JavaSE学习总结第15天_集合框架1

 

15.01 对象数组的概述和使用

 public class Student
 {
     // 成员变量
     private String name;
     private int age;

     // 构造方法
     public Student()
     {
         super();
     }

     public Student(String name, int age)
     {
         super();
         this.name = name;
         this.age = age;
     }

     // 成员方法
     // getXxx()/setXxx()
     public String getName()
     {
         return name;
     }

     public void setName(String name)
     {
         this.name = name;
     }

     public int getAge()
     {
         return age;
     }

     public void setAge(int age)
     {
         this.age = age;
     }

     @Override
     public String toString()
     {
         return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
     }
 }

 /**
 把5个学生的信息存储到数组中，并遍历数组，获取得到每一个学生信息。
 *         学生:Student
 *         成员变量:name,age
 *         构造方法:无参,带参
 *         成员方法:getXxx()/setXxx()
 * 分析:
 *         A:创建学生类。
 *         B:创建学生数组(对象数组)。
 *         C:创建5个学生对象，并赋值。
 *         D:把C步骤的元素，放到数组中。
 *         E:遍历学生数组。
 *  */

 public class Practice
 {
     public static void main(String[] args)
     {
         // 创建学生数组(对象数组)。
         Student[] students = new Student[5];
         // for (int x = 0; x < students.length; x++)
         // {
         //         System.out.println(students[x]);
         // }
         //     System.out.println("---------------------");

         // 创建5个学生对象，并赋值。
         Student s1 = new Student("小明", 27);
         Student s2 = new Student("小红", 30);
         Student s3 = new Student("小强", 30);
         Student s4 = new Student("旺财", 12);
         Student s5 = new Student("张三", 35);

         // 将对象放到数组中。
         students[0] = s1;
         students[1] = s2;
         students[2] = s3;
         students[3] = s4;
         students[4] = s5;

         // 遍历
         for (int x = 0; x < students.length; x++)
         {
             //System.out.println(students[x]);
             Student s = students[x];
             System.out.println(s.getName()+"---"+s.getAge());
         }
     }
 }

15.02 对象数组的内存图解

15.03 集合的由来及与数组的区别

集合类的由来:面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式，所以为了方便对多个对象的操作，Java就提供了集合类。

数组和集合类同的区别:

数组可以存储同一种类型的基本数据也可以存储同一种类型的对象，但长度是固定的

集合只可以存储不同类型的对象，长度是可变的

集合类的特点:集合只用于存储对象，集合长度是可变的，集合可以存储不同类型的对象。

15.04 集合的继承体系图解

集合容器因为内部的数据结构不同，有多种具体容器，根据共性内容不断的向上抽取，就形成了集合框架。

框架的顶层Collection接口

 

15.05 Collection集合的功能概述

Collection 层次结构中的根接口。Collection 表示一组对象，这些对象也称为 collection 的元素。一些 collection 允许有重复的元素，而另一些则不允许。一些 collection 是有序的，而另一些则是无序的。JDK 不提供此接口的任何直接实现:它提供更具体的子接口(如 Set 和 List)实现。此接口通常用来传递 collection，并在需要最大普遍性的地方操作这些 collection。

15.06 Collection集合的基本功能测试

成员方法:

1.  boolean add(E e):确保此 collection 包含指定的元素(可选操作)。

2.  boolean remove(Object o):从此 collection 中移除指定元素的单个实例，如果存在的话(可选操作)。

3.  void clear():移除此 collection 中的所有元素(可选操作)。

4.  boolean contains(Object o):如果此 collection 包含指定的元素，则返回 true。

5.  boolean isEmpty():如果此 collection 不包含元素，则返回 true。

6.  int size():返回此 collection 中的元素数。

例:

 // 创建集合对象
 // Collection c = new Collection(); //错误，因为接口不能实例化
 Collection c = new ArrayList();
 c.add("hello");
 c.add("world");
 c.add("java");
 // c.clear();//移除所有元素
 // System.out.println("remove:" + c.remove("hello"));//移除一个元素
 // System.out.println("remove:" + c.remove("javaee"));
 // 判断集合中是否包含指定的元素
  System.out.println("contains:"+c.contains("hello"));//contains:true
  System.out.println("contains:"+c.contains("android"));//contains:false
  //判断集合是否为空
  System.out.println("isEmpty:"+c.isEmpty());//isEmpty:false
 //元素的个数
 System.out.println("size:"+c.size());//size:3
 System.out.println("c:" + c);//c:[hello, world, java]

