Java----＞集合(上)

一、集合的框架

1.集合、数组都是对多个数据进行存储操作的结构，简称Java容器。
 *   说明；此时的存储，主要是指能存层面的存储，不涉及到持久化的存储（.txt,.jpg,.avi,数据库中）

2.1数组在存储多个数据封面的特点：
 *      》一旦初始化以后，它的长度就确定了。
 *      》数组一旦定义好，它的数据类型也就确定了。我们就只能操作指定类型的数据了。
 *      比如：String[] arr;int[] str;
2.2数组在存储多个数据方面的特点：
 *      》一旦初始化以后，其长度就不可修改。
 *      》数组中提供的方法非常有限，对于添加、删除、插入数据等操作，非常不便，同时效率不高。
 *      》获取数组中实际元素的个数的需求，数组没有现成的属性或方法可用
 *      》数组存储数据的特点：有序、可重复。对于无序、不可重复的需求，不能满足。

二、集合框架涉及到的API

Java 集合可分为Collection和Map两种体系

Collection接口：单列数据，定义了存取一组对象的方法的集合
List：元素有序、可重复的集合
Set：元素无序、不可重复的集合
Map接口：双列数据，保存具有映射关系“key-value对”的集合

集合框架

*      &---Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
 *          &---List接口：存储有序的、可重复的数据。  -->“动态”数组
 *              &---ArrayList、LinkedList、Vector
 *
 *          &---Set接口：存储无序的、不可重复的数据   -->高中讲的“集合”
 *              &---HashSet、LinkedHashSet、TreeSet
 *
 *      &---Map接口：双列集合，用来存储一对(key - value)一对的数据   -->高中函数：y = f(x)
 *          &---HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties

Collection接口方法

Collection 接口是List、Set 和Queue 接口的父接口，该接口里定义的方法既可用于操作Set 集合，也可用于操作List 和Queue 集合。
JDK不提供此接口的任何直接实现，而是提供更具体的子接口(如：Set和List)实现。
在Java5 之前，Java 集合会丢失容器中所有对象的数据类型，把所有对象都当成Object 类型处理；从JDK 5.0 增加了泛型以后，Java 集合可以记住容器中对象的数据类型。

Collection接口中的常用方法1

添加
add(Objec tobj)
addAll(Collection coll)
获取有效元素的个数
int size()
清空集合
void clear()
是否是空集合
boolean isEmpty()
是否包含某个元素
boolean contains(Object obj)：是通过元素的equals方法来判断是否是同一个对象
boolean containsAll(Collection c)：也是调用元素的equals方法来比较的。拿两个集合的元素挨个比较。
删除
boolean remove(Object obj) ：通过元素的equals方法判断是否是要删除的那个元素。只会删除找到的第一个元素
boolean removeAll(Collection coll)：取当前集合的差集
取两个集合的交集
boolean retainAll(Collection c)：把交集的结果存在当前集合中，不影响c
集合是否相等
boolean equals(Object obj)
转成对象数组
Object[] toArray()
获取集合对象的哈希值
hashCode()
遍历
iterator()：返回迭代器对象，用于集合遍历

package doy1;

/**
 * @author shkstart
 * @create 2021-10-31 15:08
 */
import org.junit.Test;

import java.util.*;

/**
 *
 * 三、Collection接口中的方法的使用
 *
 */
public class CollectionTest {

    @Test
    public void test1(){
        Collection coll = new ArrayList();

        //add(Object e):将元素e添加到集合coll中
        coll.add("AA");
        coll.add("BB");
        coll.add(123);  //自动装箱
        coll.add(new Date());

        //size():获取添加的元素的个数
        System.out.println(coll.size());    //4

        //addAll(Collection coll1):将coll1集合中的元素添加到当前的集合中
        Collection coll1 = new ArrayList();
        coll1.add(456);
        coll1.add("CC");
        coll.addAll(coll1);

        System.out.println(coll.size());    //6
        System.out.println(coll);

        //clear():清空集合元素
        coll.clear();

        //isEmpty():判断当前集合是否为空
        //isEmoty--->内部其实调用了equals()方法
        System.out.println(coll.isEmpty());
    }
    /**
     * Collection接口中声明的方法的测试
     *
     * 结论：
     * 向Collection接口的实现类的对象中添加数据obj时，要求obj所在类要重写equals().
     */
    @Test
    public void test(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add("cc");

