Java学习笔记 -集合1

集合继承结构图

Collection接口

1.Collection中能存放什么元素？

没有使用"泛型"之前,Collection中可以存储Object的所有子类型
使用之后，只能存储某个具体类型

2.常用方法

• boolean add(E e) ：可以添加任意引用类型
• void clear() ：清除集合中所有元素
• int size()
• boolean isEmpty()
• boolean contains(Object o) ：使用equals方法判断
• boolean remove(Object o) ：先使用equals方法判断相等，在删除
• Object[] toArray() ：转换成Object数组

测试程序：

public class CollectionTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        //Conllection类通用的遍历方法
        Collection c = new HashSet();
        c.add("aaa");
        c.add("dd");
        c.add(new Object());
        
        //contains的底层使用equals方法，准确的说是每一个元素的引用.equals(参数);
        //所以尽量每一个自定义类都需要重写equals方法
        System.out.println(c.contains("aaa"));

        //复习：Integer类的equals方法：拆箱之后再使用==
        //如果直接对Integer使用==，判断的是内存地址
        c.add(new Integer(10000));
        Integer y = 10000;
        System.out.println(c.contains(y));
    }
}

Iterator迭代器

Collection中重要方法：

• Iterator iterator() ：获取集合的迭代器

迭代器的三个常用方法：

• boolean hasNext() ：如果仍有元素可以迭代，则返回 true。
• E next() ：返回迭代的下一个元素。
• void remove() ：从迭代器指向的 collection 中移除迭代器返回的最后一个元素（可选操作）。

示例程序：

public class CollectionTest02 {
    public static void main(String[] args) {
        Collection c = new ArrayList();

        //此时获取的迭代器，指向的是集合中没有元素状态下的迭代器。
        //一定要注意：集合结构只要发生改变，迭代器必须重新获取
        //如果还是使用老的，就会出现异常java.util.ConcurrentModificationException
        Iterator it = c.iterator();

        c.add(1);
        c.add("ADFDF");
        c.add("33");

        //重新获取
        it = c.iterator();
        while(it.hasNext()){
            Object obj = it.next();
            System.out.println(obj);
        }
        
        //通俗的说
        //迭代器相当于获得了集合的一个快照,迭代器在迭代过程中会不断对比快照和原集合，如果有不同就会报异常
        //而使用集合的remove方法，会使得原集合的结构发生改变，从而使快照和集合不同，报异常（迭代器没有更新）
        //使用迭代器的remove方法，会将快照和原集合的对应元素同时删掉(自动更新迭代器，并更新集合)
        it = c.iterator();  //重新获取迭代器
        while(it.hasNext()){
            Object o = it.next();
            //使用迭代器来删除迭代器指向的当前元素
            it.remove();
        }
        System.out.println(c.size());
    }
}

List接口

常用方法：

• void add(int index,Object element)
• Object get(int index)
• int indexOf(Object o) 获取指定对象第一次出现处的索引
• int lastIndexOf(Object o) 获取指定对象最后一次出现处的索引
• Object remove(int index)
• Object set(int index, Object element) 修改指定位置的元素

示例程序：

public class ListTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        List myList = new ArrayList();

        //添加元素
        myList.add("A");
        myList.add("B");
        myList.add("C");
        myList.add("D");

        //在指定位置添加元素（第一个参数是下标）
        myList.add(1,"b");  //效率低，所以使用少
        //List接口下的集合都有下标，可使用此方式遍历集合
        for (int i = 0; i < myList.size(); i++) {
            System.out.println(myList.get(i));
        }
        
        //获取指定对象第一次出现处的索引
        System.out.println(myList.indexOf("D"));

        //获取指定对象最后一次出现处的索引
        System.out.println(myList.lastIndexOf("D"));

        //删除指定下标的元素
        myList.remove(0);
        System.out.println(myList.size());

        //修改指定位置的元素
        myList.set(0,"Hello");
    }
}

List接口下的三个类

ArrayList-(最常用)

1.基本知识

• ArrayList采用数组的数据结构，底层是Object[]
• 是非线程安全的
• ArrayList集合初始化容量是10,扩容到原容量的1.5倍，建议给合适的初始化容量
• 查找效率最高，动态修改效率低

2.构造方法：

• new ArrayList()
• new ArrayList(int initialCapacity) ：参数是初始化容量
• new ArrayList(Collection c) ：HashSet集合没有排序方法，如果想要对HashSet集合排序，必须通过此构造方法转换成List集合

