Collection集合
1.1 集合概述
集合是什么?
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?
1、数组长度固定,集合长度可变。
2、 数组中只能是同一类型的元素且可以存储基本数据类型值。集合只能存对象,类型可以不一致。
关于数组可以参考下这篇文章java数组定义、使用、以及数组内存分析详解
1.2 集合框架
JAVASE提供了满足各种需求的API,在使用这些API前,先了解其继承与接口操作架构,才能了解何时采用哪个类,以及类之间如何彼此合作,从而达到灵活应用。
集合按照其存储结构可以分为两大类,分别是单列集合java.util.Collection
和双列集合java.util.Map
。
- Collection:单列集合类的根接口,用于存储一系列符合某种规则的元素,它有两个重要的子接口,分别是
java.util.List
和java.util.Set
。其中,
List
的特点是元素有序、元素可重复。Set
的特点是元素无序,而且不可重复。
List
接口的主要实现类有java.util.ArrayList
和java.util.LinkedList
,Set
接口的主要实现类有java.util.HashSet
和java.util.TreeSet
。
从上面的描述可以看出JDK中提供了丰富的集合类库,为了便于初学者进行系统地学习,接下来通过一张图来描述整个集合类的继承体系。
集合本身是一个工具,它存放在java.util包中。在Collection
接口定义着单列集合框架中最最共性的内容。
1.3 Collection 常用功能
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,这些方法适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。
方法演示:
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
public class Demo1Collection {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
// 使用多态形式
Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
// 使用方法
// 添加功能 boolean add(String s)
coll.add("安琪拉屎");
coll.add("刘备胎");
coll.add("夏侯惇坑");
System.out.println(coll);
// boolean contains(E e) 判断o是否在集合中存在
System.out.println("判断 刘备胎 是否在集合中"+coll.contains("刘备胎"));
//boolean remove(E e) 删除在集合中的o元素
System.out.println("删除安琪拉屎:"+coll.remove("安琪拉屎"));
System.out.println("操作之后集合中元素:"+coll);
// size() 集合中有几个元素
System.out.println("集合中有"+coll.size()+"个元素");
// Object[] toArray()转换成一个Object数组
Object[] objects = coll.toArray();
// 遍历数组
for (int i = 0; i < objects.length; i++) {
System.out.println(objects[i]);
}
// void clear() 清空集合
coll.clear();
System.out.println("集合中内容为:"+coll);
// boolean isEmpty() 判断是否为空
System.out.println(coll.isEmpty());
}
}
有关Collection中的方法可不止上面这些上面只是些非常常用的方法,其他方法可以自行查看API学习。
Iterator迭代器
2.1 Iterator接口
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java.util.Iterator
。Iterator
接口也是Java集合中的一员,但它与Collection
、Map
接口有所不同,Collection
接口与Map
接口主要用于存储元素,而Iterator
主要用于迭代访问(即遍历)Collection
中的元素,因此Iterator
对象也被称为迭代器。
想要遍历Collection集合,那么就要获取该集合迭代器完成迭代操作,下面介绍一下获取迭代器的方法:
public Iterator iterator()
: 获取集合对应的迭代器,用来遍历集合中的元素的。
下面介绍一下迭代的概念:
- 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。
接下来我们通过案例学习如何使用Iterator迭代集合中元素:
public class IteratorDemo {
public static void main(String[] args) {
// 使用多态方式向上转型 创建对象
Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
// 添加元素到集合
coll.add("诸葛亮");
coll.add("王昭君");
coll.add("大乔");
//遍历
//使用迭代器 遍历 每个集合对象都有自己的迭代器
Iterator<String> it = coll.iterator();
// 泛型指的是 迭代出 元素的数据类型
while(it.hasNext()){ //判断是否有迭代元素
String s = it.next();//获取迭代出的元素
System.out.println(s);
}
}
}
运行结果:
诸葛亮
王昭君
大乔
tips::在进行集合元素取出时,如果集合中已经没有元素了,还继续使用迭代器的
next
方法,将会发生java.util.NoSuchElementException
没有集合元素的错误。
2.2 迭代器的实现原理
我们在之前案例已经完成了Iterator遍历集合的整个过程。当遍历集合时,首先通过调用t集合的iterator()方法获得迭代器对象,然后使用hashNext()方法判断集合中是否存在下一个元素,如果存在,则调用next()方法将元素取出,否则说明已到达了集合末尾,停止遍历元素。
Iterator迭代器对象在遍历集合时,内部采用指针的方式来跟踪集合中的元素,为了让初学者能更好地理解迭代器的工作原理,接下来通过一个图例来演示Iterator对象迭代元素的过程:
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。
2.3 增强for(foreach)
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。
格式:
for(元素的数据类型 变量 : Collection集合or数组){
//写操作代码
}
它用于遍历Collection
和数组。通常只进行遍历元素,不要在遍历的过程中对集合元素进行增删操作。
练习1:遍历数组
public class NBForDemo1 {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {3,5,6,87};
//使用增强for遍历数组
for(int a : arr){//a代表数组中的每个元素
System.out.println(a);
}
}
}
练习2:遍历集合
public class For {
public static void main(String[] args) {
Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
coll.add("李白");
coll.add("韩信");
coll.add("赵云");
//使用增强for遍历
for(String s :coll){//接收变量s代表 代表被遍历到的集合元素
System.out.println(s);
}
}
}
foreach
循环必须有被遍历的目标。目标只能是Collection
或者是数组
。foreach
仅仅作为遍历操作出现。