//        Person p = new Person("Jerry",20);
//        coll.add(p);
        coll.add(new Person("Jerry",20));

        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //1.contains(Object obj):判断当前集合中是否包含obj
        //我们在判断时会调用obj对象所在类的equals()。
        boolean contains = coll.contains(123);
        System.out.println(contains);
        System.out.println(coll.contains(new String("Tam")));
//        System.out.println(coll.contains(p));//true
        System.out.println(coll.contains(new Person("Jerry",20)));//false -->true

        //2.containsAll(Collection coll1):判断形参coll1中的所有元素是否都存在于当前集合中。
        Collection coll1 = Arrays.asList("cc",456);
        /*Arrays.asList-->在import java.util.ArrayList;是一个工具类，
        返回的是List,而List是Collection中的一个子接口
        相当于一个多态的方式*/
        /*Collection coll1 = Arrays.asList(123,4567);与 Collection coll = new ArrayList();
        含义是差不多的，可以理解为Collection coll1 = Arrays.asList(123,4567);这个方式省去new,且可以直接添加元素
        * */

        System.out.println(coll.containsAll(coll1));
    }
    @Test
    public void test2(){
        //3.remove(Object obj):从当前集合中移除obj元素。
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        coll.remove(1234);
        //remove()方法内部也调用了equals()方法
        System.out.println(coll);

        coll.remove(new Person("Jerry",20));
        System.out.println(coll);

        //4. removeAll(Collection coll1):差集：从当前集合中移除coll1中所有的元素。
        Collection coll1 = Arrays.asList(123,456);
        coll.removeAll(coll1);
        System.out.println(coll);
    }

    @Test
    public void test3(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //5.retainAll(Collection coll1):交集：获取当前集合和coll1集合的交集，并返回给当前集合
//        Collection coll1 = Arrays.asList(123,456,789);
//        coll.retainAll(coll1);
//        System.out.println(coll);

        //6.equals(Object obj):要想返回true，需要当前集合和形参集合的元素都相同。
        Collection coll1 = new ArrayList();
        //ArrayList()是一个有序的
        coll1.add(456);
        coll1.add(123);
        coll1.add(new Person("Jerry",20));
        coll1.add(new String("Tom"));
        coll1.add(false);

        System.out.println(coll.equals(coll1));
    }
    @Test
    public void test4(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //7.hashCode():返回当前对象的哈希值
        System.out.println(coll.hashCode());

        //8.集合---->数组的一个转换：toArray()
        Object[] arr = coll.toArray();
        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
            System.out.println(arr[i]);
        }

        //拓展：数组 --->集合:调用Arrays类的静态方法asList()
        List<String> list = Arrays.asList(new String[]{"AA", "BB", "CC"});
        System.out.println(list);

        List arr1 = Arrays.asList(123, 456);
        System.out.println(arr1);//[123, 456]

        List arr2 = Arrays.asList(new int[]{123, 456});
        System.out.println(arr2.size());//1

        List arr3 = Arrays.asList(new Integer[]{123, 456});
        System.out.println(arr3.size());//2

        //9.iterator():返回Iterator接口的实例，用于遍历集合元素。放在IteratorTest.java中测试
    }

}

package doy1;

/**
 * @author shkstart
 * @create 2021-10-31 15:09
 */
import java.util.Objects;

public class Person {

    private String name;
    private int age;

    public Person() {
        super();
    }

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

    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 "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        System.out.println("Person equals()....");
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age &&
                Objects.equals(name, person.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {

        return Objects.hash(name, age);
    }
}

Iterator迭代器接口

Iterator对象称为迭代器(设计模式的一种)，主要用于遍历Collection 集合中的元素。
GOF给迭代器模式的定义为：提供一种方法访问一个容器(container)对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节。迭代器模式，就是为容器而生。类似于“公交车上的售票员”、“火车上的乘务员”、“空姐”。
Collection接口继承了java.lang.Iterable接口，该接口有一个iterator()方法，那么所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象。
Iterator 仅用于遍历集合，Iterator本身并不提供承装对象的能力。如果需要创建Iterator 对象，则必须有一个被迭代的集合。
集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前。

package doy1;

import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
/**
 * @author shkstart
 * @create 2021-10-31 16:22
 */
public class IteratorTest {
    @Test
    public void test(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        Iterator iterator = coll.iterator();

