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第三章常用API第二部分
第四章集合

第三章常用API第二部分

1. Object类

1.1 概述

java.lang.Object类是Java语言中的根类，即所有类的父类。它中描述的所有方法子类都可以使用。在对象实例化的时候，最终找的父类就是Object。

如果一个类没有特别指定父类，那么默认则继承自Object类。例如：

public class MyClass /*extends Object*/ {
    
    
  	// ...
}

根据JDK源代码及Object类的API文档，Object类当中包含的方法有11个。今天我们主要学习其中的2个：

public String toString()：返回该对象的字符串表示。
public boolean equals(Object obj)：指示其他某个对象是否与此对象“相等”。

1.2 toString方法

方法摘要

public String toString()：返回该对象的字符串表示。

toString方法返回该对象的字符串表示，其实该字符串内容就是对象的类型+@+内存地址值。

由于toString方法返回的结果是内存地址，而在开发中，经常需要按照对象的属性得到相应的字符串表现形式，因此也需要重写它。

覆盖重写

如果不希望使用toString方法的默认行为，则可以对它进行覆盖重写。例如自定义的Person类：

public class Person {
    
      
    private String name;
    private int age;

    @Override
    public String toString() {
    
    
        return "Person{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}';
    }

    // 省略构造器与Getter Setter
}

在IntelliJ IDEA中，可以点击Code菜单中的Generate...，也可以使用快捷键alt+insert，点击toString()选项。选择需要包含的成员变量并确定。

小贴士：在我们直接使用输出语句输出对象名的时候,其实通过该对象调用了其toString()方法。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

/*
    java.lang.Object
    类 Object 是类层次结构的根(父)类。
    每个类(Person,Student...)都使用 Object 作为超(父)类。
    所有对象（包括数组）都实现这个类的方法。
 */
public class Demo01ToString{
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        /*
            Person类默认继承了Object类,所以可以使用Object类中的toString方法
            String toString() 返回该对象的字符串表示。
         */
        Person p = new Person("张三",18);
        String s = p.toString();
        System.out.println(s);//com.itheima.demo01.Object.Person@75412c2f | abc | Person{name=张三 ,age=18}

        //直接打印对象的名字,其实就是调用对象的toString  p=p.toString();
        System.out.println(p);//com.itheima.demo01.Object.Person@5f150435 | abc | Person{name=张三 ,age=18}

        //看一个类是否重写了toString,直接打印这个类的对象即可,如果没有重写toString方法那么打印的是对象的地址值
        Random r = new Random();
        System.out.println(r);//java.util.Random@3f3afe78  没有重写toString方法

        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println(sc);//java.util.Scanner[delimiters=\p{javaWhitespace}+..  重写toString方法

        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        System.out.println(list);//[1, 2, 3]  重写toString方法
    }
}

1.3 equals方法

import java.util.Objects;

public class Person {
    
    
    private String name;
    private int age;

    public Person() {
    
    
    }

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

    /*
        直接打印对象的地址值没有意义,需要重写Object类中的toString方法
        打印对象的属性(name,age)
     */
    /*@Override
    public String toString() {
       //return "abc";
       return "Person{name="+name+" ,age="+age+"}";
    }*/
    /*@Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }*/

    /*
        Object类的equals方法,默认比较的是两个对象的地址值,没有意义
        所以我们要重写equals方法,比较两个对象的属性(name,age)
        问题:
            隐含着一个多态
            多态的弊端:无法使用子类特有的内容(属性和方法)
            Object obj = p2 = new Person("古力娜扎",19);
            解决:可以使用向下转型(强转)把obj类型转换为Person
     */
    /*@Override
    public boolean equals(Object obj) {
        //增加一个判断,传递的参数obj如果是this本身,直接返回true,提高程序的效率
        if(obj==this){
            return true;
        }

        //增加一个判断,传递的参数obj如果是null,直接返回false,提高程序的效率
        if(obj==null){
            return false;
        }

        //增加一个判断,防止类型转换一次ClassCastException
        if(obj instanceof Person){
            //使用向下转型,把obj转换为Person类型
            Person p = (Person)obj;
            //比较两个对象的属性,一个对象是this(p1),一个对象是p(obj->p2)
            boolean b = this.name.equals(p.name) && this.age==p.age;
            return b;
        }
        //不是Person类型直接返回false
        return false;
    }*/
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
    
    
        if (this == o) return true;
        //getClass() != o.getClass() 使用反射技术,判断o是否是Person类型  等效于 obj instanceof Person
        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);
    }

    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;
    }
}

方法摘要

public boolean equals(Object obj)：指示其他某个对象是否与此对象“相等”。

调用成员方法equals并指定参数为另一个对象，则可以判断这两个对象是否是相同的。这里的“相同”有默认和自定义两种方式。

默认地址比较

如果没有覆盖重写equals方法，那么Object类中默认进行==运算符的对象地址比较，只要不是同一个对象，结果必然为false。

对象内容比较

如果希望进行对象的内容比较，即所有或指定的部分成员变量相同就判定两个对象相同，则可以覆盖重写equals方法。例如：

import java.util.Objects;

public class Person {
    
    	
	private String name;
	private int age;
	
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
    
    
        // 如果对象地址一样，则认为相同
        if (this == o)
            return true;
        // 如果参数为空，或者类型信息不一样，则认为不同
        if (o == null || getClass() != o.getClass())
            return false;
        // 转换为当前类型
        Person person = (Person) o;
        // 要求基本类型相等，并且将引用类型交给java.util.Objects类的equals静态方法取用结果
        return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
    }
}

这段代码充分考虑了对象为空、类型一致等问题，但方法内容并不唯一。大多数IDE都可以自动生成equals方法的代码内容。在IntelliJ IDEA中，可以使用Code菜单中的Generate…选项，也可以使用快捷键alt+insert，并选择equals() and hashCode()进行自动代码生成。

tips：Object类当中的hashCode等其他方法，今后学习。

import java.util.ArrayList;

public class Demo02Equals {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        /*
            Person类默认继承了Object类,所以可以使用Object类的equals方法
            boolean equals(Object obj) 指示其他某个对象是否与此对象“相等”。
            equals方法源码:
                public boolean equals(Object obj) {
                    return (this == obj);
                }
                参数:
                    Object obj:可以传递任意的对象
                    == 比较运算符,返回的是一个布尔值 true false
                    基本数据类型:比较的是值
                    引用数据类型:比价的是两个对象的地址值
               this是谁?那个对象调用的方法,方法中的this就是那个对象;p1调用的equals方法所以this就是p1
               obj是谁?传递过来的参数p2
               this==obj -->p1==p2
         */
        Person p1 = new Person("迪丽热巴",18);
        //Person p2 = new Person("古力娜扎",19);
        Person p2 = new Person("迪丽热巴",18);
        System.out.println("p1:"+p1);//p1:com.itheima.demo01.Object.Person@58ceff1
        System.out.println("p2:"+p2);//p2:com.itheima.demo01.Object.Person@7c30a502

        //p1=p2;//把p2的地址值赋值给p1
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

        boolean b = p1.equals(p1);
        System.out.println(b);
    }
}

1.4 Objects类

在刚才IDEA自动重写equals代码中，使用到了java.util.Objects类

在JDK7添加了一个Objects工具类，它提供了一些方法来操作对象，它由一些静态的实用方法组成，这些方法是null-save（空指针安全的）或null-tolerant（容忍空指针的），用于计算对象的hashcode、返回对象的字符串表示形式、比较两个对象。

在比较两个对象的时候，Object的equals方法容易抛出空指针异常，而Objects类中的equals方法就优化了这个问题。方法如下：

public static boolean equals(Object a, Object b):判断两个对象是否相等。

源码：

public static boolean equals(Object a, Object b) {
    
      
    return (a == b) || (a != null && a.equals(b));  
}

import java.util.Objects;

public class Demo03Objects {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        String s1 = "abc";
        //String s1 = null;
        String s2 = "abc";
        //boolean b = s1.equals(s2); // NullPointerException null是不能调用方法的,会抛出空指针异常
        //System.out.println(b);
        /*
            Objects类的equals方法:对两个对象进行比较,防止空指针异常
            public static boolean equals(Object a, Object b) {
                return (a == b) || (a != null && a.equals(b));
            }
         */
        boolean b2 = Objects.equals(s1, s2);
        System.out.println(b2);

    }
}

2. 日期时间类

2.1 Date类

概述

java.util.Date类表示特定的瞬间，精确到毫秒。

继续查阅Date类的描述，发现Date拥有多个构造函数，只是部分已经过时，但是其中有未过时的构造函数可以把毫秒值转成日期对象。

public Date()：分配Date对象并初始化此对象，以表示分配它的时间（精确到毫秒）。
public Date(long date)：分配Date对象并初始化此对象，以表示自从标准基准时间（称为“历元（epoch）”，即1970年1月1日00:00:00 GMT）以来的指定毫秒数。

tips: 由于我们处于东八区，所以我们的基准时间为1970年1月1日8时0分0秒。

简单来说：使用无参构造，可以自动设置当前系统时间的毫秒时刻；指定long类型的构造参数，可以自定义毫秒时刻。例如：

import java.util.Date;

public class Demo01Date {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        // 创建日期对象，把当前的时间
        System.out.println(new Date()); // Tue Jan 16 14:37:35 CST 2018
        // 创建日期对象，把当前的毫秒值转成日期对象
        System.out.println(new Date(0L)); // Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970
    }
}

tips:在使用println方法时，会自动调用Date类中的toString方法。Date类对Object类中的toString方法进行了覆盖重写，所以结果为指定格式的字符串。

常用方法

Date类中的多数方法已经过时，常用的方法有：

public long getTime() 把日期对象转换成对应的时间毫秒值。

/*
    java.util.Date:表示日期和时间的类
    类 Date 表示特定的瞬间，精确到毫秒。
    毫秒:千分之一秒 1000毫秒=1秒
    特定的瞬间:一个时间点,一刹那时间
    2088-08-08 09:55:33:333 瞬间
    2088-08-08 09:55:33:334 瞬间
    2088-08-08 09:55:33:334 瞬间
    ...
    毫秒值的作用:可以对时间和日期进行计算
    2099-01-03 到 2088-01-01 中间一共有多少天
    可以日期转换为毫秒进行计算,计算完毕,在把毫秒转换为日期

