class GenericInterfaceImpl2<I> implements GenericInterface<I> {
@Override
public void method(I i) {
System.out.println(i);
}
}

1、Collection集合概述

在前面基础班我们已经学习过并使用过集合ArrayList<E> ,那么集合到底是什么呢?

  • 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。

2、集合框架介绍avi

学习collection顶层使用底层的类

3、Collection类的常用方法

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。

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

  • public 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。

public class Demo01Collection {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象,可以使用多态
//Collection<String> coll = new ArrayList<>();
Collection<String> coll = new HashSet<>();
System.out.println(coll);//重写了toString方法 [] /*
public boolean add(E e): 把给定的对象添加到当前集合中 。
返回值是一个boolean值,一般都返回true,所以可以不用接收
*/
boolean b1 = coll.add("张三");
System.out.println("b1:"+b1);//b1:true
System.out.println(coll);//[张三]
coll.add("李四");
coll.add("李四");
coll.add("赵六");
coll.add("田七");
System.out.println(coll);//[张三, 李四, 赵六, 田七] /*
public boolean remove(E e): 把给定的对象在当前集合中删除。
返回值是一个boolean值,集合中存在元素,删除元素,返回true
集合中不存在元素,删除失败,返回false
*/
boolean b2 = coll.remove("赵六");
System.out.println("b2:"+b2);//b2:true boolean b3 = coll.remove("赵四");
System.out.println("b3:"+b3);//b3:false
System.out.println(coll);//[张三, 李四, 田七] /*
public boolean contains(E e): 判断当前集合中是否包含给定的对象。
包含返回true
不包含返回false
*/
boolean b4 = coll.contains("李四");
System.out.println("b4:"+b4);//b4:true boolean b5 = coll.contains("赵四");
System.out.println("b5:"+b5);//b5:false //public boolean isEmpty(): 判断当前集合是否为空。 集合为空返回true,集合不为空返回false
boolean b6 = coll.isEmpty();
System.out.println("b6:"+b6);//b6:false //public int size(): 返回集合中元素的个数。
int size = coll.size();
System.out.println("size:"+size);//size:3 //public Object[] toArray(): 把集合中的元素,存储到数组中。
Object[] arr = coll.toArray();
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.println(arr[i]);
} //public void clear() :清空集合中所有的元素。但是不删除集合,集合还存在
coll.clear();
System.out.println(coll);//[]
System.out.println(coll.isEmpty());//true
}
}

4、Iterator接口

迭代器

没有索引,所以需要用迭代器来遍历

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

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 hasNext():如果仍有元素可以迭代,则返回 true。

java.util.Iterator接口:迭代器(对集合进行遍历)
有两个常用的方法
    boolean hasNext() 如果仍有元素可以迭代,则返回 true。
        判断集合中还有没有下一个元素,有就返回true,没有就返回false
    E next() 返回迭代的下一个元素。
        取出集合中的下一个元素
Iterator迭代器,是一个接口,我们无法直接使用,需要使用Iterator接口的实现类对象,获取实现类的方式比较特殊
Collection接口中有一个方法,叫iterator(),这个方法返回的就是迭代器的实现类对象
    Iterator<E> iterator() 返回在此 collection 的元素上进行迭代的迭代器。

迭代器的使用步骤(重点):
    1.使用集合中的方法iterator()获取迭代器的实现类对象,使用Iterator接口接收(多态)
    2.使用Iterator接口中的方法hasNext判断还有没有下一个元素
    3.使用Iterator接口中的方法next取出集合中的下一个元素

5、迭代器的代码实现

        /*
1.使用集合中的方法iterator()获取迭代器的实现类对象,使用Iterator接口接收(多态)
注意:
Iterator<E>接口也是有泛型的,迭代器的泛型跟着集合走,集合是什么泛型,迭代器就是什
么泛型
*/
//多态 接口 实现类对象
Iterator<String> it = coll.iterator();
public class Demo01Iterator {
public static void main(String[] args) {
//创建一个集合对象
Collection<String> coll = new ArrayList<>();
//往集合中添加元素
coll.add("姚明");
coll.add("科比");
coll.add("麦迪");
coll.add("詹姆斯");
coll.add("艾弗森"); /*
1.使用集合中的方法iterator()获取迭代器的实现类对象,使用Iterator接口接收(多态)
注意:
Iterator<E>接口也是有泛型的,迭代器的泛型跟着集合走,集合是什么泛型,迭代器就是什么泛型
*/
//多态 接口 实现类对象
Iterator<String> it = coll.iterator(); /*
发现使用迭代器取出集合中元素的代码,是一个重复的过程
所以我们可以使用循环优化
不知道集合中有多少元素,使用while循环
循环结束的条件,hasNext方法返回false
*/
while(it.hasNext()){
String e = it.next();
System.out.println(e);
}
System.out.println("----------------------");
for(Iterator<String> it2 = coll.iterator();it2.hasNext();){
String e = it2.next();
System.out.println(e);
} /* //2.使用Iterator接口中的方法hasNext判断还有没有下一个元素
boolean b = it.hasNext();
System.out.println(b);//true
//3.使用Iterator接口中的方法next取出集合中的下一个元素
String s = it.next();
System.out.println(s);//姚明 b = it.hasNext();
System.out.println(b);
s = it.next();
System.out.println(s); b = it.hasNext();
System.out.println(b);
s = it.next();
System.out.println(s); b = it.hasNext();
System.out.println(b);
s = it.next();
System.out.println(s); b = it.hasNext();
System.out.println(b);
s = it.next();
System.out.println(s); b = it.hasNext();
System.out.println(b);//没有元素,返回false
s = it.next();//没有元素,在取出元素会抛出NoSuchElementException没有元素异常
System.out.println(s);*/
}
}

