1、集合的概述（重点）
（1）集合的由来
- 当需要在Java程序中记录单个数据内容时，则声明一个变量。
- 当需要在Java程序中记录多个类型相同的数据内容时，声明一个一维数组。
- 当需要在Java程序中记录多个类型不同的数据内容时，则创建一个对象。
- 当需要在Java程序中记录多个类型相同的对象数据时，创建一个对象数组。
- 当需要在Java程序中记录多个类型不同的对象数据时，则准备一个集合。
（2）集合的框架结构
- Java中集合框架顶层框架是：java.util.Collection集合 和 java.util.Map集合。
- 其中Collection集合中存取元素的基本单位是：单个元素。
- 其中Map集合中存取元素的基本单位是：单对元素。
2、Collection集合
（1）基本概念
- java.util.Collection接口是List接口、Queue 接口以及Set接口的父接口，因此该接口里定义的方法既可用于操作List集合，也可用于操作Queue集合和Set集合。
（2）常用的方法
方法声明 功能介绍
boolean add(E e); 向集合中添加对象
boolean addAll(Collection<? extends E> c) 用于将参数指定集合c中的所有元素添加到当前集合中
boolean contains(Object o); 判断是否包含指定对象
boolean containsAll(Collection<?> c) 判断是否包含参数指定的所有对象
boolean retainAll(Collection<?> c) 保留当前集合中存在且参数集合中存在的所有对象
boolean remove(Object o); 从集合中删除对象
boolean removeAll(Collection<?> c) 从集合中删除参数指定的所有对象
void clear(); 清空集合
int size(); 返回包含对象的个数
boolean isEmpty(); 判断是否为空
boolean equals(Object o) 判断是否相等
int hashCode() 获取当前集合的哈希码值
Object[] toArray() 将集合转换为数组
Iterator iterator() 获取当前集合的迭代器
package com.FirstStage.ThridModule.Four;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;
import java.util.List;
public class CollectionTest {
public static void main(String[] args) {
// 准备一个Collection集合并打印
//Collection c1 = new Collection(); // 接口不能实例化，不能直接创建对象
// 接口类型的引用指向实现类的对象，形成多态，其他的场合：通过方法的参数传递形成多态；通过方法的返回值类型形成多态
Collection c1 = new ArrayList();
// 自动调用toString方法，调用ArrayList方法中toString方法，默认打印格式为：[元素值1，元素值2，。。。]
System.out.println("集合中的元素有：" + c1); // 输出：[]
System.out.println("----------------------------------");
// 向集合中添加单个元素并打印
boolean b1 = c1.add(new String("one"));
System.out.println("b1 = " + b1); // true
System.out.println("集合中的元素有：" + c1); // 输出：[one]
b1 = c1.add(Integer.valueOf(2));
System.out.println("b1 = " + b1); // true
System.out.println("集合中的元素有：" + c1); // 输出：[one, 2]
b1 = c1.add(new Person("赵云", 30));
System.out.println("b1 = " + b1); // true
// 打印集合所有元素的时，本质上就是打印集合中的每个对象，也就是让每个对象调用对应类的toString方法
System.out.println("集合中的元素有：" + c1); // 输出：[one, 2, Person{name='赵云', age=30}]
System.out.println("-----------------------------------------------");
// 向集合中添加多个元素并打印
Collection c2 = new ArrayList();
c2.add("three");
c2.add(4);
System.out.println("c2 = " + c2); // [three, 4]
// 把c2中的所有元素全部添加到c1中，也就是将集合c2的元素一个一个一次添加到集合c1中
b1 = c1.addAll(c2);
// 把集合c2整体看成一个元素添加到集合c1中，输出：[one, 2, Person{name='赵云', age=30}, [three, 4]]
//b1 = c1.add(c2);
System.out.println("b1 = " + b1); // true
System.out.println("c1 = " + c1); // [one, 2, Person{name='赵云', age=30}, three, 4]
System.out.println("----------------------------------");
// 判断集合中是否包含参数指定的单个元素
b1 = c1.contains(new String("one"));
System.out.println("b1 = " + b1); // true
b1 = c1.contains(new String("two"));
System.out.println("b1 = " + b1); // false
b1 = c1.contains(Integer.valueOf(2));
System.out.println("b1 = " + b1); // true
b1 = c1.contains(Integer.valueOf(3));
System.out.println("b1 = " + b1); // false
// contains方法的工作原理：Objects.equals(o, e), 其中o代表contains方法的形式参数，e代表集合中的每个元素
//也就是contains的工作原理就是：拿着参数对象与集合中已有的元素依次进行比较，比较的方式调用Objects中的equals方法
// 而该方法的工作原理如下：
/*
public static boolean equals(Object a, Object b) { 其中a代表Person对象，b代表集合中已有的对象