        //方式一：有几个元素，就调用几个next
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
//        //报异常：NoSuchElementException
//        //因为：在调用it.next()方法之前必须要调用it.hasNext()进行检测。
//        //若不调用，且下一条记录无效，直接调用it.next()会抛出NoSuchElementException异常。
//        System.out.println(iterator.next());

        //方式二：不推荐
//        for(int i = 0;i < coll.size();i++){
//            System.out.println(iterator.next());
//        }
/**
 * 集合元素的遍历操作，使用迭代器Iterator接口
 * 内部的方法：hasNext()和 next()
 *
 */
        //方式三：推荐
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
    @Test
    public void test2(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //错误方式一：
//        Iterator iterator = coll.iterator();
//        while(iterator.next() != null){//A
//            System.out.println(iterator.next());//B
//        }
        /*
        方式一错误的原因：
        输出的时候，会跳过数据
        当执行到A的时候，首先会判断，
        而next():---->①指针下移 ②将下移以后集合位置上的元素返回
        所以到A的时候，指针就已经下移了
        而执行到B的时候，在A下移的那个数据，就输出不了，所以这是个错误的方式
            */
        //错误方式二：
        //集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前。
        while(coll.iterator().hasNext()){//A
            System.out.println(coll.iterator().next());//B
            /*
            方式二错误的原因：
            当执行到A的时候，没有错误，执行到B的时候，也没有错误，此时输出了第一个元素--->123，
            当再次到A的时候，又得到了一个新的迭代器，到B的时候，又输出了第一个元素--->123，
            此时陷入了一个死循环。
            * */
        }
    }
    @Test
    public void test3(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //删除集合中”Tom”
        //如果还未调用next()或在上一次调用 next 方法之后已经调用了 remove 方法，
        // 再调用remove都会报IllegalStateException。

        Iterator iterator = coll.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
//            iterator.remove();
            //还未调用next()再调用remove都会报IllegalStateException的解释
            /*
            至于这里为什么不能调用remove()--->
            因为在while(iterator.hasNext())，首先创建了一个新的迭代器
            第一个是一个空的（非空指针），此处调用remiove()的话，就会报错----->IllegalStateException。
             */
            Object obj = iterator.next();
            if("Tom".equals(obj)){
                iterator.remove();
//                iterator.remove();
                //上一次调用 next 方法之后已经调用了 remove 方法，再调用remove都会报IllegalStateException。的解释
                /*
                至于为什么调用了一次remove()之后不能在调用一次remove()
                因为在第一个调用的时候，就已经删除了，而第二次的时候，就找不到了，就会报错
                 */
            }
        }

        //遍历集合
        //至于为什么又调用了iterator---->已经指针到最后了，需要重新得到一个Iterator对象，要不然输出的就是为空
        iterator = coll.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }

    }

}

新特性foreach循环遍历集合或数组

• Java 5.0 提供了foreach循环迭代访问Collection和数组。
• 遍历操作不需获取Collection或数组的长度，无需使用索引访问元素。
• 遍历集合的底层调用Iterator完成操作。
• foreach还可以用来遍历数组
• 

package doy1;

/**
 * @author shkstart
 * @create 2021-10-31 21:59
 */
import org.junit.Test;

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

/**
 * jdk 5.0 新增了foreach循环，用于遍历集合、数组
 *
 */
public class ForTest {

    @Test
    public void test(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //for(集合元素的类型 局部变量 : 集合对象),内部仍然调用了迭代器。
        for(Object obj : coll){
            System.out.println(obj);
        }
    }

    @Test
    public void test2(){
        int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5,6};
        //for(数组元素的类型 局部变量 : 数组对象)
        for(int i : arr){
            System.out.println(i);
        }
    }

    //练习题
    @Test
    public void test3(){
        String[] arr = new String[]{"SS","KK","RR"};

//        //方式一：普通for赋值
//        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
//            arr[i] = "HH";
//        }

        //方式二：增强for循环
        for(String s : arr){//A
            s = "HH";//B
//            System.out.println(s);
        }
        System.out.println("*******");
        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
            System.out.println(arr[i]);//SS KK RR

            /*
            至于为什么最后输出的还是---->SS KK RR,而不是HH的解释
            for(String s : arr)  A中，局部变量是s，到了B的时候，此时的只是给s赋值了
            此时的arr[i]的值并没有改变。
            * */
        }

    }
}