    把日期转换为毫秒:
        当前的日期:2088-01-01
        时间原点(0毫秒):1970 年 1 月 1 日 00:00:00(英国格林威治)
        就是计算当前日期到时间原点之间一共经历了多少毫秒 (1611477797585L)
    注意:
        中国属于东八区,会把时间增加8个小时
        1970 年 1 月 1 日 08:00:00

    把毫秒转换为日期:
        1 天 = 24 × 60 × 60 = 86400 秒  = 86400 x 1000 = 86400000毫秒
 */
public class Demo01Date {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        System.out.println(System.currentTimeMillis());//获取当前系统时间到1970 年 1 月 1 日 00:00:00经历了多少毫秒
    }
}

import java.util.Date;

public class Demo02Date {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        demo03();
    }

    /*
        long getTime() 把日期转换为毫秒值(相当于System.currentTimeMillis()方法)
          返回自 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 GMT 以来此 Date 对象表示的毫秒数。
     */
    private static void demo03() {
    
    
        Date date = new Date();
        long time = date.getTime();
        System.out.println(time);//1611478033182
    }

    /*
        Date类的带参数构造方法
        Date(long date) :传递毫秒值,把毫秒值转换为Date日期
     */
    private static void demo02() {
    
    
        Date date = new Date(0L);
        System.out.println(date);// Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970

        date = new Date(1611478033182L);
        System.out.println(date);// Sun Aug 08 09:39:00 CST 2088
    }

    /*
        Date类的空参数构造方法
        Date() 获取当前系统的日期和时间
     */
    private static void demo01() {
    
    
        Date date = new Date();
        System.out.println(date);//Sun Aug 08 12:23:03 CST 2088
    }
}

2.2 DateFormat类

java.text.DateFormat 是日期/时间格式化子类的抽象类，我们通过这个类可以帮我们完成日期和文本之间的转换,也就是可以在Date对象与String对象之间进行来回转换。

格式化：按照指定的格式，从Date对象转换为String对象。
解析：按照指定的格式，从String对象转换为Date对象。

构造方法

由于DateFormat为抽象类，不能直接使用，所以需要常用的子类java.text.SimpleDateFormat。这个类需要一个模式（格式）来指定格式化或解析的标准。构造方法为：

public SimpleDateFormat(String pattern)：用给定的模式和默认语言环境的日期格式符号构造SimpleDateFormat。

参数pattern是一个字符串，代表日期时间的自定义格式。

格式规则

常用的格式规则为：

标识字母（区分大小写）	含义
y	年
M	月
d	日
H	时
m	分
s	秒

备注：更详细的格式规则，可以参考SimpleDateFormat类的API文档0。

创建SimpleDateFormat对象的代码如：

import java.text.DateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;

public class Demo02SimpleDateFormat {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        // 对应的日期格式如：2020-01-24 15:06:38
        DateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    }    
}

常用方法

DateFormat类的常用方法有：

public String format(Date date)：将Date对象格式化为字符串。
public Date parse(String source)：将字符串解析为Date对象。

format方法

使用format方法的代码为：

import java.text.DateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
/*
 把Date对象转换成String
*/
public class Demo03DateFormatMethod {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Date date = new Date();
        // 创建日期格式化对象,在获取格式化对象时可以指定风格
        DateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日");
        String str = df.format(date);
        System.out.println(str); // 2008年1月23日
    }
}

parse方法

使用parse方法的代码为：

import java.text.DateFormat;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
/*
 把String转换成Date对象
*/
public class Demo04DateFormatMethod {
    
    
    public static void main(String[] args) throws ParseException {
    
    
        DateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日");
        String str = "2018年12月11日";
        Date date = df.parse(str);
        System.out.println(date); // Tue Dec 11 00:00:00 CST 2018
    }
}

2.3 练习

请使用日期时间相关的API，计算出一个人已经出生了多少天。

思路：

1.获取当前时间对应的毫秒值

2.获取自己出生日期对应的毫秒值

3.两个时间相减（当前时间– 出生日期）

代码实现：

public static void function() throws Exception {
    
    
	System.out.println("请输入出生日期 格式 YYYY-MM-dd");
	// 获取出生日期,键盘输入
	String birthdayString = new Scanner(System.in).next();
	// 将字符串日期,转成Date对象
	// 创建SimpleDateFormat对象,写日期模式
	SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
	// 调用方法parse,字符串转成日期对象
	Date birthdayDate = sdf.parse(birthdayString);	
	// 获取今天的日期对象
	Date todayDate = new Date();	
	// 将两个日期转成毫秒值,Date类的方法getTime
	long birthdaySecond = birthdayDate.getTime();
	long todaySecond = todayDate.getTime();
	long secone = todaySecond-birthdaySecond;	
	if (secone < 0){
    
    
		System.out.println("还没出生呢");
	} else {
    
    
		System.out.println(secone/1000/60/60/24);
	}
}

import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

/*
    java.text.DateFormat:是日期/时间格式化子类的抽象类
    作用:
        格式化（也就是日期 -> 文本）、解析（文本-> 日期）
    成员方法:
        String format(Date date)  按照指定的模式,把Date日期,格式化为符合模式的字符串
        Date parse(String source)  把符合模式的字符串,解析为Date日期
    DateFormat类是一个抽象类,无法直接创建对象使用,可以使用DateFormat类的子类

    java.text.SimpleDateFormat extends DateFormat

    构造方法:
        SimpleDateFormat(String pattern)
          用给定的模式和默认语言环境的日期格式符号构造 SimpleDateFormat。
        参数:
             String pattern:传递指定的模式
        模式:区分大小写的
            y   年
            M   月
            d   日
            H   时
            m   分
            s   秒
        写对应的模式,会把模式替换为对应的日期和时间
            "yyyy-MM-dd HH:mm:ss"
        注意:
            模式中的字母不能更改,连接模式的符号可以改变
             "yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒"

 */
public class Demo01DateFormat {
    
    
    public static void main(String[] args) throws ParseException {
    
    
        demo02();
    }

    /*
         使用DateFormat类中的方法parse,把文本解析为日期
         使用步骤:
            1.创建SimpleDateFormat对象,构造方法中传递指定的模式
            2.调用SimpleDateFormat对象中的方法parse,把符合构造方法中模式的字符串,解析为Date日期
            注意:
                public Date parse(String source) throws ParseException
                parse方法声明了一个异常叫ParseException
                如果字符串和构造方法的模式不一样,那么程序就会抛出此异常
                调用一个抛出了异常的方法,就必须的处理这个异常,要么throws继续抛出这个异常,要么try catch自己处理
     */
    private static void demo02() throws ParseException {
    
    
        //1.创建SimpleDateFormat对象,构造方法中传递指定的模式
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒");
        //2.调用SimpleDateFormat对象中的方法parse,把符合构造方法中模式的字符串,解析为Date日期
        //Date parse(String source)  把符合模式的字符串,解析为Date日期
        Date date = sdf.parse("2088年08月08日 15时51分54秒");
        System.out.println(date);
    }

    /*
        使用DateFormat类中的方法format,把日期格式化为文本
        使用步骤:
            1.创建SimpleDateFormat对象,构造方法中传递指定的模式
            2.调用SimpleDateFormat对象中的方法format,按照构造方法中指定的模式,把Date日期格式化为符合模式的字符串(文本)
     */
    private static void demo01() {
    
    
        //1.创建SimpleDateFormat对象,构造方法中传递指定的模式
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒");
        //2.调用SimpleDateFormat对象中的方法format,按照构造方法中指定的模式,把Date日期格式化为符合模式的字符串(文本)
        //String format(Date date)  按照指定的模式,把Date日期,格式化为符合模式的字符串
        Date date = new Date();
        String d = sdf.format(date);
        System.out.println(date);//Sun Aug 08 15:51:54 CST 2088
        System.out.println(d);//2088年08月08日 15时51分54秒
    }
}

import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.Scanner;

/*
    练习:
        请使用日期时间相关的API，计算出一个人已经出生了多少天。
    分析:
        1.使用Scanner类中的方法next,获取出生日期
        2.使用DateFormat类中的方法parse,把字符串的出生日期,解析为Date格式的出生日期
        3.把Date格式的出生日期转换为毫秒值
        4.获取当前的日期,转换为毫秒值
        5.使用当前日期的毫秒值-出生日期的毫秒值
        6.把毫秒差值转换为天(s/1000/60/60/24)
 */
public class Demo02Test {
    
    
    public static void main(String[] args) throws ParseException {
    
    
        //1.使用Scanner类中的方法next,获取出生日期
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入您的出生日期,格式:yyyy-MM-dd");
        String birthdayDateString = sc.next();
        //2.使用DateFormat类中的方法parse,把字符串的出生日期,解析为Date格式的出生日期
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
        Date birthdayDate = sdf.parse(birthdayDateString);
        //3.把Date格式的出生日期转换为毫秒值
        long birthdayDateTime = birthdayDate.getTime();
        //4.获取当前的日期,转换为毫秒值
        long todayTime = new Date().getTime();
        //5.使用当前日期的毫秒值-出生日期的毫秒值
        long time = todayTime-birthdayDateTime;
        //6.把毫秒差值转换为天(s/1000/60/60/24)
        System.out.println(time/1000/60/60/24);
    }
}

在这里插入图片描述

2.4 Calendar类

概念

日历我们都见过

java.util.Calendar是日历类，在Date后出现，替换掉了许多Date的方法。该类将所有可能用到的时间信息封装为静态成员变量，方便获取。日历类就是方便获取各个时间属性的。

获取方式

Calendar为抽象类，由于语言敏感性，Calendar类在创建对象时并非直接创建，而是通过静态方法创建，返回子类对象，如下：

Calendar静态方法

public static Calendar getInstance()：使用默认时区和语言环境获得一个日历

例如：

import java.util.Calendar;

public class Demo06CalendarInit {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Calendar cal = Calendar.getInstance();
    }    
}

常用方法

根据Calendar类的API文档，常用方法有：

public int get(int field)：返回给定日历字段的值。
public void set(int field, int value)：将给定的日历字段设置为给定值。
public abstract void add(int field, int amount)：根据日历的规则，为给定的日历字段添加或减去指定的时间量。
public Date getTime()：返回一个表示此Calendar时间值（从历元到现在的毫秒偏移量）的Date对象。