15.07 Collection集合的高级功能测试

成员方法:

1.  boolean addAll(Collection<? extends E> c):

将指定 collection 中的所有元素都添加到此 collection 中(可选操作)。

2.  boolean removeAll(Collection<?> c):

移除此 collection 中那些也包含在指定 collection 中的所有元素(可选操作)。

3.  boolean containsAll(Collection<?> c):

如果此 collection 包含指定 collection 中的所有元素，则返回 true。

4.  boolean retainAll(Collection<?> c):

仅保留此 collection 中那些也包含在指定 collection 的元素(可选操作)。换句话说，移除此 collection 中未包含在指定 collection 中的所有元素。

例:

c1.addAll(c2);//将c2集合中的所有元素添加到c1集合中，c1变c2不变
c1.removeAll(c2);//将c1集合中与c2集合相同的所有元素删除，只要有一个相同的就返回true
c1.containsAll(c2);//判断c1集合中的元素是否包含c2中的全部元素，全部包含则返回true
c1.retainAll(c2);//将c1集合中与c2集合相同的元素保留，删除其他元素，返回值表示c1集合是否发生变化，发生变化返回true，没有变化返回false

15.08 集合的遍历之集合转数组遍历

Object[] toArray():返回包含此 collection 中所有元素的数组。

例:

 public class Practice
 {
     public static void main(String[] args)
     {
         // 创建集合
         Collection c = new ArrayList();
         c.add("hello");
         c.add("world");
         c.add("java");

         Object[] objs = c.toArray();
         for (int i = 0; i < objs.length; i++)
         {
             //向下转为String类型
             String s = (String)objs[i];
             System.out.println(s+":"+s.length());
         }
     }
 }

运行结果:

hello:5
world:5
java:4

15.09 Collection存储自定义对象并遍历案例(使用数组)

例:

 public class Practice
 {
     public static void main(String[] args)
     {
         // 创建集合
         Collection c = new ArrayList();
         //创建学生对象并添加到集合
         c.add(new Student("小明",23));
         c.add(new Student("小红",32));
         c.add(new Student("小强",14));
         c.add(new Student("旺财",8));
         c.add(new Student("张三",16));

         Object[] objs = c.toArray();
         for (int i = 0; i < objs.length; i++)
         {
             Student s = (Student)objs[i];
             System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());
         }
     }
 }

运行结果:

小明:23
小红:32
小强:14
旺财:8
张三:16

15.10 集合的遍历之迭代器遍历

Iterator<E> iterator():返回在此 collection 的元素上进行迭代的迭代器。

例:

 // 创建集合
 Collection c = new ArrayList();
 //创建元素并添加到集合
 c.add("hello");
 c.add("world");
 c.add("java");
 //获取迭代器，实际返回的是子类对象，多态
 Iterator it = c.iterator();
 while(it.hasNext())
 {
     System.out.println(it.next());
 }

15.11 Collection存储自定义对象并遍历案例(使用迭代器)

 public class Practice
 {
     public static void main(String[] args)
     {
         // 创建集合
         Collection c = new ArrayList();
         //创建学生对象并添加到集合
         c.add(new Student("小明",23));
         c.add(new Student("小红",32));
         c.add(new Student("小强",14));
         c.add(new Student("旺财",8));
         c.add(new Student("张三",16));

         Iterator it = c.iterator();
         while(it.hasNext())
         {
             Student s = (Student)it.next();
             System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());
         }
     }
 }

15.12 迭代器使用的问题探讨

1.使用迭代器获取元素的两种方式:

方式1:

Iterator it = c.iterator();
while(it.hasNext())
{
   Student s = (Student)it.next();
   System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());
}

方式2:

for(Iterator it = c.iterator();it.hasNext();)
{
   Student s = (Student)it.next();
   System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());
}

