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[Java教程]黑马程序员_JavaSE学习总结第15天_集合框架1


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15.01 对象数组的概述和使用

 1 public class Student 2 { 3   // 成员变量 4   private String name; 5   private int age; 6  7   // 构造方法 8   public Student() 9   {10     super();11   }12 13   public Student(String name, int age) 14   {15     super();16     this.name = name;17     this.age = age;18   }19 20   // 成员方法21   // getXxx()/setXxx()22   public String getName() 23   {24     return name;25   }26 27   public void setName(String name) 28   {29     this.name = name;30   }31 32   public int getAge() 33   {34     return age;35   }36 37   public void setAge(int age) 38   {39     this.age = age;40   }41 42   @Override43   public String toString() 44   {45     return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";46   }47 }

 

 

 1 /** 2 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。 3 *     学生:Student 4 *     成员变量:name,age 5 *     构造方法:无参,带参 6 *     成员方法:getXxx()/setXxx() 7 * 分析: 8 *     A:创建学生类。 9 *     B:创建学生数组(对象数组)。10 *     C:创建5个学生对象,并赋值。11 *     D:把C步骤的元素,放到数组中。12 *     E:遍历学生数组。13 * */14 15 public class Practice 16 {17   public static void main(String[] args)18   {19     // 创建学生数组(对象数组)。20     Student[] students = new Student[5];21     // for (int x = 0; x < students.length; x++) 22     // {23     //     System.out.println(students[x]);24     // }25     //   System.out.println("---------------------");26 27     // 创建5个学生对象,并赋值。28     Student s1 = new Student("小明", 27);29     Student s2 = new Student("小红", 30);30     Student s3 = new Student("小强", 30);31     Student s4 = new Student("旺财", 12);32     Student s5 = new Student("张三", 35);33 34     // 将对象放到数组中。35     students[0] = s1;36     students[1] = s2;37     students[2] = s3;38     students[3] = s4;39     students[4] = s5;40 41     // 遍历42     for (int x = 0; x < students.length; x++) 43     {44       //System.out.println(students[x]);45       Student s = students[x];46       System.out.println(s.getName()+"---"+s.getAge());47     }48   }49 }

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:

 1 // 创建集合对象 2 // Collection c = new Collection(); //错误,因为接口不能实例化 3 Collection c = new ArrayList(); 4 c.add("hello"); 5 c.add("world"); 6 c.add("java"); 7 // c.clear();//移除所有元素 8 // System.out.println("remove:" + c.remove("hello"));//移除一个元素 9 // System.out.println("remove:" + c.remove("javaee"));10 // 判断集合中是否包含指定的元素11 System.out.println("contains:"+c.contains("hello"));//contains:true12 System.out.println("contains:"+c.contains("android"));//contains:false13 //判断集合是否为空14 System.out.println("isEmpty:"+c.isEmpty());//isEmpty:false15 //元素的个数16 System.out.println("size:"+c.size());//size:317 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truec1.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truec1.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:

 1 public class Practice  2 { 3   public static void main(String[] args) 4   { 5     // 创建集合 6     Collection c = new ArrayList(); 7     c.add("hello"); 8     c.add("world"); 9     c.add("java");10     11     Object[] objs = c.toArray();12     for (int i = 0; i < objs.length; i++) 13     {14       //向下转为String类型15       String s = (String)objs[i];16       System.out.println(s+":"+s.length());17     }18   }19 }

 运行结果:

hello:5world:5java:4

 

15.09 Collection存储自定义对象并遍历案例(使用数组)

例: 

 1 public class Practice  2 { 3   public static void main(String[] args) 4   { 5     // 创建集合 6     Collection c = new ArrayList(); 7     //创建学生对象并添加到集合 8     c.add(new Student("小明",23)); 9     c.add(new Student("小红",32));10     c.add(new Student("小强",14));11     c.add(new Student("旺财",8));12     c.add(new Student("张三",16));13     14     Object[] objs = c.toArray();15     for (int i = 0; i < objs.length; i++) 16     {17       Student s = (Student)objs[i];18       System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());19     }20   }21 }

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:

 1 // 创建集合 2 Collection c = new ArrayList(); 3 //创建元素并添加到集合 4 c.add("hello"); 5 c.add("world"); 6 c.add("java"); 7 //获取迭代器,实际返回的是子类对象,多态 8 Iterator it = c.iterator(); 9 while(it.hasNext())10 {11   System.out.println(it.next());12 }