Calendar类中提供很多成员常量，代表给定的日历字段：

字段值	含义
YEAR	年
MONTH	月（从0开始，可以+1使用）
DAY_OF_MONTH	月中的天（几号）
HOUR	时（12小时制）
HOUR_OF_DAY	时（24小时制）
MINUTE	分
SECOND	秒
DAY_OF_WEEK	周中的天（周几，周日为1，可以-1使用）

get/set方法

get方法用来获取指定字段的值，set方法用来设置指定字段的值，代码使用演示：

import java.util.Calendar;

public class CalendarUtil {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        // 创建Calendar对象
        Calendar cal = Calendar.getInstance();
        // 设置年 
        int year = cal.get(Calendar.YEAR);
        // 设置月
        int month = cal.get(Calendar.MONTH) + 1;
        // 设置日
        int dayOfMonth = cal.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
        System.out.print(year + "年" + month + "月" + dayOfMonth + "日");
    }    
}

import java.util.Calendar;

public class Demo07CalendarMethod {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Calendar cal = Calendar.getInstance();
        cal.set(Calendar.YEAR, 2020);
        System.out.print(year + "年" + month + "月" + dayOfMonth + "日"); // 2020年1月17日
    }
}

add方法

add方法可以对指定日历字段的值进行加减操作，如果第二个参数为正数则加上偏移量，如果为负数则减去偏移量。代码如：

import java.util.Calendar;

public class Demo08CalendarMethod {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Calendar cal = Calendar.getInstance();
        System.out.print(year + "年" + month + "月" + dayOfMonth + "日"); // 2018年1月17日
        // 使用add方法
        cal.add(Calendar.DAY_OF_MONTH, 2); // 加2天
        cal.add(Calendar.YEAR, -3); // 减3年
        System.out.print(year + "年" + month + "月" + dayOfMonth + "日"); // 2015年1月18日; 
    }
}

getTime方法

Calendar中的getTime方法并不是获取毫秒时刻，而是拿到对应的Date对象。

import java.util.Calendar;
import java.util.Date;

public class Demo09CalendarMethod {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Calendar cal = Calendar.getInstance();
        Date date = cal.getTime();
        System.out.println(date); // Tue Jan 16 16:03:09 CST 2018
    }
}

小贴士：

西方星期的开始为周日，中国为周一。

在Calendar类中，月份的表示是以0-11代表1-12月。

日期是有大小关系的，时间靠后，时间越大。

import java.util.Calendar;

/*
    java.util.Calendar类:日历类
    Calendar类是一个抽象类,里边提供了很多操作日历字段的方法(YEAR、MONTH、DAY_OF_MONTH、HOUR )
    Calendar类无法直接创建对象使用,里边有一个静态方法叫getInstance(),该方法返回了Calendar类的子类对象
    static Calendar getInstance() 使用默认时区和语言环境获得一个日历。
 */
public class Demo01Calendar {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Calendar c = Calendar.getInstance();//多态
        System.out.println(c);
    }

}

import java.util.Calendar;
import java.util.Date;

/*
    Calendar类的常用成员方法:
        public int get(int field)：返回给定日历字段的值。
        public void set(int field, int value)：将给定的日历字段设置为给定值。
        public abstract void add(int field, int amount)：根据日历的规则，为给定的日历字段添加或减去指定的时间量。
        public Date getTime()：返回一个表示此Calendar时间值（从历元到现在的毫秒偏移量）的Date对象。
    成员方法的参数:
        int field:日历类的字段,可以使用Calendar类的静态成员变量获取
            public static final int YEAR = 1;	年
            public static final int MONTH = 2;	月
            public static final int DATE = 5;	月中的某一天
            public static final int DAY_OF_MONTH = 5;月中的某一天
            public static final int HOUR = 10; 		时
            public static final int MINUTE = 12; 	分
            public static final int SECOND = 13;	秒
 */
public class Demo02Calendar {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        demo04();
    }

    /*
        public Date getTime()：返回一个表示此Calendar时间值（从历元到现在的毫秒偏移量）的Date对象。
        把日历对象,转换为日期对象
     */
    private static void demo04() {
    
    
        //使用getInstance方法获取Calendar对象
        Calendar c = Calendar.getInstance();

        Date date = c.getTime();
        System.out.println(date);
    }

    /*
        public abstract void add(int field, int amount)：根据日历的规则，为给定的日历字段添加或减去指定的时间量。
        把指定的字段增加/减少指定的值
        参数:
            int field:传递指定的日历字段(YEAR,MONTH...)
            int amount:增加/减少指定的值
                正数:增加
                负数:减少
     */
    private static void demo03() {
    
    
        //使用getInstance方法获取Calendar对象
        Calendar c = Calendar.getInstance();

        //把年增加2年
        c.add(Calendar.YEAR,2);
        //把月份减少3个月
        c.add(Calendar.MONTH,-3);


        int year = c.get(Calendar.YEAR);
        System.out.println(year);

        int month = c.get(Calendar.MONTH);
        System.out.println(month);//西方的月份0-11 东方:1-12

        //int date = c.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
        int date = c.get(Calendar.DATE);
        System.out.println(date);
    }

    /*
        public void set(int field, int value)：将给定的日历字段设置为给定值。
        参数:
            int field:传递指定的日历字段(YEAR,MONTH...)
            int value:给指定字段设置的值
     */
    private static void demo02() {
    
    
        //使用getInstance方法获取Calendar对象
        Calendar c = Calendar.getInstance();

        //设置年为9999
        c.set(Calendar.YEAR,9999);
        //设置月为9月
        c.set(Calendar.MONTH,9);
        //设置日9日
        c.set(Calendar.DATE,9);

        //同时设置年月日,可以使用set的重载方法
        c.set(8888,8,8);

        int year = c.get(Calendar.YEAR);
        System.out.println(year);

        int month = c.get(Calendar.MONTH);
        System.out.println(month);//西方的月份0-11 东方:1-12

        int date = c.get(Calendar.DATE);
        System.out.println(date);
    }

    /*
        public int get(int field)：返回给定日历字段的值。
        参数:传递指定的日历字段(YEAR,MONTH...)
        返回值:日历字段代表的具体的值
     */
    private static void demo01() {
    
    
        //使用getInstance方法获取Calendar对象
        Calendar c = Calendar.getInstance();
        int year = c.get(Calendar.YEAR);
        System.out.println(year);

        int month = c.get(Calendar.MONTH);
        System.out.println(month);//西方的月份0-11 东方:1-12

        //int date = c.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
        int date = c.get(Calendar.DATE);
        System.out.println(date);
    }
}

3. System类

java.lang.System类中提供了大量的静态方法，可以获取与系统相关的信息或系统级操作，在System类的API文档中，常用的方法有：

public static long currentTimeMillis()：返回以毫秒为单位的当前时间。
public static void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)：将数组中指定的数据拷贝到另一个数组中。

3.1 currentTimeMillis方法

实际上，currentTimeMillis方法就是获取当前系统时间与1970年01月01日00:00点之间的毫秒差值

import java.util.Date;

public class SystemDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
       	//获取当前时间毫秒值
        System.out.println(System.currentTimeMillis()); // 1516090531144
    }
}

练习

验证for循环打印数字1-9999所需要使用的时间（毫秒）

public class SystemTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
    
    
            System.out.println(i);
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("共耗时毫秒：" + (end - start));
    }
}

3.2 arraycopy方法

public static void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)：将数组中指定的数据拷贝到另一个数组中。

数组的拷贝动作是系统级的，性能很高。System.arraycopy方法具有5个参数，含义分别为：

参数序号	参数名称	参数类型	参数含义
1	src	Object	源数组
2	srcPos	int	源数组索引起始位置
3	dest	Object	目标数组
4	destPos	int	目标数组索引起始位置
5	length	int	复制元素个数

练习

将src数组中前3个元素，复制到dest数组的前3个位置上复制元素前：src数组元素[1,2,3,4,5]，dest数组元素[6,7,8,9,10]复制元素后：src数组元素[1,2,3,4,5]，dest数组元素[1,2,3,9,10]

import java.util.Arrays;

public class Demo11SystemArrayCopy {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        int[] src = new int[]{
    
    1,2,3,4,5};
        int[] dest = new int[]{
    
    6,7,8,9,10};
        System.arraycopy( src, 0, dest, 0, 3);
        /*代码运行后：两个数组中的元素发生了变化
         src数组元素[1,2,3,4,5]
         dest数组元素[1,2,3,9,10]
        */
    }
}

import java.util.Arrays;

/*
    java.lang.System类中提供了大量的静态方法，可以获取与系统相关的信息或系统级操作，在System类的API文档中，常用的方法有：
        public static long currentTimeMillis()：返回以毫秒为单位的当前时间。
        public static void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)：将数组中指定的数据拷贝到另一个数组中。
 */
public class Demo01System {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        demo02();
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
    }

    /*
        public static void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)：将数组中指定的数据拷贝到另一个数组中。
        参数:
            src - 源数组。
            srcPos - 源数组中的起始位置(起始索引)。
            dest - 目标数组。
            destPos - 目标数据中的起始位置。
            length - 要复制的数组元素的数量。
        练习:
            将src数组中前3个元素，复制到dest数组的前3个位置上
                复制元素前：
                src数组元素[1,2,3,4,5]，dest数组元素[6,7,8,9,10]
                复制元素后：
                src数组元素[1,2,3,4,5]，dest数组元素[1,2,3,9,10]
     */
    private static void demo02() {
    
    
        //定义源数组
        int[] src = {
    
    1,2,3,4,5};
        //定义目标数组
        int[] dest = {
    
    6,7,8,9,10};
        System.out.println("复制前:"+ Arrays.toString(dest));
        //使用System类中的arraycopy把源数组的前3个元素复制到目标数组的前3个位置上
        System.arraycopy(src,0,dest,0,3);
        System.out.println("复制后:"+ Arrays.toString(dest));
    }

    /*
        public static long currentTimeMillis()：返回以毫秒为单位的当前时间。
        用来程序的效率
        验证for循环打印数字1-9999所需要使用的时间（毫秒）
     */
    private static void demo01() {
    
    
        //程序执行前,获取一次毫秒值
        long s = System.currentTimeMillis();
        //执行for循环
        for (int i = 1; i <=9999 ; i++) {
    