return (a == b) || (a != null && a.equals(b));
元素包含的第一种方式就是：Person对象与集合中已有对象的地址相同
第二种方式就是：Person对象不为空，则Person对象调用的equals方法与集合中已有元素相等
}
*/
// 当Person类中没有重写equals方法时，则调用从Object类中继承下来的equals方法，比较两个对象的地址 false
// 当Person类中重写equals方法红藕，则调用重写以后的版本，两个对象比较的是内容 true
b1 = c1.contains(new Person("赵云", 30));
System.out.println("b1 = " + b1); // false true
System.out.println("--------------------------------");
System.out.println("c1 = " + c1); // [one, 2, Person{name='赵云', age=30}, three, 4]
// 判断当前集合中是否包含参数指定集合的所有元素
Collection c3 = new ArrayList();
c3.add(4);
System.out.println("c3 = " + c3); // [4]
b1 = c1.containsAll(c3);
System.out.println("b1 = " + b1); // true
c3.add("five");
System.out.println("c3 = " + c3); // [4, five]
// 判断集合c1中是否包含集合c3中所有元素，只有集合c3中的所有元素都在c1中出现才会返回true，否则都是false
b1 = c1.containsAll(c3);
System.out.println("b1 = " + b1); // false
// 笔试考点
System.out.println("c2 = " + c2); // [three, 4]
b1 = c1.containsAll(c2);
System.out.println("b1 = " + b1); // true
// 判断集合c1中是否拥有集合c2这个整体为单位的元素，与add对应
b1 = c1.contains(c2);
System.out.println("b1 = " + b1); // false
System.out.println("----------------------------");
// 计算两个集合的交集并保留到当前集合中
System.out.println("c2 = " + c2);
System.out.println("c3 = " + c3);
// 也就是让集合自己和自己取交集，还是自己，也就是当前集合中的元素没有发生改变
b1 = c2.retainAll(c2);
System.out.println("b1 = " + b1); // false表示当前集合元素没有发生改变
// 计算集合c2和c3的交集并保留到集合c2中，取代集合c2中原有的数值
b1 = c2.retainAll(c3);
System.out.println("c2 = " + c2); // [4]
System.out.println("c3 = " + c3); // [4, five]
System.out.println("b1 = " + b1); // true
System.out.println("-----------------------------------");
// 实现集合中单个元素的删除
System.out.println("c1 = " + c1); // [one, 2, Person{name='赵云', age=30}, three, 4]
b1 = c1.remove(1);
System.out.println("b1 = " + b1); // false
System.out.println("c1 = " + c1); // [one, 2, Person{name='赵云', age=30}, three, 4]
b1 = c1.remove("one");
System.out.println("b1 = " + b1); // true
System.out.println("c1 = " + c1); // [2, Person{name='赵云', age=30}, three, 4]
//remove方法的工作原理：Object.equals(o, e)
b1 = c1.remove(new Person("赵云", 30));
System.out.println("b1 = " + b1); // true
System.out.println("c1 = " + c1); // [2, three, 4]
System.out.println("-----------------------------------");
// 实现集合中单个元素和所有元素的删除
System.out.println("c3 = " + c3); // [4, five]
//从集合c1中删除集合c3中的所有元素，本质上就是一个一个元素进行删除，有元素则删除，否则不删除
b1 = c1.removeAll(c3);
System.out.println("b1 = " + b1); // true
System.out.println("c1 = " + c1); // [2, three]
// 笔试考点
b1 = c1.remove(c3);
System.out.println("b1 = " + b1); // false
System.out.println("c1 = " + c1); // [2, three]
System.out.println("----------------------------");
// 实现集合中其他方法的测试，ctrl+n可以直接搜索并打开类的源码 使用ctrl+f12可以搜索类中的方法
System.out.println("集合中元素的个数为：" + c1.size()); // 2
System.out.println(0 == c1.size() ? "集合已经空了" : "集合还没空"); // 集合还没空
System.out.println(c1.isEmpty()? "集合已经空了" : "集合还没空"); // 集合还没空
// 清空集合中的所有元素
c1.clear();
System.out.println("集合中元素的个数为：" + c1.size()); // 0
System.out.println(0 == c1.size() ? "集合已经空了" : "集合还没空"); // 集合已经空了
System.out.println(c1.isEmpty()? "集合已经空了" : "集合还没空"); // 集合已经空了
//准备两个集合判断是否相等
Collection c4 = new ArrayList();
c4.add(1);
c4.add(2);