6、迭代器的使用原理

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。

7、增强for循环(终于学到你了md:)

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。

增强for循环:底层使用的也是迭代器,使用for循环的格式,简化了迭代器的书写
是JDK1.5之后出现的新特性
Collection<E>extends Iterable<E>:所有的单列集合都可以使用增强for
public interface Iterable<T>实现这个接口允许对象成为 "foreach" 语句的目标。

增强for循环:用来遍历集合和数组

格式:
    for(集合/数组的数据类型 变量名: 集合名/数组名){
        sout(变量名);
    }

public class Demo02Foreach {
public static void main(String[] args) {
demo02();
} //使用增强for循环遍历集合
private static void demo02() {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("aaa");
list.add("bbb");
list.add("ccc");
list.add("ddd");
for(String s : list){
System.out.println(s);
}
} //使用增强for循环遍历数组
private static void demo01() {
int[] arr = {1,2,3,4,5};
for(int i:arr){
System.out.println(i);
}
}
}

迭代器的简化,只要是遍历都用增强for循环

tips: 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。

8、泛型的概念

9、使用泛型的好处

创建集合对象,不使用泛型
好处:
    集合不使用泛型,默认的类型就是Object类型,可以存储任意类型的数据
弊端:
    不安全,会引发异常

创建集合对象,使用泛型
    好处:
        1.避免了类型转换的麻烦,存储的是什么类型,取出的就是什么类型
        2.把运行期异常(代码运行之后会抛出的异常),提升到了编译期(写代码的时候会报错)
     弊端:
        泛型是什么类型,只能存储什么类型的数据

package com.itheima.demo03.Generic;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator; public class Demo01Generic {
public static void main(String[] args) {
show02();
} /*
创建集合对象,使用泛型
好处:
1.避免了类型转换的麻烦,存储的是什么类型,取出的就是什么类型
2.把运行期异常(代码运行之后会抛出的异常),提升到了编译期(写代码的时候会报错)
弊端:
泛型是什么类型,只能存储什么类型的数据
*/
private static void show02() {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("abc");
//list.add(1);//add(java.lang.String)in ArrayList cannot be applied to (int) //使用迭代器遍历list集合
Iterator<String> it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
String s = it.next();
System.out.println(s+"->"+s.length());
}
} /*
创建集合对象,不使用泛型
好处:
集合不使用泛型,默认的类型就是Object类型,可以存储任意类型的数据
弊端:
不安全,会引发异常
*/
private static void show01() {
ArrayList list = new ArrayList();
list.add("abc");
list.add(1); //使用迭代器遍历list集合
//获取迭代器
Iterator it = list.iterator();
//使用迭代器中的方法hasNext和next遍历集合
while(it.hasNext()){
//取出元素也是Object类型
Object obj = it.next();
System.out.println(obj); //想要使用String类特有的方法,length获取字符串的长度;不能使用 多态 Object obj = "abc";
//需要向下转型
//会抛出ClassCastException类型转换异常,不能把Integer类型转换为String类型
String s = (String)obj;
System.out.println(s.length());
}
}
}

10、定义和使用含有泛型的类

定义一个含有泛型的类,模拟ArrayList集合
泛型是一个未知的数据类型,当我们不确定什么什么数据类型的时候,可以使用泛型
泛型可以接收任意的数据类型,可以使用Integer,String,Student...
创建对象的时候确定泛型的数据类型

public class GenericClass<E> {
private E name; public E getName() {
return name;
} public void setName(E name) {
this.name = name;
}
}
package com.itheima.demo03.Generic;

public class Demo02GenericClass {
public static void main(String[] args) {
//不写泛型默认为Object类型
GenericClass gc = new GenericClass();
gc.setName("只能是字符串");
Object obj = gc.getName(); //创建GenericClass对象,泛型使用Integer类型
GenericClass<Integer> gc2 = new GenericClass<>();
gc2.setName(1); Integer name = gc2.getName();
System.out.println(name); //创建GenericClass对象,泛型使用String类型
GenericClass<String> gc3 = new GenericClass<>();
gc3.setName("小明");
String name1 = gc3.getName();
System.out.println(name1);
}
}