    
            System.out.println(i);
        }
        //程序执行后,获取一次毫秒值
        long e = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("程序共耗时:"+(e-s)+"毫秒");//程序共耗时:106毫秒
    }
}

4. StringBuilder类

在这里插入图片描述

4.1 字符串拼接问题

由于String类的对象内容不可改变，所以每当进行字符串拼接时，总是会在内存中创建一个新的对象。例如：

public class StringDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        String s = "Hello";
        s += "World";
        System.out.println(s);
    }
}

在API中对String类有这样的描述：字符串是常量，它们的值在创建后不能被更改。

根据这句话分析我们的代码，其实总共产生了三个字符串，即"Hello"、"World"和"HelloWorld"。引用变量s首先指向Hello对象，最终指向拼接出来的新字符串对象，即HelloWord 。

由此可知，如果对字符串进行拼接操作，每次拼接，都会构建一个新的String对象，既耗时，又浪费空间。为了解决这一问题，可以使用java.lang.StringBuilder类。

4.2 StringBuilder概述

查阅java.lang.StringBuilder的API，StringBuilder又称为可变字符序列，它是一个类似于 String 的字符串缓冲区，通过某些方法调用可以改变该序列的长度和内容。

原来StringBuilder是个字符串的缓冲区，即它是一个容器，容器中可以装很多字符串。并且能够对其中的字符串进行各种操作。

它的内部拥有一个数组用来存放字符串内容，进行字符串拼接时，直接在数组中加入新内容。StringBuilder会自动维护数组的扩容。原理如下图所示：(默认16字符空间，超过自动扩充)

4.3 构造方法

根据StringBuilder的API文档，常用构造方法有2个：

public StringBuilder()：构造一个空的StringBuilder容器。
public StringBuilder(String str)：构造一个StringBuilder容器，并将字符串添加进去。

public class StringBuilderDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        StringBuilder sb1 = new StringBuilder();
        System.out.println(sb1); // (空白)
        // 使用带参构造
        StringBuilder sb2 = new StringBuilder("abc");
        System.out.println(sb2); // abc
    }
}

4.4 常用方法

StringBuilder常用的方法有2个：

public StringBuilder append(...)：添加任意类型数据的字符串形式，并返回当前对象自身。
public String toString()：将当前StringBuilder对象转换为String对象。

append方法

append方法具有多种重载形式，可以接收任意类型的参数。任何数据作为参数都会将对应的字符串内容添加到StringBuilder中。例如：

public class Demo02StringBuilder {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		//创建对象
		StringBuilder builder = new StringBuilder();
		//public StringBuilder append(任意类型)
		StringBuilder builder2 = builder.append("hello");
		//对比一下
		System.out.println("builder:"+builder);
		System.out.println("builder2:"+builder2);
		System.out.println(builder == builder2); //true
	    // 可以添加 任何类型
		builder.append("hello");
		builder.append("world");
		builder.append(true);
		builder.append(100);
		// 在我们开发中，会遇到调用一个方法后，返回一个对象的情况。然后使用返回的对象继续调用方法。
        // 这种时候，我们就可以把代码现在一起，如append方法一样，代码如下
		//链式编程
		builder.append("hello").append("world").append(true).append(100);
		System.out.println("builder:"+builder);
	}
}

备注：StringBuilder已经覆盖重写了Object当中的toString方法。

toString方法

通过toString方法，StringBuilder对象将会转换为不可变的String对象。如：

public class Demo16StringBuilder {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        // 链式创建
        StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello").append("World").append("Java");
        // 调用方法
        String str = sb.toString();
        System.out.println(str); // HelloWorldJava
    }
}

/*
    java.lang.StringBuilder类:字符串缓冲区,可以提高字符串的效率
    构造方法:
        StringBuilder() 构造一个不带任何字符的字符串生成器，其初始容量为 16 个字符。
        StringBuilder(String str) 构造一个字符串生成器，并初始化为指定的字符串内容。
 */
public class Demo01StringBuilder {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //空参数构造方法
        StringBuilder bu1 = new StringBuilder();
        System.out.println("bu1:"+bu1);//bu1:""

        //带字符串的构造方法
        StringBuilder bu2 = new StringBuilder("abc");
        System.out.println("bu2:"+bu2);//bu2:abc
    }
}

/*
    StringBuilder的常用方法:
        public StringBuilder append(...)：添加任意类型数据的字符串形式，并返回当前对象自身。
 */
public class Demo02StringBuilder {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //创建StringBuilder对象
        StringBuilder bu = new StringBuilder();
        //使用append方法往StringBuilder中添加数据
        //append方法返回的是this,调用方法的对象bu,this==bu
        //StringBuilder bu2 = bu.append("abc");//把bu的地址赋值给了bu2
        //System.out.println(bu);//"abc"
        //System.out.println(bu2);//"abc"
        //System.out.println(bu==bu2);//比较的是地址 true

        //使用append方法无需接收返回值
//        bu.append("abc");
//        bu.append(1);
//        bu.append(true);
//        bu.append(8.8);
//        bu.append('中');
//        System.out.println(bu);//abc1true8.8中

        /*
            链式编程:方法返回值是一个对象,可以继续调用方法
         */
        System.out.println("abc".toUpperCase().toLowerCase().toUpperCase().toLowerCase());
        bu.append("abc").append(1).append(true).append(8.8).append('中');
        System.out.println(bu);//abc1true8.8中

    }
}

/*
    StringBuilder和String可以相互转换:
        String->StringBuilder:可以使用StringBuilder的构造方法
            StringBuilder(String str) 构造一个字符串生成器，并初始化为指定的字符串内容。
        StringBuilder->String:可以使用StringBuilder中的toString方法
            public String toString()：将当前StringBuilder对象转换为String对象。
 */
public class Demo03StringBuilder {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //String->StringBuilder
        String str = "hello";
        System.out.println("str:"+str);
        StringBuilder bu = new StringBuilder(str);
        //往StringBuilder中添加数据
        bu.append("world");
        System.out.println("bu:"+bu);

        //StringBuilder->String
        String s = bu.toString();
        System.out.println("s:"+s);
    }
}

5. 包装类

在这里插入图片描述

5.1 概述

Java提供了两个类型系统，基本类型与引用类型，使用基本类型在于效率，然而很多情况，会创建对象使用，因为对象可以做更多的功能，如果想要我们的基本类型像对象一样操作，就可以使用基本类型对应的包装类，如下：

基本类型	对应的包装类（位于java.lang包中）
byte	Byte
short	Short
int	Integer
long	Long
float	Float
double	Double
char	Character
boolean	Boolean

5.2 装箱与拆箱

基本类型与对应的包装类对象之间，来回转换的过程称为”装箱“与”拆箱“：

装箱：从基本类型转换为对应的包装类对象。
拆箱：从包装类对象转换为对应的基本类型。

用Integer与 int为例：

基本数值---->包装对象

Integer i = new Integer(4);//使用构造函数函数
Integer iii = Integer.valueOf(4);//使用包装类中的valueOf方法

包装对象---->基本数值

int num = i.intValue();

5.3自动装箱与自动拆箱

由于我们经常要做基本类型与包装类之间的转换，从Java 5（JDK 1.5）开始，基本类型与包装类的装箱、拆箱动作可以自动完成。例如：

Integer i = 4;//自动装箱。相当于Integer i = Integer.valueOf(4);
i = i + 5;//等号右边：将i对象转成基本数值(自动拆箱) i.intValue() + 5;
//加法运算完成后，再次装箱，把基本数值转成对象。

5.3 基本类型与字符串之间的转换

基本类型转换为String

基本类型转换String总共有三种方式，查看课后资料可以得知，这里只讲最简单的一种方式：

基本类型直接与””相连接即可；如：34+""

String转换成对应的基本类型

除了Character类之外，其他所有包装类都具有parseXxx静态方法可以将字符串参数转换为对应的基本类型：

public static byte parseByte(String s)：将字符串参数转换为对应的byte基本类型。
public static short parseShort(String s)：将字符串参数转换为对应的short基本类型。
public static int parseInt(String s)：将字符串参数转换为对应的int基本类型。
public static long parseLong(String s)：将字符串参数转换为对应的long基本类型。
public static float parseFloat(String s)：将字符串参数转换为对应的float基本类型。
public static double parseDouble(String s)：将字符串参数转换为对应的double基本类型。
public static boolean parseBoolean(String s)：将字符串参数转换为对应的boolean基本类型。

代码使用（仅以Integer类的静态方法parseXxx为例）如：

public class Demo18WrapperParse {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        int num = Integer.parseInt("100");
    }
}

注意:如果字符串参数的内容无法正确转换为对应的基本类型，则会抛出java.lang.NumberFormatException异常。

/*
    装箱:把基本类型的数据,包装到包装类中(基本类型的数据->包装类)
        构造方法:
            Integer(int value) 构造一个新分配的 Integer 对象，它表示指定的 int 值。
            Integer(String s) 构造一个新分配的 Integer 对象，它表示 String 参数所指示的 int 值。
                传递的字符串,必须是基本类型的字符串,否则会抛出异常 "100" 正确  "a" 抛异常
        静态方法:
            static Integer valueOf(int i) 返回一个表示指定的 int 值的 Integer 实例。
            static Integer valueOf(String s) 返回保存指定的 String 的值的 Integer 对象。
    拆箱:在包装类中取出基本类型的数据(包装类->基本类型的数据)
        成员方法:
            int intValue() 以 int 类型返回该 Integer 的值。
 */
public class Demo01Integer {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //装箱:把基本类型的数据,包装到包装类中(基本类型的数据->包装类)
        //构造方法
        Integer in1 = new Integer(1);//方法上有横线,说明方法过时了
        System.out.println(in1);//1 重写了toString方法

        Integer in2 = new Integer("1");
        System.out.println(in2);//1

        //静态方法
        Integer in3 = Integer.valueOf(1);
        System.out.println(in3);

        //Integer in4 = Integer.valueOf("a");//NumberFormatException数字格式化异常
        Integer in4 = Integer.valueOf("1");
        System.out.println(in4);

        //拆箱:在包装类中取出基本类型的数据(包装类->基本类型的数据)
        int i = in1.intValue();
        System.out.println(i);
    }
}

import java.util.ArrayList;

