1.collection集合
1.1集合体系结构
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
1.2Collection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
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);
}
}
1.3Collection集合的常用方法
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
1.4Collection集合的遍历【应用】
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
Collection集合的遍历
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<>();
//添加元素
c.add("hello");
c.add("world");
c.add("java");
c.add("javaee");
//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();
//用while循环改进元素的判断和获取
while (it.hasNext()) {
String s = it.next();
System.out.println(s);
}
}
}
2.List集合
2.1List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
List集合特点
- 有索引
- 可以存储重复元素
- 元素存取有序
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
2.2遍历
//迭代器方式
Iterator<Student> it = list.iterator();
//for循环方式
for(int i=0; i<list.size(); i++){...}
2.3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：ConcurrentModifificationException
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
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
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
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);
}
}
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
2.4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
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
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);
}
示例代码：
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");
//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);
}
}
2.5 增强for循环
for(元素数据类型 变量名 : 数组/集合对象名) {
循环体;
}
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);
}
Iterator<String> it1 = array.iterator();
while(it1.hasNext()){
String s = it1.next();
System.out.println(s);
}
ListIterator<String> lit1 = array.listIterator();
while(lit1.hasNext()){
String s = lit1.next();
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);
}
Iterator<String> it2 = array.iterator();
while(it2.hasNext()){
String s = it2.next();
System.out.println(s);
}
ListIterator<String> lit2 = array.listIterator();
while(lit2.hasNext()){
String s = lit2.next();
System.out.println(s);
}
}
}
方法名 说明
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
3.Set集合
3.1 Set集合概述和特点
Set集合的特点
- 元素存取无序
- 没有索引、只能通过迭代器或增强for循环遍历
- 不能存储重复元素
Set集合的基本使用
public class SetDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
Set<String> set = new HashSet<String>();
//添加元素
set.add("hello");
set.add("world");
set.add("java");
//不包含重复元素的集合
set.add("world");
//遍历
for(String s : set) {
System.out.println(s);
}
}
}
3.2 哈希值
哈希值简介
是JDK根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值
如何获取哈希值
Object类中的public int hashCode()：返回对象的哈希码值
哈希值的特点
同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的
默认情况下，不同对象的哈希值是不同的。而重写hashCode()方法，可以实现让不同对象的哈希值相同
3.3 HashSet集合的特点
- 底层数据结构是哈希表
- 对集合的迭代顺序不作任何保证，也就是说不保证存储和取出的元素顺序一致
- 没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历
- 由于是Set集合，所以是不包含重复元素的集合
HashSet集合保证元素唯一性的原理
1.根据对象的哈希值计算存储位置
如果当前位置没有元素则直接存入
如果当前位置有元素存在，则进入第二步
2.当前元素的元素和已经存在的元素比较哈希值
如果哈希值不同，则将当前元素进行存储
如果哈希值相同，则进入第三步
3.通过equals()方法比较两个元素的内容
如果内容不相同，则将当前元素进行存储;如果内容相同，则不存储当前元素
HashSet集合保证元素唯一性的图解
3.4 LinkedHashSet集合概述和特点
LinkedHashSet集合特点
- 哈希表和链表实现的Set接口，具有可预测的迭代次序
- 由链表保证元素有序，也就是说元素的存储和取出顺序是一致的
- 由哈希表保证元素唯一，也就是说没有重复的元素
LinkedHashSet集合基本使用
import java.util.LinkedHashSet;
public class LinkedHashSetDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
LinkedHashSet<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<String>();
//添加元素
linkedHashSet.add("hello");
linkedHashSet.add("world");
linkedHashSet.add("java");
linkedHashSet.add("world");
//遍历集合
for(String s : linkedHashSet) {
System.out.println(s);
}
}
}
3.5 Set集合排序
TreeSet集合概述
- 元素有序，可以按照一定的规则进行排序，具体排序方式取决于构造方法
- TreeSet()：根据其元素的自然排序进行排序
- TreeSet(Comparator comparator) ：根据指定的比较器进行排序
- 没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历
- 由于是Set集合，所以不包含重复元素的集合
TreeSet集合基本使用
public class TreeSetDemo01 {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();