11、定义和使用含有泛型的方法

定义在方法的修饰符和返回值之间

定义含有泛型的方法:泛型定义在方法的修饰符和返回值类型之间

格式:
    修饰符 <泛型> 返回值类型 方法名(参数列表(使用泛型)){
        方法体;
    }

含有泛型的方法,在调用方法的时候确定泛型的数据类型
传递什么类型的参数,泛型就是什么类型

public class GenericMethod {
//定义一个含有泛型的方法
public <M> void method01(M m){
System.out.println(m);
} //定义一个含有泛型的静态方法
public static <S> void method02(S s){
System.out.println(s);
}
}
public class Demo03GenericMethod {
public static void main(String[] args) {
//创建GenericMethod对象
GenericMethod gm = new GenericMethod(); /*
调用含有泛型的方法method01
传递什么类型,泛型就是什么类型
*/
gm.method01(10);
gm.method01("abc");
gm.method01(8.8);
gm.method01(true); gm.method02("静态方法,不建议创建对象使用"); //静态方法,通过类名.方法名(参数)可以直接使用
GenericMethod.method02("静态方法");
GenericMethod.method02(1);
}
}

12、定义和使用含有泛型的接口

package com.itheima.demo03.Generic;
/*
定义含有泛型的接口
*/
public interface GenericInterface<I> {
public abstract void method(I i);
}
package com.itheima.demo03.Generic;
/*
含有泛型的接口,第一种使用方式:定义接口的实现类,实现接口,指定接口的泛型
public interface Iterator<E> {
E next();
}
Scanner类实现了Iterator接口,并指定接口的泛型为String,所以重写的next方法泛型默认就是String
public final class Scanner implements Iterator<String>{
public String next() {}
}
*/
public class GenericInterfaceImpl1 implements GenericInterface<String>{
@Override
public void method(String s) {
System.out.println(s);
}
}
/*
含有泛型的接口第二种使用方式:接口使用什么泛型,实现类就使用什么泛型,类跟着接口走
就相当于定义了一个含有泛型的类,创建对象的时候确定泛型的类型
public interface List<E>{
boolean add(E e);
E get(int index);
}
public class ArrayList<E> implements List<E>{
public boolean add(E e) {}
public E get(int index) {}
}
*/
class GenericInterfaceImpl2<I> implements GenericInterface<I> {
@Override
public void method(I i) {
System.out.println(i);
}
}
public class Demo04GenericInterface {
public static void main(String[] args) {
//创建GenericInterfaceImpl1对象
GenericInterfaceImpl1 gi1 = new GenericInterfaceImpl1();
gi1.method("字符串"); //创建GenericInterfaceImpl2对象
GenericInterfaceImpl2<Integer> gi2 = new GenericInterfaceImpl2<>();
gi2.method(10); GenericInterfaceImpl2<Double> gi3 = new GenericInterfaceImpl2<>();
gi3.method(8.8);
}
}

13、泛型的通配符

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。

泛型的通配符:
    ?:代表任意的数据类型
使用方式:
    不能创建对象使用
    只能作为方法的参数使用

定义一个方法,能遍历所有类型的ArrayList集合
这时候我们不知道ArrayList集合使用什么数据类型,可以泛型的通配符?来接收数据类型
注意:
    泛型没有继承概念的不能写Object

参数传递的时候可以用

package com.itheima.demo03.Generic;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator; /*
泛型的通配符:
?:代表任意的数据类型
使用方式:
不能创建对象使用
只能作为方法的参数使用
*/
public class Demo05Generic {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> list01 = new ArrayList<>();
list01.add(1);
list01.add(2); ArrayList<String> list02 = new ArrayList<>();
list02.add("a");
list02.add("b"); printArray(list01);
printArray(list02); //ArrayList<?> list03 = new ArrayList<?>();
} /*
定义一个方法,能遍历所有类型的ArrayList集合
这时候我们不知道ArrayList集合使用什么数据类型,可以泛型的通配符?来接收数据类型
注意:
泛型没有继承概念的不能写Object
*/
public static void printArray(ArrayList<?> list){
//使用迭代器遍历集合
Iterator<?> it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
//it.next()方法,取出的元素是Object,可以接收任意的数据类型
Object o = it.next();
System.out.println(o);
}
}
}

泛型的上限和下限

看的懂就可以

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

package com.itheima.demo03.Generic;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection; /*
泛型的上限限定: ? extends E 代表使用的泛型只能是E类型的子类/本身
泛型的下限限定: ? super E 代表使用的泛型只能是E类型的父类/本身
*/
public class Demo06Generic {
public static void main(String[] args) {
Collection<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
Collection<String> list2 = new ArrayList<String>();
Collection<Number> list3 = new ArrayList<Number>();
Collection<Object> list4 = new ArrayList<Object>(); getElement1(list1);
//getElement1(list2);//报错
getElement1(list3);
//getElement1(list4);//报错 //getElement2(list1);//报错
//getElement2(list2);//报错
getElement2(list3);
getElement2(list4); /*
类与类之间的继承关系
Integer extends Number extends Object
String extends Object
*/ }
// 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){}
}

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