Java学习笔记之集合1

0x00 概述

本文涉及Java知识点为集合，包括Collection集合，List集合，数组和队列结构，List集合的实现类

0x01 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，存储的数据内容可以随时发生改变

• 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.CollectionTest1;

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

public class CollectionDemo1 {
    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

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，所以他们说它是依赖于集合而存在的

• Collection集合的遍历

package com.CollectionTest1;

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

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);
        }
    }
}

1.5 集合使用步骤图解

1.6 集合的案例-Collection集合存储学习

 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

示例

package com.CollectionTest2;

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.CollectionTest2;

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

public class CollectionDemo2 {
    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("Alice", 12);
        Student s2 = new Student("Bob", 13);
        Student s3 = new Student("Charlie", 14);

        // 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());
        }
    }
}

0x02 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

　　　　有索引

　　　　可以存储重复元素

　　　　元素存取有序

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

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

示例

package com.ListTest1;

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.ListTest1;

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

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("Alice", 13);
        Student s2 = new Student("Bob", 14);
        Student s3 = new Student("Charlie", 13);

        // 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 (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

• 出现原因

　　　　迭代器遍历的过程中，通过结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

• 解决方案

　　　　用for遍历循环，然后用集合对象做对应的操作即可

示例

package com.ListDemo1;

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

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建对象
        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，就添加一个Javaee，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");
            }
        }
    }
}

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

package com.ListDemo1;

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

public class ListIteratorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建对象
        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);
    }
}

2.6 增强for循环

定义格式

for(元素数据类型 变量名： 数组/集合对象名) {
    循环体；
}

示例

package com.ListDemo1;

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

public class ForDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 2, 3, 4};
        for (int i : arr) {
            System.out.print(i);
        }

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

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

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

        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("hellp");
        list.add("world");
        list.add("javaee");

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

2.7 集合的案例-List集合存储学生对抗三种方式遍历

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

 示例

package com.ListDemo2;

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.ListDemo2;

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

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("Alice", 13);
        Student s2 = new Student("Bob", 14);
        Student s3 = new Student("Charlie", 14);

        // 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());
        }

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

0x03 数据结构

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，增删满

• 队列结构

　　　　查询慢，增删快

0x04 List集合的实现类

4.1 List集合子类的特点

•  ArrayList集合

　　　　底层是数据结构实现，查询快，增删慢

• LinkedList集合

　　　　底层是链表结构实现，查询慢，增删快

4.2 集合的案例-ArrayList集合存储学生对象三种方式遍历

package com.ArrayList01;

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.ArrayList01;

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

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("Alice", 12);
        Student s2 = new Student("Bob", 13);
        Student s3 = new Student("Charlie", 14);

        // 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：