/*
    自动装箱与自动拆箱:基本类型的数据和包装类之间可以自动的相互转换
    JDK1.5之后出现的新特性
 */
public class Demo02Ineger {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        /*
            自动装箱:直接把int类型的整数赋值包装类
            Integer in = 1; 就相当于 Integer in = new Integer(1);
         */
        Integer in = 1;

        /*
            自动拆箱:in是包装类,无法直接参与运算,可以自动转换为基本数据类型,在进行计算
            in+2;就相当于 in.intVale() + 2 = 3
            in = in.intVale() + 2 = 3 又是一个自动装箱
         */
        in = in+2;

        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        /*
            ArrayList集合无法直接存储整数,可以存储Integer包装类
         */
        list.add(1); //-->自动装箱 list.add(new Integer(1));

        int a = list.get(0); //-->自动拆箱  list.get(0).intValue();
    }
}

/*
    基本类型与字符串类型之间的相互转换
    基本类型->字符串(String)
        1.基本类型的值+""  最简单的方法(工作中常用)
        2.包装类的静态方法toString(参数),不是Object类的toString() 重载
            static String toString(int i) 返回一个表示指定整数的 String 对象。
        3.String类的静态方法valueOf(参数)
            static String valueOf(int i) 返回 int 参数的字符串表示形式。
    字符串(String)->基本类型
        使用包装类的静态方法parseXXX("字符串");
            Integer类: static int parseInt(String s)
            Double类: static double parseDouble(String s)
 */
public class Demo03Integer {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //基本类型->字符串(String)
        int i1 = 100;
        String s1 = i1 + "";
        System.out.println(s1 + 200);//100200

        String s2 = Integer.toString(100);
        System.out.println(s2 + 200);//100200

        String s3 = String.valueOf(100);
        System.out.println(s3 + 200);//100200

        //字符串(String)->基本类型
        int i = Integer.parseInt(s1);
        System.out.println(i - 10);

        int a = Integer.parseInt("a");//NumberFormatException
        System.out.println(a);
    }
}

第四章集合

1. Collection集合

1.1 集合概述

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，它们有什么区别

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。

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。

在这里插入图片描述

其中，橙色框里填写的都是接口类型，而蓝色框里填写的都是具体的实现类。这几天将针对图中所列举的集合类进行逐一地讲解。

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。

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("小李广");
    	coll.add("扫地僧");
    	coll.add("石破天");
    	System.out.println(coll);

    	// boolean contains(E e) 判断o是否在集合中存在
    	System.out.println("判断  扫地僧 是否在集合中"+coll.contains("扫地僧"));

    	//boolean remove(E e) 删除在集合中的o元素
    	System.out.println("删除石破天："+coll.remove("石破天"));
    	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());  	
	}
}

tips: 有关Collection中的方法可不止上面这些，其他方法可以自行查看API学习。

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

/*
    java.util.Collection接口
        所有单列集合的最顶层的接口,里边定义了所有单列集合共性的方法
        任意的单列集合都可以使用Collection接口中的方法


    共性的方法:
      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
    }
}

2. 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 创建对象
        Collection<String> coll = new ArrayList<String>();

        // 添加元素到集合
        coll.add("串串星人");
        coll.add("吐槽星人");
        coll.add("汪星人");
        //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);
        }
  	}
}

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：

在这里插入图片描述

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

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 NBFor {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
            
    	Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
    	coll.add("小河神");
    	coll.add("老河神");
    	coll.add("神婆");
    	//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);
    	}
	}
}

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。

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

/*
    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
 */
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);*/
    }
}

import java.util.ArrayList;

/*
    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);
        }
    }
}

3. 泛型

3.1 泛型概述

集合中可以存放任意对象在这里插入图片描述
，只要把对象存储集合后，那么这时他们都会被提升成Object类型。当我们在取出每一个对象，并且进行相应的操作，这时必须采用类型转换。

大家观察下面代码：

public class GenericDemo {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		Collection coll = new ArrayList();
		coll.add("abc");
		coll.add("it666");
		coll.add(5);//由于集合没有做任何限定，任何类型都可以给其中存放
		Iterator it = coll.iterator();
		while(it.hasNext()){
    
    
			//需要打印每个字符串的长度,就要把迭代出来的对象转成String类型
			String str = (String) it.next();
			System.out.println(str.length());
		}
	}
}

程序在运行时发生了问题java.lang.ClassCastException。为什么会发生类型转换异常呢？我们来分析下：由于集合中什么类型的元素都可以存储。导致取出时强转引发运行时 ClassCastException。怎么来解决这个问题呢？ Collection虽然可以存储各种对象，但实际上通常Collection只存储同一类型对象。例如都是存储字符串对象。因此在JDK5之后，新增了泛型(Generic)语法，让你在设计API时可以指定类或方法支持泛型，这样我们使用API的时候也变得更为简洁，并得到了编译时期的语法检查。

泛型：可以在类或方法中预支地使用未知的类型。

tips:一般在创建对象时，将未知的类型确定具体的类型。当没有指定泛型时，默认类型为Object类型。

3.2 使用泛型的好处

上一节只是讲解了泛型的引入，那么泛型带来了哪些好处呢？

将运行时期的ClassCastException，转移到了编译时期变成了编译失败。
避免了类型强转的麻烦。

通过我们如下代码体验一下：

public class GenericDemo2 {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
        Collection<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("abc");
        list.add("it666");
        // list.add(5);//当集合明确类型后，存放类型不一致就会编译报错
        // 集合已经明确具体存放的元素类型，那么在使用迭代器的时候，迭代器也同样会知道具体遍历元素类型
        Iterator<String> it = list.iterator();
        while(it.hasNext()){
    
    
            String str = it.next();
            //当使用Iterator<String>控制元素类型后，就不需要强转了。获取到的元素直接就是String类型
            System.out.println(str.length());
        }
	}
}

tips:泛型是数据类型的一部分，我们将类名与泛型合并一起看做数据类型。

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());
        }
    }
}

3.3 泛型的定义与使用

我们在集合中会大量使用到泛型，这里来完整地学习泛型知识。

泛型，用来灵活地将数据类型应用到不同的类、方法、接口当中。将数据类型作为参数进行传递。

定义和使用含有泛型的类

定义格式：

修饰符 class 类名<代表泛型的变量> {  }

例如，API中的ArrayList集合：

class ArrayList<E>{
    
     
    public boolean add(E e){
    
     }

    public E get(int index){
    
     }
   	....
}

/*
    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;
    }
}

使用泛型：即什么时候确定泛型。

在创建对象的时候确定泛型

例如，ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

此时，变量E的值就是String类型,那么我们的类型就可以理解为：

class ArrayList<String>{
    
     
     public boolean add(String e){
    
     }

     public String get(int index){
    
      }
     ...
}

再例如，ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

此时，变量E的值就是Integer类型,那么我们的类型就可以理解为：

class ArrayList<Integer> {
    
     
     public boolean add(Integer e) {
    
     }

     public Integer get(int index) {
    
      }
     ...
}

举例自定义泛型类

public class MyGenericClass<MVP> {
    
    
	//没有MVP类型，在这里代表 未知的一种数据类型 未来传递什么就是什么类型
	private MVP mvp;
     
    public void setMVP(MVP mvp) {
    
    
        this.mvp = mvp;
    }
     
    public MVP getMVP() {
    
    
        return mvp;
    }
}

使用:

public class GenericClassDemo {
    
    
  	public static void main(String[] args) {
    
    		 
         // 创建一个泛型为String的类
         MyGenericClass<String> my = new MyGenericClass<String>();    	
         // 调用setMVP
         my.setMVP("大胡子登登");
         // 调用getMVP
         String mvp = my.getMVP();
         System.out.println(mvp);
         //创建一个泛型为Integer的类
         MyGenericClass<Integer> my2 = new MyGenericClass<Integer>(); 
         my2.setMVP(123);   	  
         Integer mvp2 = my2.getMVP();
    }
}

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);
    }
}

含有泛型的方法

定义格式：

修饰符 <代表泛型的变量> 返回值类型 方法名(参数){  }

例如，

public class MyGenericMethod {
    
    	  
    public <MVP> void show(MVP mvp) {
    
    
    	System.out.println(mvp.getClass());
    }
    
    public <MVP> MVP show2(MVP mvp) {
    
    	
    	return mvp;
    }
}

/*
    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);
    }
}

使用格式：调用方法时，确定泛型的类型

public class GenericMethodDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        // 创建对象
        MyGenericMethod mm = new MyGenericMethod();
        // 演示看方法提示
        mm.show("aaa");
        mm.show(123);
        mm.show(12.45);
    }
}

/*
    测试含有泛型的方法
 */
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);
    }
}

含有泛型的接口

定义格式：

修饰符 interface接口名<代表泛型的变量> {  }

例如，

public interface MyGenericInterface<E>{
    
    
	public abstract void add(E e);
	
	public abstract E getE();  
}

/*
    定义含有泛型的接口
 */
public interface GenericInterface<I> {
    
    
    public abstract void method(I i);
}

使用格式：

1、定义类时确定泛型的类型

例如

public class MyImp1 implements MyGenericInterface<String> {
    
    
	@Override
    public void add(String e) {
    
    
        // 省略...
    }

	@Override
	public String getE() {
    
    
		return null;
	}
}

此时，泛型E的值就是String类型。

2、始终不确定泛型的类型，直到创建对象时，确定泛型的类型

例如

public class MyImp2<E> implements MyGenericInterface<E> {
    
    
	@Override
	public void add(E e) {
    
    
       	 // 省略...
	}

	@Override
	public E getE() {
    
    
		return null;
	}
}

确定泛型：

/*
 * 使用
 */
public class GenericInterface {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        MyImp2<String>  my = new MyImp2<String>();  
        my.add("aa");
    }
}

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

3.4 泛型通配符

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。

通配符基本使用

泛型的通配符:不知道使用什么类型来接收的时候,此时可以使用?,?表示未知通配符。

此时只能接受数据,不能往该集合中存储数据。

举个例子大家理解使用即可：

public static void main(String[] args) {
    
    
    Collection<Intger> list1 = new ArrayList<Integer>();
    getElement(list1);
    Collection<String> list2 = new ArrayList<String>();
    getElement(list2);
}
public static void getElement(Collection<?> coll){
    
