Java基础(十五)——Collection集合、泛型

Collection集合

　　集合概述

•  集合：集合是Java中提供的一种容器，可以用来存储多个数据
• 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种数据类型的元素，可以存储基本数据类型也可以存储引用数据类型；集合存储的都是对象，而且对象的数据类型可以不一致。在开发当中一般当对象较多的时候，使用集合来存储对象。

　　集合的框架　　

　　　　JAVASE提供了满足各种需求的API,我们在使用API的时候，先了解其继承与接口操作的框架，才能知道何时使用那个类，以及类与类之间是如何彼此合作的，从而达到灵活的应用。

　　　　集合根据其存储结构把它分为两大类：分别是单列集合java.util.Collection和双列集合java.util.Map。

　　　　Collection:它是单列集合的根接口，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接口集合特点是元素有序，元素可重复，含有索引。Set接口集合特点元素不重复，没有索引。List接口的主要实现类：java.util.ArrayList和java.util.LinkedList,Set接口的主要实现类有：java.util.HashSet和java.util.TreeSet。

　　用一张结合框架图描述单列集合框架体系：

 备注：绿色的是底层实现类，蓝色的都是接口类型。

Collection集合常用功能

　　Collection集合是所有单列集合的父接口，在Collection集合当中定义所有单列集合的共性的API方法，这些方法适用于所有的单列集合。增删查改功能 crud操作

• public boolean add(E e)：把给定的对象添加到当前的集合当中。
• public void clear()：清空集合当中所有的元素。
• public boolean remove(E e)：把给定的对象从当前集合当中删除掉。
• public boolean contains(E e)：判断当前集合当中是否包含给定的对象元素。
• public boolean isEmpty()：判断当前集合是否为空。null 空
• public int size()：获取当前集合元素的个数
• public Object[] toArray()：把当前集合中的元素存储到一个数组当中。

迭代器Iterator

　　在程序开发过程中，经常需要遍历集合当中的所有元素，针对这种情况，JDK官方又提供了一个接口java.util.Iterator.Iterator接口也是集合当中的一员，但是它与Map、Collection接口不同，Collection接口和Map接口它主要是用来存储元素的，而Iterator主要是用于迭代访问Collection与Map接口当中的元素。因此我们也经常把Iterator对象称为迭代器。

　　想要遍历Collection集合当中的元素，首先需要获取该集合的迭代器，通过迭代去完成迭代操作。

　　获取迭代器的方法为：

• 　　　　public Iterator iterator()：获取集合对应的迭代器，用来遍历集合当中的元素。

　　迭代的概念

• 　　　　迭代：Collection集合元素的通用获取方式。具体实现：在每次取元素之前首先判断集合当中有没有元素，如果有，就把这个元素取出来，继续再判断，如果还有就再一次取出来，一直把集合当中的所有元素全部取出来。我们把这种取出方式在专业术语称为迭代。

　　Iterator接口的常用api方法：

• 　　　 public E next()：获取迭代的下一个元素。
• 　　  public boolean hasNext()：如果集合当中仍有元素可以迭代，则返回true，如果没有元素，则返回false。

　　迭代器的实现原理：

　　在调用Iterator接口当中的方法的next方法之前，迭代器的索引位于第一个元素之前，不指向任何元素，当第一次调用迭代器的next方法后，迭代器的索引会向后移动一位，指向第一个元素并将该元素返回。当再次调用next方法时，迭代器的索引会指向第二个元素并将该元素返回，以此类推，直到hasNext方法返回false时，表示迭代器到达了集合的末尾，终止对元素的遍历。如果强硬的再取集合的元素，此时程序就会抛出没有元素异常java.util.NoSuchElementException

　　备注：Iterator<E> 接口也是有泛型的，迭代器的泛型是跟着集合走的，集合当中定义的什么类型，迭代器就是什么类型。

增强for循环

　　  是JDK1.5之后出现了一个新的循环结构，for each循环，一般也称为增强for循环，专门用来遍历数组和集合的，它的内部原理其实是有个迭代器Iterator,在迭代过程中，不能对集合当中的元素进行增删操作。

