• 认识Collection 与 泛型


    主要内容

     Collection集合

     迭代器

     增强for

     泛型

     Collection集合

    集合到底是什么呢?

    集合:集合是java中提供的一种容器,可以用来存储多个数据。

    集合和数组既然都是容器,它们有啥区别呢?

    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类型的元素,可以存储基本数据类型值。集合存储的都是对象。而且对象的类型可以不

     一致。在开发中一般当对象多的时候,使用集合进行存储。

    1.2 集合框架

     JAVASE提供了满足各种需求的API,在使用这些API前,先了解其继承与接口操作架构,才能了解何时采用哪个类,

     以及类之间如何彼此合作,从而达到灵活应用。

     集合按照其存储结构可以分为两大类,分别是单列集合 java.util.Collection 和双列集合 java.util.Map ,今天

     我们主要学习 Collection 集合.

    Colleoction: 单列集合类的根接口 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 的特点是元素有序 元素可以重复。

    Set 的特点是元素无序,而且不可重复。

    List 接口的主要实现类有 java.util.ArraList 和 java.util.LinkedList.

    Set 接口的主要实现类有 java.util.HashSet.和java.util.TreeSet.

    整个集合类的继承体系。

     

     其中,橙色框里填写的都是接口类型,而蓝色框里填写的都是具体的实现类。这几天将针对图中所列举的集合类进

    集合本身是一个工具,它存放在java.util包中。在 Collection 接口定义着单列集合框架中最最共性的内容。

    1.3 Collection 常用功能

    Collection是所有单列集合的父接口,因此在Collection中定义了单列集合(List和Set)通用的一些方法,这些方法可用于操作所有的单列集合。方法如下:

    public boolean add(E e):把给定的对象添加到当前集合中 。

    public void clear( ):清空集合中所有的元素。

    boolean remove(E e) : 把给定的对象在当前集合中删除。

    boolean contains(E e): 判断当前集合中是否包含给定的对象。

    public boolean isEmpty( ): 判断当前集合是否为空。

    public int size( ): 返回集合中元素的个数。

    public Object[] toArray() : 把集合中的元素,存储到数组中。

    如下:

    import java.util.ArrayList;

    import java.util.Collection;

    public class Demo1Collection {

    public static void main(String[] args) {

    //    创建集合对象
    //    使用多态形式

    Collection<String> coll=new ArrayList<String>();

    //    使用方法
    //    添加功能boolean add(String s)

    coll.add("文君");

    coll.add("朴海英");

    coll.add("李在韩");

    System.out.println(coll);

    //    boolean contains(E e) 判断o是否在集合中存在

    System.out.println("判断   朴海英 是否在集合中"+coll.contains("朴海英"));

    //boolean remove(E e) 删除在集合中的o元素

    System.out.println("删除李在韩:"+coll.remove("李在韩"));

    System.out.println("操作之后集合中元素:"+coll);

    //    size() 集合中有几个元素

    System.out.println("集合中有"+coll.size()+"个元素");

    //    Object[] toArray()转换成一个Object数组

    Object[] objects = coll.toArray();

    //    遍历数组

    for (int i = 0; i < objects.length; i++) {

    System.out.println(objects[i]);

    }

    //    void clear() 清空集合

    coll.clear();

    System.out.println("集合中内容为:"+coll);

    //    boolean isEmpty() 判断是否为空

    System.out.println(coll.isEmpty());

    }

    }

    Iterator迭代器

    2.1 Iterator接口

    在程序开发中,经常需要遍历集合中的所有元素。针对这种需求,JDK专门提供了一个接口 java.util.Iterator. Iterator接口也是 java集合中的一员但它与 Collection 、 Map 接口有所不同,Collection 接口与 Map 接口主要用于存储元素,而 Iterator 主要用于迭代访问(即遍历) Collection 中的元素,因此 Iterator 对象也被称为迭代器。
    想要遍历Collection集合,那么就要获取该集合迭代器完成迭代操作,下面介绍一下获取迭代器的方法:

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

    下面介绍一下迭代的概念:

    迭代:即Collection集合元素的通用获取方式。在取元素之前先要判断集合中有没有元素,如果有,就把这个元素取出来,继续在判断,如果还有就再取出出来。一直把集合中的所有元素全部取出。这种取出方式专业术语称为迭代。

    Iterator接口的常用方法如下:

    public E next( ) :返回迭代的下一个元素。

    public boolean hasSet( ):如果仍有元素可以迭代,则返回 true。

    如何使用Iterator迭代集合中元素:

    public class IteratorDemo {

    public static void main(String[] args) {

    //    使用多态方式 创建对象

    Collection <String> coll=new ArrayList<String>();