System.out.println("c4 = " + c4); // [1, 2]
Collection c5 = new ArrayList();
c5.add(1);
c5.add(2);
System.out.println("c5 = " + c5); // [1, 2]
//判断是否相等
b1 = c4.equals(c5);
System.out.println("b1 = " + b1); // true
System.out.println("---------------------------------");
// 实现集合到数组的转换 通常认为：集合是用于取代数组的结构
Object[] objects = c5.toArray();
//打印数组中的所有元素
System.out.println("数组中的所有元素有：" + Arrays.toString(objects)); // [1, 2]
Collection objects1 = Arrays.asList(objects);
System.out.println("集合中的元素有：" + objects1); // [1, 2]
}
}
3、Iterator接口（重点）
（1）基本概念
- java.util.Iterator接口主要用于描述迭代器对象，可以遍历Collection集合中的所有元素。
- java.util.Collection接口继承Iterable接口，因此所有实现Collection接口的实现类都可以使用该迭代器对象。
（2）常用的方法
方法声明 功能介绍
boolean hasNext() 判断集合中是否有可以迭代/访问的元素
E next() 用于取出一个元素并指向下一个元素
void remove() 用于删除访问到的最后一个元素
案例题目：
- 如何使用迭代器实现toString方法的打印效
// 由于上个循环已经使得迭代器走到了最后，因此需要重置迭代器 重新获取迭代器
iterator = c1.iterator();
// 使用迭代器模拟toString的方法打印效果
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
stringBuilder.append("[");
while (iterator.hasNext()) {
//当获取到的元素是最后一个元素时，则拼接的元素加中括号
Object object = iterator.next();
if (!iterator.hasNext()) {
stringBuilder.append(object).append("]");
} else{
//否者拼接元素加逗号加空格
stringBuilder.append(object).append(",").append(" ");
}
}
System.out.println("c1 = " + stringBuilder); // [one, 2, Person{name='赵云', age=30}]
4、for each循环（重点）
（1）基本概念
- Java5推出了增强型for循环语句，可以应用数组和集合的遍历。
- 是经典迭代的“简化版”。
（2）语法格式
for（元素类型 变量名：数组/集合名称） {
循环体；
}
（3）执行流程
- 不断的从数组/集合中取出一个元素赋值给变量名并执行循环体，知道取完所有元素为止。
// 使用for each结构实现集合和数组中元素的遍历 代码简单且方法灵活
for (Object object : c1) {
System.out.println("取出来的元素是：" + object);
}
int[] arr = new int[] {11, 22, 33, 44, 55};
for (int i : arr) {
System.out.println("i = " + i);
i = 66; // 只是修改了变量i的数值，并没有修改数组内容
}
System.out.println("数组的内容是:" + Arrays.toString(arr));
5、List集合（重中之重）
（1）基本概念
- java.util.List集合是Collection集合的子集合，该集合中允许有重复的元素并且有先后放入次序。
- 该集合的主要实现类有：ArrayList类、LinkedList类、Stack类、Vector类。
- 其中ArrayList类的底层是采用动态数组进行数据管理的，支持下标访问，访问方便，增删元素不方便。
- 其中LinkedList类的底层是采用双向链表进行数据管理的，访问不方便，增删元素方便。
- 可以认为ArrayList和LinkedList的方法在逻辑上完全一样，只是在性能上有一定的差别，ArrayList更适合于随机访问而LinkedList更适合于插入和删除；在性能要求不是特别苛刻的情形下可以忽略这个差别。
- 其中Stack类的底层是采用动态数组进行数据管理的，该类主要用于描述一种具有后进先出特征的数据结构，叫做栈(last in first out LIFO)。
- 其中Vector类的底层是采用动态数组进行数据管理的，该类与ArrayList类相比属于线程安全的类，效率比较低，以后开发中基本不用。一般扩大为2倍。
（2）常用的方法
方法声明 功能介绍
void add(int index, E element) 向集合中指定位置添加元素
boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) 向集合中添加所有元素
E get(int index) 从集合中获取指定位置元素
int indexOf(Object o) 查找参数指定的对象
int lastIndexOf(Object o) 反向查找参数指定的对象
E set(int index, E element) 修改指定位置的元素
E remove(int index) 删除指定位置的元素
List subList(int fromIndex, int toIndex) 用于获取子List
案例题目：
- 准备一个Stack集合，将数据11、22、33、44、55依次入栈并打印，然后查看栈顶元素并打印，然后将栈中所有数据依次出栈并打印。
- 再准备一个Stack对象，将数据从第一个栈中取出来放入第二个栈中，然后再从第二个栈中取出并打印。
package com.FirstStage.ThridModule.Four;
import java.util.Stack;
public class StackTest {
public static void main(String[] args) {
// 准备一个stack类型的对象并打印
Stack s1 = new Stack();
Stack s2 = new Stack();
System.out.println("s1 = " + s1); // []
System.out.println("------------------------------");
// 将数据11, 22, 33, 44, 55一次入栈
for (int i = 1; i <=5; i++) {
Object object = s1.push(i*11);