　　格式：

for(元素的数据类型    变量名    ：Collection集合或者数组){
    //操作代码
    //...... 
}

　　主要用于遍历Collection集合或者数组。在遍历的过程中，一定不要进行增删操作。

　　练习：

　　练习1：遍历数组：

// int[] arr = {3,5,7,9,12};
public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {3,5,7,9,12};
    // 使用for each循环遍历arr数组
    for (int e: arr ) {// 此时 e 代表的是数组当中的每个元素
        System.out.println(e);
    }
}

　　练习2：遍历集合

// Collection<String>   coll = new ArrayList<>();
// 姚明  科比  乔丹  詹姆斯  加索尔  库里 
public static void main(String[] args) {
    Collection<String> coll = new ArrayList<>();
    coll.add("姚明");
    coll.add("科比");
    coll.add("乔丹");
    coll.add("詹姆斯");
    coll.add("加索尔");
    coll.add("库里");
    // 使用增强for循环
    for (String str : coll) {
        System.out.println(str);// str 此时表示的就是集合当中每个元素
    }
}

　　　　备注：目标只能是Collection集合或者是数组，增强for循环仅仅是作为遍历操作出现。简化迭代器的操作。

泛型

　　  泛型概述

• 　　泛型：可以在类中或者方法中预支的使用未知的数据类型。

　　备注：一般在创建对象，将未知的数据类型确定为具体的数据类型，当没有指定泛型是，默认类型为Object类型。

　　使用泛型的好处

• 　   避免了类型转换的麻烦，存储的是什么样的数据类型，取出的就是什么样的数据类型
•   把运行期数据异常(代码运行之后会抛出的异常)提升到编译期阶段(写代码的时候就会报错)

　　备注：泛型它其实也是数据类型的一部分，一般我们将类名和泛型合并一起看作数据类型。　　

　　泛型的定义与使用　

　　   泛型，用来灵活的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。　　　

　　　在集合框架体系中，大量的使用了泛型。

　　定义和使用泛型的类

　　　　定义格式：

修饰符    class 类名<代表泛型的变量>{ 
} 

　　例如：

public class ArrayList<E>{
    public boolean add(E e){}
    public E get(int index){}
    //......
}

　　　　定义的时候使用未知的泛型的变量，使用的时候(创建对象)确定泛型的具体的数据类型。

　　定义并使用含有泛型的的方法

　　　　　　定义格式： 

修饰符  <代表泛型的变量> 返回值类型 方法名(参数类型){}

　　　　例如：

public class GenericMethod{
    //定义带有泛型的方法
    public <VIP> void show(VIP vip){
        System.out.println(vip);
    }
    //定义一个含有泛型的返回值
    public <VIP> VIP show02(VIP vip){
        //......
        return vip;
    }
}
//定义测试类
public class TestGenericMethod{
    public static void main(String[] args){
        //创建对象
        GenericMethod gm = new GEnericMethod();
        //调用带有泛型的方法
        gm.show("abc");//VIP vip参数--->形参 abc String str str = abc
        gm.show(123);//VIP ------>INteger vip 123
        gm.show2(3.14);//VIP --->Double vip = 3.14
        
    }
}

　　定义并使用含有泛型的接口

　　　　定义格式： 

修饰符  interface 接口名 <代表泛型的变量> {}

　　　　例如：

public interface Collection<E>{
    public void add(E e){}
    public Iterator<E> iterator();
}
//自定义一个泛型的接口
public interface MyGenericInterface<T>{
    public abstract void add(E e);
    public abstract E get();
    //.....
}

 使用格式：

1.定义实现类时可以确定泛型的类型

public class MyInterfaceImpl implements MyGenericInterface<String>{
    @Override
    public void add(String e){
        //....
    }
    @Override
    public String get(){
        //....
    }
}

备注：此时泛型【T的值】就是String类型

2.始终不确定泛型的类型，直到创建对象的时候，确定泛型的类型。

例如：

public class MyInterfaceImpl02<T> implements MyGenericInterface<T>{
     @Override
    public void add(T t){
        //......
    }
    @Override
    public T get(){
        //......
    }
}

　　确定泛型

/*
    使用泛型
*/
public class Demo04Generic{
    public static void main(String[] args){
       MyInterfaceImpl02<String>  my = new MyInterfaceImpl<String>();
        my.add("abc");
    }
}