    / /   添加元素到集合

    coll.add("香蕉");

    coll.add("黄瓜");

    coll.add("苹果");

    //使用迭代器 遍历  每个集合对象都有自己的迭代器

    Iterator<String> it = coll.iterator();

    //    泛型指的是 迭代出 元素的数据类型

    while(it.hasNext()){//判断是否有迭代元素

    String s =it.next();//获取迭代出的元素

    System.out.println(s);

    }

    在进行集合元素取出时,如果集合中已经没有元素了,还继续使用迭代器的next方法,将会发生 java.util.NoSuchElementException没有集合元素的错误。

    2.2 迭代器的实现原理

    2.2 迭代器的实现原理

    我们在之前案例已经完成了Iterator遍历集合的整个过程。当遍历集合时,首先通过调用t集合的iterator()方法获得迭代器对象,然后使用hashNext()方法判断集合中是否存在下一个元素,如果存在,则调用next()方法将元素取出,否则说明已到达了集合末尾,停止遍历元素。
    Iterator迭代器对象在遍历集合时,内部采用指针的方式来跟踪集合中的元素,为了让初学者能更好地理解迭代器的工作原理,接下来通过一个图例来演示Iterator对象迭代元素的过程:

    在调用Iterator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,依此类推,直到hasNext方法返回false,表示到达了集合的末尾,终止对元素的遍历。

    2.3 增强for

    增强for循环(也称for each循环)是JDK1.5以后出来的一个高级for循环,专门用来遍历数组和集合的。它的内部原理其实是个Iterator迭代器,所以在遍历的过程中,不能对集合中的元素进行增删操作。

    格式:

    for(元素的数据类型    变量 : Collection集合or数组){

    //写操作代码

    }

    它用于遍历Collection和数组。通常只进行遍历元素,不要在遍历的过程中对集合元素进行增删操作。

    遍历数组

    public class ForDome1{

    public static void main(String[] args) {

    int[] arr = {3,5,6,87};

    //使用增强for遍历数组

    for(int a : arr){//a代表数组中的每个元素

    System.out.println(a);

    }

    Collection coll=new ArraList<String>();

    coll.add("小河神");

    coll.add("老河神");

    coll.add("神婆");

    for(String s :coll){

    System.out.println(s);

    }

    public class ForDome2 {

    public static void main(String[] args) {

    Collection<String> coll = new ArrayList<String>();

    coll.add("小河神");

    coll.add("老河神");

    coll.add("神婆");

    //使用增强for遍历

    for(String s :coll){//接收变量s代表 代表被遍历到的集合元素

    System.out.println(s);

    }

    }

    }

    新for循环必须有被遍历的目标。目标只能是Collection或者是数组。新式for仅仅作为遍历操作出现。

    泛型

    3.1 泛型概述

    在前面学习集合时,我们都知道集合中是可以存放任意对象的,只要把对象存储集合后,那么这时他们都会被提升

    成Object类型。当我们在取出每一个对象,并且进行相应的操作,这时必须采用类型转换。

    观察下面代码:

    public class GenericDemo {

    public static void main(String[] args) {

    Collection coll = new ArrayList();

    coll.add("abc");

    coll.add("itcast");

    coll.add(5);//由于集合没有做任何限定,任何类型都可以给其中存放

    Iterator it = coll.iterator();

    while(it.hasNext()){

    //需要打印每个字符串的长度,就要把迭代出来的对象转成String类型

    String str = (String) it.next();

    System.out.println(str.length());

    }

    }

    }

    程序在运行时发生了问题java.lang.ClassCastException。 为什么会发生类型转换异常呢? 我们来分析下:由于集合中什么类型的元素都可以存储。导致取出时强转引发运行时 ClassCastException。 怎么来解决这个问题呢

    Collection虽然可以存储各种对象,但实际上通常Collection只存储同一类型对象。例如都是存储字符串对象。因此在JDK5之后,新增了泛型(Generic)语法,让你在设计API时以指定类或方法支持泛型,这样我们使用API的时候也变得更为简洁,并得到了编译时期的语法检查。

     泛型:可以在类或方法中预支地使用未知的类型。

    一般在创建对象时,将未知的类型确定具体的类型。当没有指定泛型时,默认类型为Object类型。

    3.2 使用泛型的好处

    泛型带来了哪些好处呢?

