数据类型值。集合存储的都是对象。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。

 

1.2 集合框架

 

　　JAVASE提供了满足各种需求的API，在使用这些API前，先了解其继承与接口操作架构，才能了解何时采用哪个类，以及类之间如何彼此合作，

从而达到灵活应用。

 

　　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`，

　　今天我们主要学习`Collection`集合。

 

       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`。

　　其中，`List`的特点是元素有序、元素可重复。`Set`的特点是元素无序，而且不可重复。`

      List`接口的主要实现类有`java.util.ArrayList`和`java.util.LinkedList`，`Set`接口的主要实现类有`java.util.HashSet`和`java.util.TreeSet`。

 

从上面的描述可以看出JDK中提供了丰富的集合类库，为了便于初学者进行系统地学习，接下来通过一张图来描述整个集合类的继承体系。

 

其中，橙色框里填写的都是接口类型，而蓝色框里填写的都是具体的实现类

 

集合本身是一个工具，它存放在java.util包中。在`Collection`接口定义着单列集合框架中最最共性的内容。

1.3 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。

@Test
    public void Demo1Collection(){
        // 创建集合对象
        // 使用多态形式
        Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
        // 使用方法
        // 添加功能  boolean  add(String s)
        coll.add("小李广");
        coll.add("扫地僧");
        coll.add("石破天");
        System.out.println(coll);//[小李广, 扫地僧, 石破天]
        // boolean contains(E e) 判断o是否在集合中存在
        /*
        * public boolean contains(E e): 判断当前集合中是否包含给定的对象。
            包含返回true
            不包含返回false
        * */
        System.out.println("判断  扫地僧 是否在集合中"+coll.contains("扫地僧"));//判断  扫地僧 是否在集合中true
        //boolean remove(E e) 删除在集合中的o元素
        System.out.println("删除石破天："+coll.remove("石破天"));//删除石破天：true
        System.out.println("操作之后集合中元素:"+coll);//操作之后集合中元素:[小李广, 扫地僧]
        // size() 集合中有几个元素
        System.out.println("集合中有"+coll.size()+"个元素");//集合中有2个元素

        //public Object[] toArray(): 把集合中的元素，存储到数组中。
        Object[] arr = coll.toArray();
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }

        //public void clear() :清空集合中所有的元素。但是不删除集合,集合还存在
        coll.clear();
        System.out.println(coll);//[]
        System.out.println(coll.isEmpty());//true
    }

tips: 有关Collection中的方法可不止上面这些，其他方法可以自行查看API学习。

 

第二章 Iterator迭代器

2.1 Iterator接口

　　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，

而`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。

想要遍历Collection集合，那么就要获取该集合迭代器完成迭代操作，下面介绍一下获取迭代器的方法：

* `public Iterator iterator()`: 获取集合对应的迭代器，用来遍历集合中的元素的。

 

下面介绍一下迭代的概念：

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。

Iterator接口的常用方法如下：

* `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。

接下来我们通过案例学习如何使用Iterator迭代集合中元素：

Iterator迭代器,是一个接口,我们无法直接使用,需要使用Iterator接口的实现类对象,获取实现类的方式比较特殊

Collection接口中有一个方法,叫iterator(),这个方法返回的就是迭代器的实现类对象

Iterator<E> iterator() 返回在此 collection 的元素上进行迭代的迭代器。

迭代器的使用步骤(重点):
　　1.使用集合中的方法iterator()获取迭代器的实现类对象,使用Iterator接口接收(多态)
　　2.使用Iterator接口中的方法hasNext判断还有没有下一个元素
　　3.使用Iterator接口中的方法next取出集合中的下一个元素

 