使用方式2的好处:it在for循环结束后就变成垃圾，效率较高

2.不要多次使用it.next()方法

例:

Iterator it = c.iterator();
while(it.hasNext())
{
   System.out.println(((Student)it.next()).getName());
   System.out.println(((Student)it.next()).getAge());
}

上面的代码表示获取的是第1个学生的姓名，第2个学生的年龄，以此类推，如果集合中的元素是奇数个，则会报NoSuchElementException错误

15.13 集合的使用步骤图解

集合的使用步骤:

1.  创建集合对象

2.  创建元素对象

3.  将元素添加到集合

4.  遍历集合

　　　　4.1 通过集合对象获取迭代器对象

　　　　4.2 通过迭代器对象的hasNext()方法判断是否有元素

　　　　4.3 通过迭代器对象的Next()方法获取元素并移动到下一个位置

15.14 迭代器的原理及源码解析

原理:

假设迭代器定义的是一个类，那么就可以创建该类的对象，调用该类的方法来实现集合的遍历，但是Java中提供了很多的集合类，而这些集合类的数据结构是不同的，所以存储的方式和遍历的方式也应该是不同的，进而它们的遍历方式也应该是不一样的。最终就没有定义迭代器类

而无论使用哪种集合都应该具备获取元素的操作，并且最好再辅助与判断功能，也就是说判断功能和获取功能应该是一个集合遍历所具备的，而每种集合的方式又不太一样，所以将这两个功能给提取出来，并不提供具体实现，这种方式就是接口，而真正具体的实现类在具体的子类中以内部类的方式体现的

 

源码:

public interface Iterator
{
    boolean hasNext();
    Object next();
}
public interface Iterable
{
    Iterator iterator();
}
public interface Collection extends Iterable
{
    Iterator iterator();
}
public interface List extends Collection
{
    Iterator iterator();
}
public class ArrayList implements List
{
    public Iterator iterator()
    {
        return new Itr();
    }
    //内部类
    private class Itr implements Iterator
    {
        public boolean hasNext() {}
        public Object next(){}
    }
}

Collection c = new ArrayList();
c.add("hello");
c.add("world");
c.add("java");
Iterator it = c.iterator();     //new Itr();
while(it.hasNext())
{
    String s = (String)it.next();
    System.out.println(s);
}

15.15 Collection存储字符串并遍历

 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collection;
 import java.util.Iterator;

 public class Practice
 {

    public static void main(String[] args)
    {

       // 创建集合
       Collection c = new ArrayList();

       //添加字符串
       c.add("hello");
       c.add("你好");
       c.add("world");
       c.add("java");
       c.add("旺财");
       //通过集合对象获取迭代器对象

       Iterator it = c.iterator();
       while(it.hasNext())

       {
          String s = (String)it.next();

          System.out.println(s);
       }

    }

 }

15.16 Collection存储学生对象并遍历

 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collection;
 import java.util.Iterator;

 public class Practice
 {
     public static void main(String[] args)
     {
         // 创建集合
         Collection c = new ArrayList();
         //创建学生对象并添加到集合
         c.add(new Student("小明",23));
         c.add(new Student("小红",32));
         c.add(new Student("小强",14));
         c.add(new Student("旺财",8));
         c.add(new Student("张三",16));

         Iterator it = c.iterator();
         while(it.hasNext())
         {
             Student s = (Student)it.next();
             System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());
         }
     }
 }

15.17 List存储字符串并遍历

 public class Practice
 {
     public static void main(String[] args)
     {
         // 创建集合
         List list = new ArrayList();
         list.add("hello");
         list.add("world");
         list.add("java");

         Iterator it = list.iterator();
         while(it.hasNext())
         {
             String s = (String)it.next();
             System.out.println(s);
         }
     }
 }

15.18 List集合的特点

List接口概述:有序的(存取顺序一致)collection(也称为序列)。此接口的用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制。用户可以根据元素的整数索引(在列表中的位置)访问元素，并搜索列表中的元素。

