JavaSE学习总结第15天_集合框架1-白红宇

JavaSE学习总结第15天_集合框架1

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发布时间：2019-06-18

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15.01 对象数组的概述和使用

1 public class Student 2 { 3     // 成员变量 4     private String name; 5     private int age; 6  7     // 构造方法 8     public Student() 9     {10         super();11     }12 13     public Student(String name, int age) 14     {15         super();16         this.name = name;17         this.age = age;18     }19 20     // 成员方法21     // getXxx()/setXxx()22     public String getName() 23     {24         return name;25     }26 27     public void setName(String name) 28     {29         this.name = name;30     }31 32     public int getAge() 33     {34         return age;35     }36 37     public void setAge(int age) 38     {39         this.age = age;40     }41 42     @Override43     public String toString() 44     {45         return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";46     }47 }

1 /** 2 把5个学生的信息存储到数组中，并遍历数组，获取得到每一个学生信息。 3 *         学生:Student 4 *         成员变量:name,age 5 *         构造方法:无参,带参 6 *         成员方法:getXxx()/setXxx() 7 * 分析: 8 *         A:创建学生类。 9 *         B:创建学生数组(对象数组)。10 *         C:创建5个学生对象，并赋值。11 *         D:把C步骤的元素，放到数组中。12 *         E:遍历学生数组。13 *  */14 15 public class Practice 16 {17     public static void main(String[] args)18     {19         // 创建学生数组(对象数组)。20         Student[] students = new Student[5];21         // for (int x = 0; x < students.length; x++) 22         // {23         //         System.out.println(students[x]);24         // }25         //     System.out.println("---------------------");26 27         // 创建5个学生对象，并赋值。28         Student s1 = new Student("小明", 27);29         Student s2 = new Student("小红", 30);30         Student s3 = new Student("小强", 30);31         Student s4 = new Student("旺财", 12);32         Student s5 = new Student("张三", 35);33 34         // 将对象放到数组中。35         students[0] = s1;36         students[1] = s2;37         students[2] = s3;38         students[3] = s4;39         students[4] = s5;40 41         // 遍历42         for (int x = 0; x < students.length; x++) 43         {44             //System.out.println(students[x]);45             Student s = students[x];46             System.out.println(s.getName()+"---"+s.getAge());47         }48     }49 }

15.02 对象数组的内存图解

15.03 集合的由来及与数组的区别

集合类的由来:面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式，所以为了方便对多个对象的操作，Java就提供了集合类。

数组和集合类同的区别:

数组可以存储同一种类型的基本数据也可以存储同一种类型的对象，但长度是固定的

集合只可以存储不同类型的对象，长度是可变的

集合类的特点:集合只用于存储对象，集合长度是可变的，集合可以存储不同类型的对象。

15.04 集合的继承体系图解

集合容器因为内部的数据结构不同，有多种具体容器，根据共性内容不断的向上抽取，就形成了集合框架。

框架的顶层Collection接口

15.05 Collection集合的功能概述

Collection 层次结构中的根接口。Collection 表示一组对象，这些对象也称为 collection 的元素。一些 collection 允许有重复的元素，而另一些则不允许。一些 collection 是有序的，而另一些则是无序的。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。此接口通常用来传递 collection，并在需要最大普遍性的地方操作这些 collection。

15.06 Collection集合的基本功能测试

成员方法:

1. boolean add( e):确保此 collection 包含指定的元素(可选操作)。

2. boolean remove( o):从此 collection 中移除指定元素的单个实例，如果存在的话(可选操作)。

3. void clear():移除此 collection 中的所有元素(可选操作)。

4. boolean contains( o):如果此 collection 包含指定的元素，则返回 true。

5. boolean isEmpty():如果此 collection 不包含元素，则返回 true。

6. int size():返回此 collection 中的元素数。

例:

1 // 创建集合对象 2 // Collection c = new Collection(); //错误，因为接口不能实例化 3 Collection c = new ArrayList(); 4 c.add("hello"); 5 c.add("world"); 6 c.add("java"); 7 // c.clear();//移除所有元素 8 // System.out.println("remove:" + c.remove("hello"));//移除一个元素 9 // System.out.println("remove:" + c.remove("javaee"));10 // 判断集合中是否包含指定的元素11  System.out.println("contains:"+c.contains("hello"));//contains:true12  System.out.println("contains:"+c.contains("android"));//contains:false13  //判断集合是否为空14  System.out.println("isEmpty:"+c.isEmpty());//isEmpty:false15 //元素的个数16 System.out.println("size:"+c.size());//size:317 System.out.println("c:" + c);//c:[hello, world, java]

15.07 Collection集合的高级功能测试

成员方法:

1. boolean addAll(<? extends > c):

将指定 collection 中的所有元素都添加到此 collection 中(可选操作)。

2. boolean removeAll(<?> c):

移除此 collection 中那些也包含在指定 collection 中的所有元素(可选操作)。

3. boolean containsAll(<?> c):

如果此 collection 包含指定 collection 中的所有元素，则返回 true。

4. boolean retainAll(<?> c):

仅保留此 collection 中那些也包含在指定 collection 的元素(可选操作)。换句话说，移除此 collection 中未包含在指定 collection 中的所有元素。

例:

c1.addAll(c2);//将c2集合中的所有元素添加到c1集合中，c1变c2不变c1.removeAll(c2);//将c1集合中与c2集合相同的所有元素删除，只要有一个相同的就返回truec1.containsAll(c2);//判断c1集合中的元素是否包含c2中的全部元素，全部包含则返回truec1.retainAll(c2);//将c1集合中与c2集合相同的元素保留，删除其他元素，返回值表示c1集合是否发生变化，发生变化返回true，没有变化返回false

15.08 集合的遍历之集合转数组遍历

[] toArray():返回包含此 collection 中所有元素的数组。

例:

1 public class Practice  2 { 3     public static void main(String[] args) 4     { 5         // 创建集合 6         Collection c = new ArrayList(); 7         c.add("hello"); 8         c.add("world"); 9         c.add("java");10         11         Object[] objs = c.toArray();12         for (int i = 0; i < objs.length; i++) 13         {14             //向下转为String类型15             String s = (String)objs[i];16             System.out.println(s+":"+s.length());17         }18     }19 }

运行结果:

hello:5world:5java:4

15.09 Collection存储自定义对象并遍历案例(使用数组)

例:

1 public class Practice  2 { 3     public static void main(String[] args) 4     { 5         // 创建集合 6         Collection c = new ArrayList(); 7         //创建学生对象并添加到集合 8         c.add(new Student("小明",23)); 9         c.add(new Student("小红",32));10         c.add(new Student("小强",14));11         c.add(new Student("旺财",8));12         c.add(new Student("张三",16));13         14         Object[] objs = c.toArray();15         for (int i = 0; i < objs.length; i++) 16         {17             Student s = (Student)objs[i];18             System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());19         }20     }21 }

运行结果:

小明:23小红:32小强:14旺财:8张三:16

15.10 集合的遍历之迭代器遍历

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

例:

1 // 创建集合 2 Collection c = new ArrayList(); 3 //创建元素并添加到集合 4 c.add("hello"); 5 c.add("world"); 6 c.add("java"); 7 //获取迭代器，实际返回的是子类对象，多态 8 Iterator it = c.iterator(); 9 while(it.hasNext())10 {11     System.out.println(it.next());12 }

15.11 Collection存储自定义对象并遍历案例(使用迭代器)

1 public class Practice  2 { 3     public static void main(String[] args) 4     { 5         // 创建集合 6         Collection c = new ArrayList(); 7         //创建学生对象并添加到集合 8         c.add(new Student("小明",23)); 9         c.add(new Student("小红",32));10         c.add(new Student("小强",14));11         c.add(new Student("旺财",8));12         c.add(new Student("张三",16));13         14         Iterator it = c.iterator();15         while(it.hasNext())16         {17             Student s = (Student)it.next();18             System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());19         }20     }21 }

15.12 迭代器使用的问题探讨

1.使用迭代器获取元素的两种方式:

方式1:

Iterator it = c.iterator();while(it.hasNext()){   Student s = (Student)it.next();   System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());}