System.out.println("入栈的元素是：" + object);
System.out.println("栈中的元素有：" + s1); // [11, 22, 33, 44, 55]
}
System.out.println("------------------------------");
// 查看栈顶元素值并打印
Object object2 = s1.peek();
System.out.println("栈顶的元素是：" + object2); // 5
System.out.println("------------------------------");
// 对栈中所有元素一次出栈并打印
int len = s1.size();
for (int i = 1; i <= len; i++) {
Object object3 = s1.pop();
System.out.println("出栈的元素是：" + object3);
s2.push(object3);
}
System.out.println("------------------------------");
// 最终打印栈中所有元素
System.out.println("s1 = " + s1);
System.out.println("------------------------------");
// 对栈中所有元素一次出栈并打印
len = s2.size();
for (int i = 1; i <= len; i++) {
Object object4 = s2.pop();
System.out.println("出栈的元素是：" + object4); // 11 22 33 44 55
}
}
}
输出：
s1 = []
------------------------------
入栈的元素是：11
栈中的元素有：[11]
入栈的元素是：22
栈中的元素有：[11, 22]
入栈的元素是：33
栈中的元素有：[11, 22, 33]
入栈的元素是：44
栈中的元素有：[11, 22, 33, 44]
入栈的元素是：55
栈中的元素有：[11, 22, 33, 44, 55]
------------------------------
栈顶的元素是：55
------------------------------
出栈的元素是：55
出栈的元素是：44
出栈的元素是：33
出栈的元素是：22
出栈的元素是：11
------------------------------
s1 = []
------------------------------
出栈的元素是：11
出栈的元素是：22
出栈的元素是：33
出栈的元素是：44
出栈的元素是：55
Process finished with exit code 0
6、Queue集合（重点）
（1）基本概念
- java.util.Queue集合是Collection集合的子集合，与List集合属于平级关系。
- 该集合的主要用于描述具有先进先出特征的数据结构，叫做队列(first in first out FIFO)。
- 该集合的主要实现类是LinkedList类，因为该类在增删方面比较有优势。
（2）常用的方法
方法声明 功能介绍
boolean offer(E e) 将一个对象添加至队尾，若添加成功则返回true
E poll() 从队首删除并返回一个元素
E peek() 返回队首的元素（但并不删除）
案例题目：
- 准备一个Queue集合，将数据11、22、33、44、55依次入队并打印，然后查看队首元素并打印，然后将队列中所有数据依次出队并打印。
package com.FirstStage.ThridModule.Four;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
public class QueueTest {
public static void main(String[] args) {
// 准备一个Queue集合并打印
Queue queue = new LinkedList();
System.out.println("队列中元素有：" + queue);
System.out.println("-----------------------------");
// 将数据11,22,33,44,55依次入队并打印
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
boolean offer = queue.offer(i * 11);
System.out.println("offer = " + offer);
System.out.println("队列中元素有：" + queue);
}
System.out.println("------------------------------------");
// 查看队首元素并打印
Object peek = queue.peek();
System.out.println("队首的元素是：" + peek);
System.out.println("---------------------------------------");
// 将队列中的所有元素依次出队并打印
int len = queue.size();
for (int i = 0; i < len; i++) {
Object poll = queue.poll();
System.out.println("出队的元素是：" + poll);
System.out.println("队列中的元素是：" + queue);
}
System.out.println("-----------------------------------------");
// 查看队列中的最终元素
System.out.println("queue = " + queue);
}
}
输出：
队列中元素有：[]
-----------------------------
offer = true
队列中元素有：[11]
offer = true
队列中元素有：[11, 22]
offer = true
队列中元素有：[11, 22, 33]
offer = true
队列中元素有：[11, 22, 33, 44]
offer = true
队列中元素有：[11, 22, 33, 44, 55]
------------------------------------
队首的元素是：11
---------------------------------------
出队的元素是：11
队列中的元素是：[22, 33, 44, 55]
出队的元素是：22
队列中的元素是：[33, 44, 55]
出队的元素是：33
队列中的元素是：[44, 55]
出队的元素是：44
队列中的元素是：[55]
出队的元素是：55
队列中的元素是：[]
-----------------------------------------
queue = []
Process finished with exit code 0