//添加元素
ts.add(10);
ts.add(40);
ts.add(30);
ts.add(50);
ts.add(20);
ts.add(30);
//遍历集合
for(Integer i : ts) {
System.out.println(i);
}
}
}
自然排序Comparable的使用
public interface Comparable<T>
比较器排序Comparator的使用
public interface Comparator<T>
int compare(T o1, T o2);
4.泛型
泛型概述
是JDK5中引入的特性，它提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许在编译时检测到非法的类型它的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。一提到参数，最熟悉的就是定义方法时有形参，然后调用此方法时传递实参。那么参数化类型怎么理解呢？顾名思义，就是将类型由原来的具体的类型参数化，然后在使用/调用时传入具体的类型。这种参数类型可以用在类、方法和接口中，分别被称为泛型类、泛型方法、泛型接口
泛型定义格式
<类型>：指定一种类型的格式。这里的类型可以看成是形参
<类型1,类型2…>：指定多种类型的格式，多种类型之间用逗号隔开。这里的类型可以看成是形参
将来具体调用时候给定的类型可以看成是实参，并且实参的类型只能是引用数据类型
泛型的好处
把运行时期的问题提前到了编译期间
避免了强制类型转换
4.1 泛型类
修饰符 class 类名<类型> { }
public class Generic<T> {
private T t;
public T getT() {
return t;
}
public void setT(T t) {
this.t = t;
}
}
4.2 泛型方法
修饰符 <类型> 返回值类型 方法名(类型 变量名) { }
//泛型类改进
//public class Generic<T> {
// public void show(T t) {
// System.out.println(t);
// }
//}
//泛型方法改进
public class Generic {
public <T> void show(T t) {
System.out.println(t);
}
}
4.3 泛型接口
修饰符 interface 接口名<类型> { }
public interface Generic<T> {
void show(T t); }
public class GenericImpl<T> implements Generic<T> {
@Override
public void show(T t) {
System.out.println(t);
}
}
4.4 类型通配符
类型通配符的作用
为了表示各种泛型List的父类，可以使用类型通配符
类型通配符的分类
- 类型通配符：<?>
- List<?>：表示元素类型未知的List，它的元素可以匹配任何的类型
- 这种带通配符的List仅表示它是各种泛型List的父类，并不能把元素添加到其中
- 类型通配符上限：<? extends 类型>
- List<? extends Number>：它表示的类型是Number或者其子类型
- 类型通配符下限：<? super 类型>
- List<? super Number>：它表示的类型是Number或者其父类型
类型通配符的基本使用
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/*
类型通配符：<?>
List<?>：表示元素类型未知的List，它的元素可以匹配任何的类型
这种带通配符的List仅表示它是各种泛型List的父类，并不能把元素添加到其中
类型通配符上限：<? extends 类型>
List<? extends Number>：它表示的类型是Number或者其子类型
类型通配符下限：<? super 类型>
List<? super Number>：它表示的类型是Number或者其父类型
*/
public class GenericDemo {
public static void main(String[] args) {
//类型通配符：<?>
List<?> list1 = new ArrayList<Object>();
List<?> list2 = new ArrayList<Number>();
List<?> list3 = new ArrayList<Integer>();
System.out.println("--------");
//类型通配符上限：<? extends 类型>
// List<? extends Number> list4 = new ArrayList<Object>();
List<? extends Number> list5 = new ArrayList<Number>();
List<? extends Number> list6 = new ArrayList<Integer>();
System.out.println("--------");
//类型通配符下限：<? super 类型>
List<? super Number> list7 = new ArrayList<Object>();
List<? super Number> list8 = new ArrayList<Number>();
// List<? super Number> list9 = new ArrayList<Integer>();
}
}
5.可变参数
可变参数介绍
可变参数又称参数个数可变，用作方法的形参出现，那么方法参数个数就是可变的了
可变参数定义格式
修饰符 返回值类型 方法名(数据类型… 变量名) { }
可变参数的注意事项
这里的变量其实是一个数组
如果一个方法有多个参数，包含可变参数，可变参数要放在最后
可变参数的基本使用
public class ArgsDemo01 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(sum(10, 20));
System.out.println(sum(10, 20, 30));
System.out.println(sum(10, 20, 30, 40));
System.out.println(sum(10,20,30,40,50));
System.out.println(sum(10,20,30,40,50,60));
System.out.println(sum(10,20,30,40,50,60,70));
System.out.println(sum(10,20,30,40,50,60,70,80,90,100));
}
// public static int sum(int b,int... a) {
// return 0;
// }
public static int sum(int... a) {
int sum = 0;
for(int i : a) {
sum += i;
}
return sum;
}
}
5.1 可变参数的应用
Arrays工具类中有一个静态方法：
public static List asList(T... a)：返回由指定数组支持的固定大小的列表
返回的集合不能做增删操作，可以做修改操作
List接口中有一个静态方法：
public static List of(E... elements)：返回包含任意数量元素的不可变列表
返回的集合不能做增删改操作
Set接口中有一个静态方法：
public static Set of(E... elements) ：返回一个包含任意数量元素的不可变集合
在给元素的时候，不能给重复的元素
返回的集合不能做增删操作，没有修改的方法
6.Map集合
6.1Map集合概述和特点
Map集合概述
interface Map<K,V> K：键的类型；V：值的类型
Map集合的特点
- 键值对映射关系
- 一个键对应一个值
- 键不能重复，值可以重复
- 元素存取无序
方法名 说明
V put(K key,V value) 添加元素
V remove(Object key) 根据键删除键值对元素
void clear() 移除所有的键值对元素
boolean containsKey(Object key) 判断集合是否包含指定的键
boolean containsValue(Object value) 判断集合是否包含指定的值
boolean isEmpty() 判断集合是否为空
int size() 集合的长度，也就是集合中键值对的个数
Map集合的获取功能：
V get(Object key):根据键获取值
Set<K> keySet():获取所有键的集合
Collection<V> values():获取所有值的集合
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()：获取所有键值对对象的集合