方式2:

for(Iterator it = c.iterator();it.hasNext();){   Student s = (Student)it.next();   System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());}

使用方式2的好处:it在for循环结束后就变成垃圾，效率较高

2.不要多次使用it.next()方法

例:

Iterator it = c.iterator();while(it.hasNext()){   System.out.println(((Student)it.next()).getName());   System.out.println(((Student)it.next()).getAge());}

上面的代码表示获取的是第1个学生的姓名，第2个学生的年龄，以此类推，如果集合中的元素是奇数个，则会报NoSuchElementException错误

15.13 集合的使用步骤图解

集合的使用步骤:

1. 创建集合对象

2. 创建元素对象

3. 将元素添加到集合

4. 遍历集合

　　　　4.1 通过集合对象获取迭代器对象

　　　　4.2 通过迭代器对象的hasNext()方法判断是否有元素

　　　　4.3 通过迭代器对象的Next()方法获取元素并移动到下一个位置

15.14 迭代器的原理及源码解析

原理:

假设迭代器定义的是一个类，那么就可以创建该类的对象，调用该类的方法来实现集合的遍历，但是Java中提供了很多的集合类，而这些集合类的数据结构是不同的，所以存储的方式和遍历的方式也应该是不同的，进而它们的遍历方式也应该是不一样的。最终就没有定义迭代器类

而无论使用哪种集合都应该具备获取元素的操作，并且最好再辅助与判断功能，也就是说判断功能和获取功能应该是一个集合遍历所具备的，而每种集合的方式又不太一样，所以将这两个功能给提取出来，并不提供具体实现，这种方式就是接口，而真正具体的实现类在具体的子类中以内部类的方式体现的

源码:

public interface Iterator {    boolean hasNext();    Object next(); }public interface Iterable {    Iterator iterator();}public interface Collection extends Iterable {    Iterator iterator();}public interface List extends Collection {    Iterator iterator();}public class ArrayList implements List {    public Iterator iterator()     {        return new Itr();    }    //内部类    private class Itr implements Iterator     {        public boolean hasNext() {}        public Object next(){}     }}Collection c = new ArrayList();c.add("hello");c.add("world");c.add("java");Iterator it = c.iterator();     //new Itr();while(it.hasNext()) {    String s = (String)it.next();    System.out.println(s);}

15.15 Collection存储字符串并遍历

1 import java.util.ArrayList; 2 import java.util.Collection; 3 import java.util.Iterator; 4   5 public class Practice  6 { 7  8    public static void main(String[] args) 9    {10 11       // 创建集合12       Collection c = new ArrayList();13 14       //添加字符串15       c.add("hello");16       c.add("你好");17       c.add("world");18       c.add("java");19       c.add("旺财");20       //通过集合对象获取迭代器对象21 22       Iterator it = c.iterator();23       while(it.hasNext())24 25       {26          String s = (String)it.next();27 28          System.out.println(s);29       }30       31    }32 33 }

15.16 Collection存储学生对象并遍历

1 import java.util.ArrayList; 2 import java.util.Collection; 3 import java.util.Iterator; 4  5 public class Practice  6 { 7     public static void main(String[] args) 8     { 9         // 创建集合10         Collection c = new ArrayList();11         //创建学生对象并添加到集合12         c.add(new Student("小明",23));13         c.add(new Student("小红",32));14         c.add(new Student("小强",14));15         c.add(new Student("旺财",8));16         c.add(new Student("张三",16));17         18         Iterator it = c.iterator();19         while(it.hasNext())20         {21             Student s = (Student)it.next();22             System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());23         }24     }25 }

15.17 List存储字符串并遍历

1 public class Practice  2 { 3     public static void main(String[] args) 4     { 5         // 创建集合 6         List list = new ArrayList(); 7         list.add("hello"); 8         list.add("world"); 9         list.add("java");10         11         Iterator it = list.iterator();12         while(it.hasNext())13         {14             String s = (String)it.next();15             System.out.println(s);16         }17     }18 }