特点:与 set 不同，列表通常允许重复的元素。

15.19 List存储学生对象并遍历

 public class Practice
 {
     public static void main(String[] args)
     {
         // 创建集合
         List list = new ArrayList();
         //创建学生对象并添加到集合
         list.add(new Student("小明",23));
         list.add(new Student("小红",32));
         list.add(new Student("小强",14));
         list.add(new Student("旺财",8));
         list.add(new Student("张三",16));

         Iterator it = list.iterator();
         while(it.hasNext())
         {
             Student s = (Student)it.next();
             System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());
         }
     }
 }

15.20 List集合的特有功能概述和测试

1.  void add(int index,E element):

在列表的指定位置插入指定元素（可选操作）。

2.  E remove(int index):

移除列表中指定位置的元素（可选操作）。

3.  E get(int index):

返回列表中指定位置的元素。

4.  E set(int index, E element):

用指定元素替换列表中指定位置的元素（可选操作）。

例:

list.add(2,"javaee");//在2的位置插入javaee，改变集合长度

list.get(2)//返回集合中2位置上的元素，不改变集合长度

list.remove(1)//删除集合中1位置上的元素，返回被删除的元素，改变集合长度

list.set(2, "javaee")//将集合中2位置上的元素替换为javaee，返回被替换的元素，不改变集合长度

15.21 List集合的特有遍历功能

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

 {

    String s = (String)list.get(i);

    System.out.println(s);

 }

15.22 List存储自定义对象并遍历(使用List特有功能遍历)

 public class Practice
 {
     public static void main(String[] args)
     {
         // 创建集合
         List list = new ArrayList();
         //创建学生对象并添加到集合
         list.add(new Student("小明",23));
         list.add(new Student("小红",32));
         list.add(new Student("小强",14));
         list.add(new Student("旺财",8));
         list.add(new Student("张三",16));

         for (int i = 0; i < list.size(); i++)
         {
             Student s =(Student)list.get(i);
             System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());
         }
     }
 }

15.23 ListIterator的特有功能

ListIterator<E> listIterator():

返回此列表元素的列表迭代器（按适当顺序）。

注意:ListIterator可以实现逆向遍历，但是必须先正向遍历，才能逆向遍历

例:

 public class Practice
 {
     public static void main(String[] args)
     {
         // 创建集合
         List list = new ArrayList();

         list.add("hello");
         list.add("world");
         list.add("java");
         //列表迭代器
         ListIterator lit = list.listIterator();
         //正向遍历
         while(lit.hasNext())
         {
             String s = (String)lit.next();
             System.out.println(s);
         }
         System.out.println("-----");
         //逆向遍历
         while(lit.hasPrevious())
         {
             //获取上一个元素
             String s = (String)lit.previous();
             System.out.println(s);
         }

     }
 }

运行结果:

hello

world

java

-----

java

world

hello

15.24 并发修改异常的产生原因及解决方案

例:

 public class Practice
 {
     public static void main(String[] args)
     {
         // 创建集合
         List list = new ArrayList();

         list.add("hello");
         list.add("world");
         list.add("java");
         Iterator it = list.iterator();
         while(it.hasNext())
         {
             String s = (String)it.next();
             if(s.equals("world"))
                 list.add("javaee");
 }
         System.out.println(list);
     }
 }

上面的代码会运行错误，发生ConcurrentModificationException异常

错误产生原因:迭代器是依赖于集合存在的，在迭代的过程中使用集合的方法添加元素迭代器是不知道的，所以报错，并发修改异常

解决方案:1.用迭代器迭代元素时使用迭代器修改元素(ListIterator列表迭代器)，添加的元素在迭代的元素后面

2.用集合遍历元素，用集合修改元素(for循环)，添加的元素在最后

15.25 数据结构之栈和队列

数据结构:数据的组织方式

 

15.26 数据结构之数组和链表

数组:存储同一种类型的多个元素的容器

链表:由一个链子把多个节点(数据和节点)连起来组成的数据

15.27 List的三个子类的特点

ArrayList:底层数据结构是数组，查询快，增删慢，是不同步的，线程不安全，效率高

Vector:底层数据结构是数组，查询快，增删慢，是同步的，线程安全，效率低

LinkedList:底层数据结构是链表，查询慢，增删快，是不同步的，线程不安全，效率高