    }
//？代表可以接收任意类型

tips:泛型不存在继承关系 Collection list = new ArrayList();这种是错误的。

通配符高级使用----受限泛型

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和下限。

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

比如：现已知Object类，String 类，Number类，Integer类，其中Number是Integer的父类

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>();
    
    getElement(list1);
    getElement(list2);//报错
    getElement(list3);
    getElement(list4);//报错
  
    getElement2(list1);//报错
    getElement2(list2);//报错
    getElement2(list3);
    getElement2(list4);
  
}
// 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){
    
    }

/*
    测试含有泛型的接口
 */
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);
    }
}

/*
    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
     */
    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);
        }
    }
}

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){
    
    }
}

4. 集合综合案例

4.1 案例介绍

按照斗地主的规则，完成洗牌发牌的动作。
具体规则：

使用54张牌打乱顺序,三个玩家参与游戏，三人交替摸牌，每人17张牌，最后三张留作底牌。

4.2 案例分析

准备牌：

牌可以设计为一个ArrayList,每个字符串为一张牌。
每张牌由花色数字两部分组成，我们可以使用花色集合与数字集合嵌套迭代完成每张牌的组装。
牌由Collections类的shuffle方法进行随机排序。
发牌

将每个人以及底牌设计为ArrayList,将最后3张牌直接存放于底牌，剩余牌通过对3取模依次发牌。
看牌

直接打印每个集合。

4.3 代码实现

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;

public class Poker {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        /*
        * 1: 准备牌操作
        */
        //1.1 创建牌盒 将来存储牌面的 
        ArrayList<String> pokerBox = new ArrayList<String>();
        //1.2 创建花色集合
        ArrayList<String> colors = new ArrayList<String>();

        //1.3 创建数字集合
        ArrayList<String> numbers = new ArrayList<String>();

        //1.4 分别给花色 以及 数字集合添加元素
        colors.add("♥");
        colors.add("♦");
        colors.add("♠");
        colors.add("♣");

        for(int i = 2;i<=10;i++){
    
    
            numbers.add(i+"");
        }
        numbers.add("J");
        numbers.add("Q");
        numbers.add("K");
        numbers.add("A");
        //1.5 创造牌  拼接牌操作
        // 拿出每一个花色  然后跟每一个数字 进行结合  存储到牌盒中
        for (String color : colors) {
    
    
            //color每一个花色 
            //遍历数字集合
            for(String number : numbers){
    
    
                //结合
                String card = color+number;
                //存储到牌盒中
                pokerBox.add(card);
            }
        }
        //1.6大王小王
        pokerBox.add("小☺");
        pokerBox.add("大☠");	  
        // System.out.println(pokerBox);
        //洗牌 是不是就是将  牌盒中 牌的索引打乱 
        // Collections类  工具类  都是 静态方法
        // shuffer方法   
        /*
         * static void shuffle(List<?> list) 
         *     使用默认随机源对指定列表进行置换。 
         */
        //2:洗牌
        Collections.shuffle(pokerBox);
        //3 发牌
        //3.1 创建 三个 玩家集合  创建一个底牌集合
        ArrayList<String> player1 = new ArrayList<String>();
        ArrayList<String> player2 = new ArrayList<String>();
        ArrayList<String> player3 = new ArrayList<String>();
        ArrayList<String> dipai = new ArrayList<String>();	  

        //遍历 牌盒  必须知道索引   
        for(int i = 0;i<pokerBox.size();i++){
    
    
            //获取 牌面
            String card = pokerBox.get(i);
            //留出三张底牌 存到 底牌集合中
            if(i>=51){
    
    //存到底牌集合中
                dipai.add(card);
            } else {
    
    
                //玩家1   %3  ==0
                if(i%3==0){
    
    
                  	player1.add(card);
                }else if(i%3==1){
    
    //玩家2
                  	player2.add(card);
                }else{
    
    //玩家3
                  	player3.add(card);
                }
            }
        }
        //看看
        System.out.println("令狐冲："+player1);
        System.out.println("田伯光："+player2);
        System.out.println("绿竹翁："+player3);
        System.out.println("底牌："+dipai);  
	}
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;

/*
    斗地主综合案例:
        1.准备牌
        2.洗牌
        3.发牌
        4.看牌
 */
public class DouDiZhu {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //1.准备牌
        //定义一个存储54张牌的ArrayList集合,泛型使用String
        ArrayList<String> poker = new ArrayList<>();
        //定义两个数组,一个数组存储牌的花色,一个数组存储牌的序号
        String[] colors = {
    
    "♠","♥","♣","♦"};
        String[] numbers = {
    
    "2","A","K","Q","J","10","9","8","7","6","5","4","3"};
        //先把大王和小王存储到poker集合中
        poker.add("大王");
        poker.add("小王");
        //循环嵌套遍历两个数组,组装52张牌
        for(String number : numbers){
    
    
            for (String color : colors) {
    
    
                //System.out.println(color+number);
                //把组装好的牌存储到poker集合中
                poker.add(color+number);
            }
        }
        //System.out.println(poker);

        /*
            2.洗牌
            使用集合的工具类Collections中的方法
            static void shuffle(List<?> list) 使用默认随机源对指定列表进行置换。
         */
        Collections.shuffle(poker);
        //System.out.println(poker);

        /*
            3.发牌
         */
        //定义4个集合,存储玩家的牌和底牌
        ArrayList<String> player01 = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> player02 = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> player03 = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> diPai = new ArrayList<>();

        /*
            遍历poker集合,获取每一张牌
            使用poker集合的索引%3给3个玩家轮流发牌
            剩余3张牌给底牌
            注意:
                先判断底牌(i>=51),否则牌就发没了
         */
        for (int i = 0; i < poker.size() ; i++) {
    
    
            //获取每一张牌
            String p = poker.get(i);
            //轮流发牌
            if(i>=51){
    
    
                //给底牌发牌
                diPai.add(p);
            }else if(i%3==0){
    
    
                //给玩家1发牌
                player01.add(p);
            }else if(i%3==1){
    
    
                //给玩家2发牌
                player02.add(p);
            }else if(i%3==2){
    
    
                //给玩家3发牌
                player03.add(p);
            }
        }

        //4.看牌
        System.out.println("刘德华:"+player01);
        System.out.println("周润发:"+player02);
        System.out.println("周星驰:"+player03);
        System.out.println("底牌:"+diPai);
    }
}

5. 数据结构

5.1 数据结构有什么用？

当你用着java里面的容器类很爽的时候，你有没有想过，怎么ArrayList就像一个无在这里插入图片描述
限扩充的数组，也好像链表之类的。好用吗？好用，这就是数据结构的用处，只不过你在不知不觉中使用了。

现实世界的存储，我们使用的工具和建模。每种数据结构有自己的优点和缺点，想想如果Google的数据用的是数组的存储，我们还能方便地查询到所需要的数据吗？而算法，在这么多的数据中如何做到最快的插入，查找，删除，也是在追求更快。

我们java是面向对象的语言，就好似自动档轿车，C语言好似手动档吉普。数据结构呢？是变速箱的工作原理。你完全可以不知道变速箱怎样工作，就把自动档的车子从 A点开到 B点，而且未必就比懂得的人慢。写程序这件事，和开车一样，经验可以起到很大作用，但如果你不知道底层是怎么工作的，就永远只能开车，既不会修车，也不能造车。当然了，数据结构内容比较多，细细的学起来也是相对费功夫的，不可能达到一蹴而就。我们将常见的数据结构：堆栈、队列、数组、链表和红黑树这几种给大家介绍一下，作为数据结构的入门，了解一下它们的特点即可。

5.2 常见的数据结构

数据存储的常用结构有：栈、队列、数组、链表和红黑树。我们分别来了解一下：

栈

栈：stack,又称堆栈，它是运算受限的线性表，其限制是仅允许在标的一端进行插入和删除操作，不允许在其他任何位置进行添加、查找、删除等操作。

简单的说：采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点

先进后出（即，存进去的元素，要在后它后面的元素依次取出后，才能取出该元素）。例如，子弹压进弹夹，先压进去的子弹在下面，后压进去的子弹在上面，当开枪时，先弹出上面的子弹，然后才能弹出下面的子弹。
栈的入口、出口的都是栈的顶端位置。

在这里插入图片描述

这里两个名词需要注意：

压栈：就是存元素。即，把元素存储到栈的顶端位置，栈中已有元素依次向栈底方向移动一个位置。
弹栈：就是取元素。即，把栈的顶端位置元素取出，栈中已有元素依次向栈顶方向移动一个位置。

在这里插入图片描述

队列

队列：queue,简称队，它同堆栈一样，也是一种运算受限的线性表，其限制是仅允许在表的一端进行插入，而在表的另一端进行删除。

简单的说，采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：

先进先出（即，存进去的元素，要在后它前面的元素依次取出后，才能取出该元素）。例如，小火车过山洞，车头先进去，车尾后进去；车头先出来，车尾后出来。
队列的入口、出口各占一侧。例如，下图中的左侧为入口，右侧为出口。

在这里插入图片描述

数组

数组:Array,是有序的元素序列，数组是在内存中开辟一段连续的空间，并在此空间存放元素。就像是一排出租屋，有100个房间，从001到100每个房间都有固定编号，通过编号就可以快速找到租房子的人。

简单的说,采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：

查找元素快：通过索引，可以快速访问指定位置的元素
增删元素慢
指定索引位置增加元素：需要创建一个新数组，将指定新元素存储在指定索引位置，再把原数组元素根据索引，复制到新数组对应索引的位置。

在这里插入图片描述

指定索引位置删除元素： 需要创建一个新数组，把原数组元素根据索引，复制到新数组对应索引的位置，原数组中指定索引位置元素不复制到新数组中。

在这里插入图片描述

链表

链表:linked list,由一系列结点node（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时i动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。我们常说的链表结构有单向链表与双向链表，那么这里给大家介绍的是单向链表。

在这里插入图片描述

简单的说，采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：

多个结点之间，通过地址进行连接。例如，多个人手拉手，每个人使用自己的右手拉住下个人的左手，依次类推，这样多个人就连在一起了。

在这里插入图片描述

查找元素慢：想查找某个元素，需要通过连接的节点，依次向后查找指定元素
增删元素快：
- 增加元素：只需要修改连接下个元素的地址即可。
- 删除元素：只需要修改连接下个元素的地址即可。