15.11 Collection存储自定义对象并遍历案例(使用迭代器)

 1 public class Practice  2 { 3   public static void main(String[] args) 4   { 5     // 创建集合 6     Collection c = new ArrayList(); 7     //创建学生对象并添加到集合 8     c.add(new Student("小明",23)); 9     c.add(new Student("小红",32));10     c.add(new Student("小强",14));11     c.add(new Student("旺财",8));12     c.add(new Student("张三",16));13     14     Iterator it = c.iterator();15     while(it.hasNext())16     {17       Student s = (Student)it.next();18       System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());19     }20   }21 }

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

 1 import java.util.ArrayList; 2 import java.util.Collection; 3 import java.util.Iterator; 4  5 public class Practice  6 { 7  8  public static void main(String[] args) 9   {10 11    // 创建集合12    Collection c = new ArrayList();13 14    //添加字符串15    c.add("hello");16    c.add("你好");17    c.add("world");18    c.add("java");19    c.add("旺财");20    //通过集合对象获取迭代器对象21 22    Iterator it = c.iterator();23    while(it.hasNext())24 25    {26     String s = (String)it.next();27 28      System.out.println(s);29    }30    31   }32 33 }

15.16 Collection存储学生对象并遍历

 1 import java.util.ArrayList; 2 import java.util.Collection; 3 import java.util.Iterator; 4  5 public class Practice  6 { 7   public static void main(String[] args) 8   { 9     // 创建集合10     Collection c = new ArrayList();11     //创建学生对象并添加到集合12     c.add(new Student("小明",23));13     c.add(new Student("小红",32));14     c.add(new Student("小强",14));15     c.add(new Student("旺财",8));16     c.add(new Student("张三",16));17     18     Iterator it = c.iterator();19     while(it.hasNext())20     {21       Student s = (Student)it.next();22       System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());23     }24   }25 }

15.17 List存储字符串并遍历

 1 public class Practice  2 { 3   public static void main(String[] args) 4   { 5     // 创建集合 6     List list = new ArrayList(); 7     list.add("hello"); 8     list.add("world"); 9     list.add("java");10     11     Iterator it = list.iterator();12     while(it.hasNext())13     {14       String s = (String)it.next();15       System.out.println(s);16     }17   }18 }

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

 1 public class Practice  2 { 3   public static void main(String[] args) 4   { 5     // 创建集合 6     List list = new ArrayList(); 7     //创建学生对象并添加到集合 8     list.add(new Student("小明",23)); 9     list.add(new Student("小红",32));10     list.add(new Student("小强",14));11     list.add(new Student("旺财",8));12     list.add(new Student("张三",16));13     14     Iterator it = list.iterator();15     while(it.hasNext())16     {17       Student s = (Student)it.next();18       System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());19     }20   }21 }

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

1 for (int i = 0; i < list.size(); i++) 2 3 {4 5  String s = (String)list.get(i);6 7   System.out.println(s);8 9 }

15.22 List存储自定义对象并遍历(使用List特有功能遍历)

 1 public class Practice  2 { 3   public static void main(String[] args) 4   { 5     // 创建集合 6     List list = new ArrayList(); 7     //创建学生对象并添加到集合 8     list.add(new Student("小明",23)); 9     list.add(new Student("小红",32));10     list.add(new Student("小强",14));11     list.add(new Student("旺财",8));12     list.add(new Student("张三",16));13     14     for (int i = 0; i < list.size(); i++) 15     {16       Student s =(Student)list.get(i);17       System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());18     }19   }20 }

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:

 1 public class Practice  2 { 3   public static void main(String[] args) 4   { 5     // 创建集合 6     List list = new ArrayList(); 7      8     list.add("hello"); 9     list.add("world");10     list.add("java");11     //列表迭代器12     ListIterator lit = list.listIterator();13     //正向遍历14     while(lit.hasNext())15     {16       String s = (String)lit.next();17       System.out.println(s);18     }19     System.out.println("-----");20     //逆向遍历21     while(lit.hasPrevious())22     {23       //获取上一个元素24       String s = (String)lit.previous();25       System.out.println(s);26     }27     28   }29 }

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:

 1 public class Practice  2 { 3   public static void main(String[] args) 4   { 5     // 创建集合 6     List list = new ArrayList(); 7      8     list.add("hello"); 9     list.add("world");10     list.add("java");11     Iterator it = list.iterator();12     while(it.hasNext())13     {14       String s = (String)it.next();15       if(s.equals("world"))16         list.add("javaee");  17 }18     System.out.println(list);19   }20 }

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