@Test
    public void TestDemo2(){
        //创建一个集合对象
        Collection<String> coll = new ArrayList<>();
        //往集合中添加元素
        coll.add("姚明");
        coll.add("科比");
        coll.add("麦迪");
        coll.add("詹姆斯");
        coll.add("艾弗森");
         /*
            1.使用集合中的方法iterator()获取迭代器的实现类对象,使用Iterator接口接收(多态)
            注意:
                Iterator<E>接口也是有泛型的,迭代器的泛型跟着集合走,集合是什么泛型,迭代器就是什么泛型
         */
        //多态  接口            实现类对象
        Iterator<String> it = coll.iterator();

        /*
            发现使用迭代器取出集合中元素的代码,是一个重复的过程
            所以我们可以使用循环优化
            不知道集合中有多少元素,使用while循环
            循环结束的条件,hasNext方法返回false
         */
        while(it.hasNext()){
            String e = it.next();
            System.out.println(e);
        }
        System.out.println("----------------------");
        for(Iterator<String> it2 = coll.iterator();it2.hasNext();){
            String e = it2.next();
            System.out.println(e);
        }


       /* //2.使用Iterator接口中的方法hasNext判断还有没有下一个元素
        boolean b = it.hasNext();
        System.out.println(b);//true
        //3.使用Iterator接口中的方法next取出集合中的下一个元素
        String s = it.next();
        System.out.println(s);//姚明

        b = it.hasNext();
        System.out.println(b);
        s = it.next();
        System.out.println(s);

        b = it.hasNext();
        System.out.println(b);
        s = it.next();
        System.out.println(s);

        b = it.hasNext();
        System.out.println(b);
        s = it.next();
        System.out.println(s);

        b = it.hasNext();
        System.out.println(b);
        s = it.next();
        System.out.println(s);

        b = it.hasNext();
        System.out.println(b);//没有元素,返回false
        s = it.next();//没有元素,在取出元素会抛出NoSuchElementException没有元素异常
        System.out.println(s);*/
    }

2.3 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。

格式：

~~~java
for(元素的数据类型 变量 : Collection集合or数组){
//写操作代码
}
~~~

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。

public class NBForDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {3,5,6,87};
           //使用增强for遍历数组
        for(int a : arr){//a代表数组中的每个元素
            System.out.println(a);
        }
    }
}

public class NBFor {
    public static void main(String[] args) {        
        Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
        coll.add("小河神");
        coll.add("老河神");
        coll.add("神婆");
        //使用增强for遍历
        for(String s :coll){//接收变量s代表 代表被遍历到的集合元素
            System.out.println(s);
        }
    }
}

tips: 新for循环必须有被遍历的目标。目标只能是Collection或者是数组。新式for仅仅作为遍历操作出现。

 

第三章 泛型

3.1 泛型概述

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。

大家观察下面代码：

 

public class GenericDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add("abc");
        coll.add("itcast");
        coll.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
        Iterator it = coll.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();
            System.out.println(str.length());
        }
    }
}

程序在运行时发生了问题**java.lang.ClassCastException**。 为什么会发生类型转换异常呢？ 我们来分析下：由于集合中什么类型的元素都可以存储。导致取出时强转引发运行时 ClassCastException。 怎么来解决这个问题呢？ 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。

> tips: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。

 

我们在集合中会大量使用到泛型，这里来完整地学习泛型知识。

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。

 

定义和使用含有泛型的类

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：

~~~java
class ArrayList<E>{
public boolean add(E e){ }

public E get(int index){ }
....
}
~~~

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**

例如，`ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();`

此时，变量E的值就是String类型,那么我们的类型就可以理解为：

~~~java
class ArrayList<String>{
public boolean add(String e){ }

public String get(int index){ }
...
}
~~~

 

自定义泛型：

public class MyGenericClass<MVP> {
    //没有MVP类型，在这里代表 未知的一种数据类型 未来传递什么就是什么类型
    private MVP mvp;
     
    public void setMVP(MVP mvp) {
        this.mvp = mvp;
    }
     
    public MVP getMVP() {
        return mvp;
    }
}