LinkedList

• ArrayList采用链表的数据结构，是非线程安全的
• 动态修改效率高，查找效率低

Vector

• 底层也是一个数组,是线程安全的
• 初始化容量：10；扩容：2倍扩容

示例程序

public class ArrayListTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        //面向接口编程
        Collection c = new HashSet();
        c.add(100);
        c.add(200);

        //通过这个构造方法将Hashset集合转换成ArrayList集合
        List myList = new ArrayList(c);
        for (int i = 0; i < myList.size(); i++) {
            System.out.println(myList.get(i));
        }

        //=======================================================
        List list1 = new LinkedList();
        list1.add(130);
        list1.add(450);
        for (int i = 0; i < list1.size(); i++) {
            System.out.println(list1.get(i));
        }
        
        //=======================================================
        List list2 = new Vector();
        list2.add(1);
        list2.add(2);
        for (int i = 0; i < list2.size(); i++) {
            System.out.println(list2.get(i));
        }
    }
}

泛型

1.概述：

• JDK5.0之后的推出的新特性：泛型
• 泛型只在编译阶段起作用，只是给编译器参考的
• JDK8之后引入了：自动类型推断机制,(又称钻石表达式),只需要在声明类型的时候指定类型就可以了

2.泛型的优点：

• 集合中存储的元素类型统一了
• 从集合中取出的元素类型是泛型指定的类型，不需要进行大量的“向下转型”

3.泛型的缺点：

• 导致集合中存储的元素缺乏多样性
• 但是实际使用中，大部分集合中元素的类型还是统一的

4.泛型的意义：

很多时候为了兼容，参数类型都是Object，
在需要调用子类型特有的方法时，需要向下转型
而使用泛型一定程度上减少了向下的类型转换

示例程序：

public class GenericTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        //使用泛型的语法机制
        List<Animal> list = new ArrayList<>();

        //只允许添加Animal类型的数据
        list.add(new Cat());
        list.add(new Bird());

        //使用迭代器遍历
        Iterator<Animal> it = list.iterator();
        while(it.hasNext()){
            //使用泛型后，在这里不需要进行Object-->Animal的向下类型转换了
            Animal a = it.next();
            a.move();
        }
        //使用增强for遍历
        for(Animal animal : list){
            animal.move();
        }
    }
}

class Animal{
    public void move(){
        System.out.println("动物在行走");
    }
}
class Cat extends Animal{
    public void move(){
        System.out.println("猫在走猫步");
    }

    public String toString(){
        return "我是一只猫，我有九条命";
    }
}
class Bird extends Animal{
    public void move(){
        System.out.println("小鸟在飞翔");
    }

    public String toString(){
        return "我是一只鸟";
    }
}

自定义泛型

• 自定义类型的时候,<>尖括号中出现的是一个标识符，随便写
• java源代码中经常出现的是：:Element、 :Type
• 用处：减小数据类型的范围，专门处理指定类型的数据，避免过多的向下转型

示例程序：

public class GenericTest03 <标识符>{
    public void doSome(标识符 o){
        System.out.println(o);
    }

    public static void main(String[] args) {
        //专门处理指定类型的数据
        GenericTest03<Cat> gt = new GenericTest03<>();
        gt.doSome(new Cat());

        GenericTest03<Bird> gt1 = new GenericTest03<>();
        gt1.doSome(new Bird());
    }
}

Collections工具类

两个常用静态方法：

• List synchronizedList(List list)：将非线程安全集合变成线程安全的
• void sort(List list)
• void sort(List list, Comparator<? super T> c)

示例程序：

public class CollectionsTest01 {
    public static void main(String[] args) {

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

        //变成线程安全的
        Collections.synchronizedList(list);
        //排序
        list.add("zd");
        list.add("dd");
        Collections.sort(list);


        //对HashSet集合排序
        Set<String> set = new HashSet<>();
        set.add("as");
        set.add("afs");
        //通过如下构造方法
        //public ArrayList(Collection<? extends E> c)
        //将Set转换成List，然后再进行排序
        List<String> list2 = new ArrayList<>(set);
        Collections.sort(list2);
        for(String s: list2){
            System.out.println(s);
        }
    }
}

总结 -排序

• 自定义类想要排序首先必须实现Comparable接口或者编写比较器类
• List接口下的类通过Collections工具类中的sort()排序
• HashSet、HashMap想要排序，需要先转换成List集合，再通过Collections工具类中的sort()排序
• TreeSet、TreeMap可以自动排序