在这里插入图片描述

红黑树

二叉树：binary tree ,是每个结点不超过2的有序树（tree） 。

简单的理解，就是一种类似于我们生活中树的结构，只不过每个结点上都最多只能有两个子结点。

二叉树是每个节点最多有两个子树的树结构。顶上的叫根结点，两边被称作“左子树”和“右子树”。

如图：

在这里插入图片描述

我们要说的是二叉树的一种比较有意思的叫做红黑树，红黑树本身就是一颗二叉查找树，将节点插入后，该树仍然是一颗二叉查找树。也就意味着，树的键值仍然是有序的。

红黑树的约束:

节点可以是红色的或者黑色的
根节点是黑色的
叶子节点(特指空节点)是黑色的
每个红色节点的子节点都是黑色的
任何一个节点到其每一个叶子节点的所有路径上黑色节点数相同

红黑树的特点:

速度特别快,趋近平衡树,查找叶子元素最少和最多次数不多于二倍

在这里插入图片描述

6. List集合

我们掌握了Collection接口的使用后，再来看看Collection接口中的子类，他们都具备那些特性呢？

接下来，我们一起学习Collection中的常用几个子类（java.util.List集合、java.util.Set集合）。

6.1 List接口介绍

java.util.List接口继承自Collection接口，是单列集合的一个重要分支，习惯性地会将实现了List接口的对象称为List集合。在List集合中允许出现重复的元素，所有的元素是以一种线性方式进行存储的，在程序中可以通过索引来访问集合中的指定元素。另外，List集合还有一个特点就是元素有序，即元素的存入顺序和取出顺序一致。

看完API，我们总结一下：

List接口特点：

它是一个元素存取有序的集合。例如，存元素的顺序是11、22、33。那么集合中，元素的存储就是按照11、22、33的顺序完成的）。
它是一个带有索引的集合，通过索引就可以精确的操作集合中的元素（与数组的索引是一个道理）。
集合中可以有重复的元素，通过元素的equals方法，来比较是否为重复的元素。

tips:我们在基础班的时候已经学习过List接口的子类java.util.ArrayList类，该类中的方法都是来自List中定义。

6.2 List接口中常用方法

List作为Collection集合的子接口，不但继承了Collection接口中的全部方法，而且还增加了一些根据元素索引来操作集合的特有方法，如下：

public void add(int index, E element): 将指定的元素，添加到该集合中的指定位置上。
public E get(int index):返回集合中指定位置的元素。
public E remove(int index): 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。
public E set(int index, E element):用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。

List集合特有的方法都是跟索引相关，我们在基础班都学习过，那么我们再来复习一遍吧：

public class ListDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
		// 创建List集合对象
    	List<String> list = new ArrayList<String>();
    	
    	// 往 尾部添加 指定元素
    	list.add("图图");
    	list.add("小美");
    	list.add("不高兴");
    	
    	System.out.println(list);
    	// add(int index,String s) 往指定位置添加
    	list.add(1,"没头脑");
    	
    	System.out.println(list);
    	// String remove(int index) 删除指定位置元素  返回被删除元素
    	// 删除索引位置为2的元素 
    	System.out.println("删除索引位置为2的元素");
    	System.out.println(list.remove(2));
    	
    	System.out.println(list);
    	
    	// String set(int index,String s)
    	// 在指定位置 进行 元素替代（改） 
    	// 修改指定位置元素
    	list.set(0, "三毛");
    	System.out.println(list);
    	
    	// String get(int index)  获取指定位置元素
    	
    	// 跟size() 方法一起用  来 遍历的 
    	for(int i = 0;i<list.size();i++){
    
    
    		System.out.println(list.get(i));
    	}
    	//还可以使用增强for
    	for (String string : list) {
    
    
			System.out.println(string);
		}  	
	}
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

/*
    java.util.List接口 extends Collection接口
    List接口的特点:
        1.有序的集合,存储元素和取出元素的顺序是一致的(存储123 取出123)
        2.有索引,包含了一些带索引的方法
        3.允许存储重复的元素

    List接口中带索引的方法(特有)
        - public void add(int index, E element): 将指定的元素，添加到该集合中的指定位置上。
        - public E get(int index):返回集合中指定位置的元素。
        - public E remove(int index): 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。
        - public E set(int index, E element):用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。
    注意:
        操作索引的时候,一定要防止索引越界异常
        IndexOutOfBoundsException:索引越界异常,集合会报
        ArrayIndexOutOfBoundsException:数组索引越界异常
        StringIndexOutOfBoundsException:字符串索引越界异常
 */
public class Demo01List {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //创建一个List集合对象,多态
        List<String> list = new ArrayList<>();
        //使用add方法往集合中添加元素
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("d");
        list.add("a");
        //打印集合
        System.out.println(list);//[a, b, c, d, a]  不是地址重写了toString

        //public void add(int index, E element): 将指定的元素，添加到该集合中的指定位置上。
        //在c和d之间添加一个it666
        list.add(3,"it666");//[a, b, c, it666, d, a]
        System.out.println(list);

        //public E remove(int index): 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。
        //移除元素
        String removeE = list.remove(2);
        System.out.println("被移除的元素:"+removeE);//被移除的元素:c
        System.out.println(list);//[a, b, it666, d, a]

        //public E set(int index, E element):用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。
        //把最后一个a,替换为A
        String setE = list.set(4, "A");
        System.out.println("被替换的元素:"+setE);//被替换的元素:a
        System.out.println(list);//[a, b, it666, d, A]

        //List集合遍历有3种方式
        //使用普通的for循环
        for(int i=0; i<list.size(); i++){
    
    
            //public E get(int index):返回集合中指定位置的元素。
            String s = list.get(i);
            System.out.println(s);
        }
        System.out.println("-----------------");
        //使用迭代器
        Iterator<String> it = list.iterator();
        while(it.hasNext()){
    
    
            String s = it.next();
            System.out.println(s);
        }
        System.out.println("-----------------");
        //使用增强for
        for (String s : list) {
    
    
            System.out.println(s);
        }

        String r = list.get(5);//IndexOutOfBoundsException: Index 5 out-of-bounds for length 5
        System.out.println(r);

    }
}

7. List的子类

7.1 ArrayList集合

java.util.ArrayList集合数据存储的结构是数组结构。元素增删慢，查找快，由于日常开发中使用最多的功能为查询数据、遍历数据，所以ArrayList是最常用的集合。

许多程序员开发时非常随意地使用ArrayList完成任何需求，并不严谨，这种用法是不提倡的。

7.2 LinkedList集合

java.util.LinkedList集合数据存储的结构是链表结构。方便元素添加、删除的集合。

LinkedList是一个双向链表，那么双向链表是什么样子的呢，我们用个图了解下

在这里插入图片描述

实际开发中对一个集合元素的添加与删除经常涉及到首尾操作，而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。这些方法我们作为了解即可：

public void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
public void addLast(E e):将指定元素添加到此列表的结尾。
public E getFirst():返回此列表的第一个元素。
public E getLast():返回此列表的最后一个元素。
public E removeFirst():移除并返回此列表的第一个元素。
public E removeLast():移除并返回此列表的最后一个元素。
public E pop():从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。
public void push(E e):将元素推入此列表所表示的堆栈。
public boolean isEmpty()：如果列表不包含元素，则返回true。

LinkedList是List的子类，List中的方法LinkedList都是可以使用，这里就不做详细介绍，我们只需要了解LinkedList的特有方法即可。在开发时，LinkedList集合也可以作为堆栈，队列的结构使用。（了解即可）

方法演示：

public class LinkedListDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        LinkedList<String> link = new LinkedList<String>();
        //添加元素
        link.addFirst("abc1");
        link.addFirst("abc2");
        link.addFirst("abc3");
        System.out.println(link);
        // 获取元素
        System.out.println(link.getFirst());
        System.out.println(link.getLast());
        // 删除元素
        System.out.println(link.removeFirst());
        System.out.println(link.removeLast());

        while (!link.isEmpty()) {
    
     //判断集合是否为空
            System.out.println(link.pop()); //弹出集合中的栈顶元素
        }

        System.out.println(link);
    }
}

import java.util.LinkedList;

/*
    java.util.LinkedList集合 implements List接口
    LinkedList集合的特点:
        1.底层是一个链表结构:查询慢,增删快
        2.里边包含了大量操作首尾元素的方法
        注意:使用LinkedList集合特有的方法,不能使用多态

        - public void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
        - public void addLast(E e):将指定元素添加到此列表的结尾。
        - public void push(E e):将元素推入此列表所表示的堆栈。

        - public E getFirst():返回此列表的第一个元素。
        - public E getLast():返回此列表的最后一个元素。

        - public E removeFirst():移除并返回此列表的第一个元素。
        - public E removeLast():移除并返回此列表的最后一个元素。
        - public E pop():从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。

        - public boolean isEmpty()：如果列表不包含元素，则返回true。

 */
public class Demo02LinkedList {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        show03();
    }

    /*
        - public E removeFirst():移除并返回此列表的第一个元素。
        - public E removeLast():移除并返回此列表的最后一个元素。
        - public E pop():从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。此方法相当于 removeFirst
     */
    private static void show03() {
    
    
        //创建LinkedList集合对象
        LinkedList<String> linked = new LinkedList<>();
        //使用add方法往集合中添加元素
        linked.add("a");
        linked.add("b");
        linked.add("c");
        System.out.println(linked);//[a, b, c]

        //String first = linked.removeFirst();
        String first = linked.pop();
        System.out.println("被移除的第一个元素:"+first);
        String last = linked.removeLast();
        System.out.println("被移除的最后一个元素:"+last);
        System.out.println(linked);//[b]
    }

    /*
        - public E getFirst():返回此列表的第一个元素。
        - public E getLast():返回此列表的最后一个元素。
     */
    private static void show02() {
    
    
        //创建LinkedList集合对象
        LinkedList<String> linked = new LinkedList<>();
        //使用add方法往集合中添加元素
        linked.add("a");
        linked.add("b");
        linked.add("c");

        //linked.clear();//清空集合中的元素 在获取集合中的元素会抛出NoSuchElementException

        //public boolean isEmpty()：如果列表不包含元素，则返回true。
        if(!linked.isEmpty()){
    
    
            String first = linked.getFirst();
            System.out.println(first);//a
            String last = linked.getLast();
            System.out.println(last);//c
        }
    }