    将运行时期的ClassCastException,转移到了编译时期变成了编译失败。

    避免了类型强转的麻烦。

    通过我们如下代码体验一下:

    public class GenericDemo2 {

    public static void main(String[] args) {

    Collection<String> list = new ArrayList<String>();

    list.add("abc");

    list.add("itcast");

    //    list.add(5);//当集合明确类型后,存放类型不一致就会编译报错

    //    集合已经明确具体存放的元素类型,那么在使用迭代器的时候,迭代器也同样会知道具体遍历元素类型

    Iterator<String> it = list.iterator();

    while(it.hasNext()){

    String str = it.next();

    //    当使用Iterator<String>控制元素类型后,就不需要强转了。获取到的元素直接就是String类型

    System.out.println(str.length());

    }

    }

    }

    //泛型是数据类型的一部分,我们将类名与泛型合并一起看做数据类型。

    3.3 泛型的定义与使用  

    我们在集合中会大量使用到泛型,这里来完整地学习泛型知识。

    泛型,用来灵活地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。

    定义和使用含有泛型的类

    定义格式:

    修饰符 class 类名<代表泛型的变量> {    }

    例如,API中的ArrayList集合:

    class ArrayList<E>{

    public boolean add(E e){ }

    public E get(int index){ }

    ....

    }

    再例如, ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

    此时,变量E的值就是Integer类型,那么我们的类型就可以理解为:

    class ArrayList<Integer> {

    public boolean add(Integer e) { }

    public Integer get(int index) {    }

    ...

    }

    举例自定义泛型类

    public class MyGenericClass<MVP> {

    //没有MVP类型    在这里代表 未知的一种数据类型 未来传递什么就是什么类型

    private MVP mvp;

    public void setMVP(MVP mvp) {

    this.mvp = mvp;

    }

    public MVP getMVP() {

    return mvp;

    }

    }

    使用:

    public class GenericClassDemo {

    public static void main(String[] args) {

    //    创建一个泛型为String的类

    MyGenericClass<String> my = new MyGenericClass<String>();

    // 调用setMVP

    my.setMVP("大大泡泡唐");

    // 调用getMVP

    String mvp = my.getMVP();

    System.out.println(mvp);

    //创建一个泛型为Integer的类

    MyGenericClass<Integer> my2 = new MyGenericClass<Integer>();

    my2.setMVP(123);

    Integer mvp2 = my2.getMVP();

    }

    }

    含有泛型的方法

    定义格式:

    修饰符 <代表泛型的变量> 返回值类型 方法名(参数){    }

    例如,

    public class MyGenericMethod {

    public <MVP> void show(MVP mvp) {

    System.out.println(mvp.getClass());

    }

    public <MVP> MVP show2(MVP mvp) {

    return mvp;

    }

    }

    使用格式:调用方法时,确定泛型的类型

    public class GenericMethodDemo {

    public static void main(String[] args) {

    //    创建对象

    MyGenericMethod mm = new MyGenericMethod();

    //    演示看方法提示 mm.show("aaa"); mm.show(123); mm.show(12.45);

    }

    }

    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 MyGenericInterface<E>{

    public abstract void add(E e);

    public abstract E getE();

    }

    使用格式:

    1、定义类时确定泛型的类型

    例如

    public class MyImp1 implements MyGenericInterface<String> {

    @Override

    public void add(String e) {

    // 省略...

    }

    @Override

    public String getE() {

    return null;

    }

    }

    此时,泛型E的值就是String类型。

    2、始终不确定泛型的类型,直到创建对象时,确定泛型的类型

    例如

    public class MyImp2<E> implements MyGenericInterface<E> {

    @Override

    public void add(E e) {

    // 省略...

    }

    @Override

    public E getE() {

    return null;

    }

    }

    确定泛型:

    /*

    *    使用

    */

    public class GenericInterface {

    public static void main(String[] args) {

    MyImp2<String>    my = new MyImp2<String>();

    my.add("aa");

    }

    }

    3.4 泛型通配符

    当使用泛型类或者接口时,传递的数据中,泛型类型不确定,可以通过通配符<?>表示。但是一旦使用泛型的通配符后,只能使用Object类中的共性方法,集合中元素自身方法无法使用。
    通配符基本使用泛型的通配符:不知道使用什么类型来接收的时候,此时可以使用?,?表示未知通配符。
    此时只能接受数据,不能往该集合中存储数据。
    举个例子:

    public static void main(String[] args) {

    Collection<Intger> list1 = new ArrayList<Integer>();

    getElement(list1);

    Collection<String> list2 = new ArrayList<String>();

    getElement(list2);

    }

    public static void getElement(Collection<?> coll){}

    //?代表可以接收任意类型

    tips:泛型不存在继承关系 Collection list = new ArrayList();这种是错误的。

    通配符高级使用----受限泛型

    之前设置泛型的时候,实际上是可以任意设置的,只要是类就可以设置。但是在JAVA的泛型中可以指定一个

    泛型的上限和下限。

    泛型的上限:

    格式: 类型名称 <? extends 类 > 对象名称

      意义: 只能接收该类型及其子类

    泛型的下限:

    格式: 类型名称 <? super 类 > 对象名称

      意义: 只能接收该类型及其父类型

    比如:现已知Object类,String 类,Number类,Integer类,其中Number是Integer的父类

    public static void main(String[] args) {

    Collection<Intger> list1 = new ArrayList<Integer>();

    Collection<String> list2 = new ArrayList<String>();

    Collection<Number> list3 = new ArrayList<Number>();

    Collection<Object> list4 = new ArrayList<Object>();

    getElement(list1);

    getElement(list2);//报错

    getElement(list3);

    getElement(list4);//报错

    getElement2(list1);//报错

    getElement2(list2);//报错

    getElement2(list3);

    getElement2(list4);

    }

    //    泛型的上限:此时的泛型?,必须是Number类型或者Number类型的子类

    public static void getElement1(Collection<? extends Number> coll){}

    //    泛型的下限:此时的泛型?,必须是Number类型或者Number类型的父类 public static void getElement2(Collection<? super Number> coll){}

    案例介绍

    按照斗地主的规则,完成洗牌发牌的动作。 具体规则:

    使用54张牌打乱顺序,三个玩家参与游戏,三人交替摸牌,每人17张牌,最后三张留作底牌。

    4.2 案例分析 

    准备牌:

    牌可以设计为一个ArrayList,每个字符串为一张牌。 每张牌由花色数字两部分组成,我们可以使用花色

    集合与数字集合嵌套迭代完成每张牌的组装。 牌由Collections类的shuffle方法进行随机排序。

    •   发牌


    将每个人以及底牌设计为ArrayList,将最后3张牌直接存放于底牌,剩余牌通过对3取模依次发牌。

    •   看牌


    直接打印每个集合。

    4.3 代码实现

    import java.util.ArrayList;

    import java.util.Collections;

    public class Poker {

    public static void main(String[] args) {

    /*

    *    1: 准备牌操作

    */

    //1.1 创建牌盒 将来存储牌面的

    ArrayList<String> pokerBox = new ArrayList<String>();

    //1.2 创建花色集合

    ArrayList<String> colors = new ArrayList<String>();

    //1.3 创建数字集合

    ArrayList<String> numbers = new ArrayList<String>();

    //1.4 分别给花色 以及 数字集合添加元素

    colors.add("♥");

    colors.add("♦");

    colors.add("♠");

    colors.add("♣");

    for(int i = 2;i<=10;i++){

    numbers.add(i+"");

    }

    numbers.add("J");

    numbers.add("Q");

    numbers.add("K");

    numbers.add("A");

    //1.5 创造牌    拼接牌操作

    //    拿出每一个花色 然后跟每一个数字 进行结合 存储到牌盒中 for (String color : colors) {

    //color每一个花色

    //遍历数字集合

    for(String number : numbers){ //结合

    String card = color+number; //存储到牌盒中 pokerBox.add(card);

    }

    //1.6大王小王

    pokerBox.add("小☺");

    pokerBox.add("大☠");

    // System.out.println(pokerBox);

    //洗牌 是不是就是将    牌盒中 牌的索引打乱

    //    Collections类 工具类 都是 静态方法

    //    shuffer方法

    /*

    *    static void shuffle(List<?> list)

    *    使用默认随机源对指定列表进行置换。

    */

    //2:洗牌

    Collections.shuffle(pokerBox);

    //3 发牌

    //3.1 创建 三个 玩家集合    创建一个底牌集合

    ArrayList<String> player1 = new ArrayList<String>();

    ArrayList<String> player2 = new ArrayList<String>();

    ArrayList<String> player3 = new ArrayList<String>();

    ArrayList<String> dipai = new ArrayList<String>();

    //遍历 牌盒    必须知道索引

    for(int i = 0;i<pokerBox.size();i++){

    //获取 牌面

    String card = pokerBox.get(i);

    //留出三张底牌 存到 底牌集合中

    if(i>=51){//存到底牌集合中

    dipai.add(card);

    }else{

    //玩家1    %3    ==0

    if(i%3==0){

    player1.add(card);

    }else if(i%3==1){//玩家2

    player2.add(card);

    }else{//玩家3

    player3.add(card);

    }

    }

    }

    //看看

    System.out.println("阿狸:"+player1);

    System.out.println("李光:"+player2);

    System.out.println("小明:"+player3);

    System.out.println("底牌:"+dipai);

    }

    }

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