15.18 List集合的特点

List接口概述:有序的(存取顺序一致)collection(也称为序列)。此接口的用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制。用户可以根据元素的整数索引(在列表中的位置)访问元素，并搜索列表中的元素。

特点:与 set 不同，列表通常允许重复的元素。

15.19 List存储学生对象并遍历

1 public class Practice  2 { 3     public static void main(String[] args) 4     { 5         // 创建集合 6         List list = new ArrayList(); 7         //创建学生对象并添加到集合 8         list.add(new Student("小明",23)); 9         list.add(new Student("小红",32));10         list.add(new Student("小强",14));11         list.add(new Student("旺财",8));12         list.add(new Student("张三",16));13         14         Iterator it = list.iterator();15         while(it.hasNext())16         {17             Student s = (Student)it.next();18             System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());19         }20     }21 }

15.20 List集合的特有功能概述和测试

1. void add(int index, element):

在列表的指定位置插入指定元素（可选操作）。

2. remove(int index):

移除列表中指定位置的元素（可选操作）。

3. get(int index):

返回列表中指定位置的元素。

4. set(int index, element):

用指定元素替换列表中指定位置的元素（可选操作）。

例:

list.add(2,"javaee");//在2的位置插入javaee，改变集合长度

list.get(2)//返回集合中2位置上的元素，不改变集合长度

list.remove(1)//删除集合中1位置上的元素，返回被删除的元素，改变集合长度

list.set(2, "javaee")//将集合中2位置上的元素替换为javaee，返回被替换的元素，不改变集合长度

15.21 List集合的特有遍历功能

1 for (int i = 0; i < list.size(); i++) 2 3 {4 5    String s = (String)list.get(i);6 7    System.out.println(s);8 9 }

15.22 List存储自定义对象并遍历(使用List特有功能遍历)

1 public class Practice  2 { 3     public static void main(String[] args) 4     { 5         // 创建集合 6         List list = new ArrayList(); 7         //创建学生对象并添加到集合 8         list.add(new Student("小明",23)); 9         list.add(new Student("小红",32));10         list.add(new Student("小强",14));11         list.add(new Student("旺财",8));12         list.add(new Student("张三",16));13         14         for (int i = 0; i < list.size(); i++) 15         {16             Student s =(Student)list.get(i);17             System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());18         }19     }20 }

15.23 ListIterator的特有功能

<> listIterator():

返回此列表元素的列表迭代器（按适当顺序）。

注意:ListIterator可以实现逆向遍历，但是必须先正向遍历，才能逆向遍历

例:

1 public class Practice  2 { 3     public static void main(String[] args) 4     { 5         // 创建集合 6         List list = new ArrayList(); 7          8         list.add("hello"); 9         list.add("world");10         list.add("java");11         //列表迭代器12         ListIterator lit = list.listIterator();13         //正向遍历14         while(lit.hasNext())15         {16             String s = (String)lit.next();17             System.out.println(s);18         }19         System.out.println("-----");20         //逆向遍历21         while(lit.hasPrevious())22         {23             //获取上一个元素24             String s = (String)lit.previous();25             System.out.println(s);26         }27         28     }29 }

运行结果:

hello

world

java

-----

java

world

hello

15.24 并发修改异常的产生原因及解决方案

例:

1 public class Practice  2 { 3     public static void main(String[] args) 4     { 5         // 创建集合 6         List list = new ArrayList(); 7          8         list.add("hello"); 9         list.add("world");10         list.add("java");11         Iterator it = list.iterator();12         while(it.hasNext())13         {14             String s = (String)it.next();15             if(s.equals("world"))16                 list.add("javaee");    17 }18         System.out.println(list);19     }20 }

上面的代码会运行错误，发生ConcurrentModificationException异常

错误产生原因:迭代器是依赖于集合存在的，在迭代的过程中使用集合的方法添加元素迭代器是不知道的，所以报错，并发修改异常

解决方案:1.用迭代器迭代元素时使用迭代器修改元素(ListIterator列表迭代器)，添加的元素在迭代的元素后面

2.用集合遍历元素，用集合修改元素(for循环)，添加的元素在最后

15.25 数据结构之栈和队列

数据结构:数据的组织方式