    /*
        - public void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
        - public void addLast(E e):将指定元素添加到此列表的结尾。
        - public void push(E e):将元素推入此列表所表示的堆栈。此方法等效于 addFirst(E)。
     */
    private static void show01() {
    
    
        //创建LinkedList集合对象
        LinkedList<String> linked = new LinkedList<>();
        //使用add方法往集合中添加元素
        linked.add("a");
        linked.add("b");
        linked.add("c");
        System.out.println(linked);//[a, b, c]

        //public void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
        //linked.addFirst("www");
        linked.push("www");
        System.out.println(linked);//[www, a, b, c]

        //public void addLast(E e):将指定元素添加到此列表的结尾。此方法等效于 add()
        linked.addLast("com");
        System.out.println(linked);//[www, a, b, c, com]
    }
}

8. Set接口

java.util.Set接口和java.util.List接口一样，同样继承自Collection接口，它与Collection接口中的方法基本一致，并没有对Collection接口进行功能上的扩充，只是比Collection接口更加严格了。与List接口不同的是，Set接口中元素无序，并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。

Set集合有多个子类，这里我们介绍其中的java.util.HashSet、java.util.LinkedHashSet这两个集合。

tips:Set集合取出元素的方式可以采用：迭代器、增强for。

8.1 HashSet集合介绍

java.util.HashSet是Set接口的一个实现类，它所存储的元素是不可重复的，并且元素都是无序的(即存取顺序不一致)。java.util.HashSet底层的实现其实是一个java.util.HashMap支持，由于我们暂时还未学习，先做了解。

HashSet是根据对象的哈希值来确定元素在集合中的存储位置，因此具有良好的存取和查找性能。保证元素唯一性的方式依赖于：hashCode与equals方法。

我们先来使用一下Set集合存储，看下现象，再进行原理的讲解:

public class HashSetDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //创建 Set集合
        HashSet<String>  set = new HashSet<String>();

        //添加元素
        set.add(new String("cba"));
        set.add("abc");
        set.add("bac"); 
        set.add("cba");  
        //遍历
        for (String name : set) {
    
    
            System.out.println(name);
        }
    }
}

输出结果如下，说明集合中不能存储重复元素：

cba
abc
bac

tips:根据结果我们发现字符串"cba"只存储了一个，也就是说重复的元素set集合不存储。

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

/*
    java.util.Set接口 extends Collection接口
    Set接口的特点:
        1.不允许存储重复的元素
        2.没有索引,没有带索引的方法,也不能使用普通的for循环遍历
    java.util.HashSet集合 implements Set接口
    HashSet特点:
         1.不允许存储重复的元素
         2.没有索引,没有带索引的方法,也不能使用普通的for循环遍历
         3.是一个无序的集合,存储元素和取出元素的顺序有可能不一致
         4.底层是一个哈希表结构(查询的速度非常的快)
 */
public class Demo01Set {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        //使用add方法往集合中添加元素
        set.add(1);
        set.add(3);
        set.add(2);
        set.add(1);
        //使用迭代器遍历set集合
        Iterator<Integer> it = set.iterator();
        while (it.hasNext()){
    
    
            Integer n = it.next();
            System.out.println(n);//1,2,3
        }
        //使用增强for遍历set集合
        System.out.println("-----------------");
        for (Integer i : set) {
    
    
            System.out.println(i);
        }
    }
}

/*
    哈希值:是一个十进制的整数,由系统随机给出(就是对象的地址值,是一个逻辑地址,是模拟出来得到地址,不是数据实际存储的物理地址)
    在Object类有一个方法,可以获取对象的哈希值
    int hashCode() 返回该对象的哈希码值。
    hashCode方法的源码:
        public native int hashCode();
        native:代表该方法调用的是本地操作系统的方法
 */
public class Demo01HashCode {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //Person类继承了Object类,所以可以使用Object类的hashCode方法
        Person p1 = new Person();
        int h1 = p1.hashCode();
        System.out.println(h1);//1967205423  | 1

        Person p2 = new Person();
        int h2 = p2.hashCode();
        System.out.println(h2);//42121758   |  1

        /*
            toString方法的源码:
                return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
         */
        System.out.println(p1);//com.itheima.demo03.hashCode.Person@75412c2f
        System.out.println(p2);//com.itheima.demo03.hashCode.Person@282ba1e
        System.out.println(p1==p2);//false

        /*
            String类的哈希值
                String类重写Obejct类的hashCode方法
         */
        String s1 = new String("abc");
        String s2 = new String("abc");
        System.out.println(s1.hashCode());//96354
        System.out.println(s2.hashCode());//96354

        System.out.println("重地".hashCode());//1179395
        System.out.println("通话".hashCode());//1179395
    }
}

import java.util.Objects;

public class Person {
    
    
    private String name;
    private int age;

    public Person() {
    
    
    }

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

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
    
    
        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);
    }

    @Override
    public String toString() {
    
    
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", 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;
    }
}

8.2 HashSet集合存储数据的结构（哈希表）

什么是哈希表呢？

在这里插入图片描述

在JDK1.8之前，哈希表底层采用数组+链表实现，即使用链表处理冲突，同一hash值的链表都存储在一个链表里。但是当位于一个桶中的元素较多，即hash值相等的元素较多时，通过key值依次查找的效率较低。而JDK1.8中，哈希表存储采用数组+链表+红黑树实现，当链表长度超过阈值（8）时，将链表转换为红黑树，这样大大减少了查找时间。

简单的来说，哈希表是由数组+链表+红黑树（JDK1.8增加了红黑树部分）实现的，如下图所示。
在这里插入图片描述

看到这张图就有人要问了，这个是怎么存储的呢？

为了方便大家的理解我们结合一个存储流程图来说明一下：

在这里插入图片描述

总而言之，JDK1.8引入红黑树大程度优化了HashMap的性能，那么对于我们来讲保证HashSet集合元素的唯一，其实就是根据对象的hashCode和equals方法来决定的。如果我们往集合中存放自定义的对象，那么保证其唯一，就必须复写hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式。

import java.util.HashSet;

/*
    Set集合不允许存储重复元素的原理
 */
public class Demo02HashSetSaveString {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //创建HashSet集合对象
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        String s1 = new String("abc");
        String s2 = new String("abc");
        set.add(s1);
        set.add(s2);
        set.add("重地");
        set.add("通话");
        set.add("abc");
        System.out.println(set);//[重地, 通话, abc]
    }

}

8.3 HashSet存储自定义类型元素

给HashSet中存放自定义类型元素时，需要重写对象中的hashCode和equals方法，建立自己的比较方式，才能保证HashSet集合中的对象唯一

在这里插入图片描述

创建自定义Student类

public class Student {
    
    
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    
    
    }

    public Student(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 boolean equals(Object o) {
    
    
        if (this == o)
            return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass())
            return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age &&
               Objects.equals(name, student.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
    
    
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

public class HashSetDemo2 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //创建集合对象   该集合中存储 Student类型对象
        HashSet<Student> stuSet = new HashSet<Student>();
        //存储 
        Student stu = new Student("于谦", 43);
        stuSet.add(stu);
        stuSet.add(new Student("郭德纲", 44));
        stuSet.add(new Student("于谦", 43));
        stuSet.add(new Student("郭麒麟", 23));
        stuSet.add(stu);

        for (Student stu2 : stuSet) {
    
    
            System.out.println(stu2);
        }
    }
}
执行结果：
Student [name=郭德纲, age=44]
Student [name=于谦, age=43]
Student [name=郭麒麟, age=23]

import java.util.HashSet;

/*
    HashSet存储自定义类型元素

    set集合报错元素唯一:
        存储的元素(String,Integer,...Student,Person...),必须重写hashCode方法和equals方法

    要求:
        同名同年龄的人,视为同一个人,只能存储一次
 */
public class Demo03HashSetSavePerson {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //创建HashSet集合存储Person
        HashSet<Person> set = new HashSet<>();
        Person p1 = new Person("小美女",18);
        Person p2 = new Person("小美女",18);
        Person p3 = new Person("小美女",19);
        System.out.println(p1.hashCode());//1967205423
        System.out.println(p2.hashCode());//42121758

        System.out.println(p1==p2);//false
        System.out.println(p1.equals(p2));//false
        set.add(p1);
        set.add(p2);
        set.add(p3);
        System.out.println(set);
    }

}

import java.util.Objects;

public class Person {
    
    
    private String name;
    private int age;

    public Person() {
    
    
    }

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

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
    
    
        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);
    }

    @Override
    public String toString() {
    
    
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", 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;
    }
}

8.4 LinkedHashSet

我们知道HashSet保证元素唯一，可是元素存放进去是没有顺序的，那么我们要保证有序，怎么办呢？

在HashSet下面有一个子类java.util.LinkedHashSet，它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。

演示代码如下:

public class LinkedHashSetDemo {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		Set<String> set = new LinkedHashSet<String>();
		set.add("bbb");
		set.add("aaa");
		set.add("abc");
		set.add("bbc");
        Iterator<String> it = set.iterator();
		while (it.hasNext()) {
    
    
			System.out.println(it.next());
		}
	}
}
结果：
  bbb
  aaa
  abc
  bbc

import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedHashSet;

/*
    java.util.LinkedHashSet集合 extends HashSet集合
    LinkedHashSet集合特点:
        底层是一个哈希表(数组+链表/红黑树)+链表:多了一条链表(记录元素的存储顺序),保证元素有序
 */
public class Demo04LinkedHashSet {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        set.add("www");
        set.add("abc");
        set.add("abc");
        set.add("it666");
        System.out.println(set);//[abc, www, it666] 无序,不允许重复

        LinkedHashSet<String> linked = new LinkedHashSet<>();
        linked.add("www");
        linked.add("abc");
        linked.add("abc");
        linked.add("it666");
        System.out.println(linked);//[www, abc, it666] 有序,不允许重复
    }
}

/*
    可变参数:是JDK1.5之后出现的新特性
    使用前提:
        当方法的参数列表数据类型已经确定,但是参数的个数不确定,就可以使用可变参数.
    使用格式:定义方法时使用
        修饰符 返回值类型 方法名(数据类型...变量名){}
    可变参数的原理:
        可变参数底层就是一个数组,根据传递参数个数不同,会创建不同长度的数组,来存储这些参数
        传递的参数个数,可以是0个(不传递),1,2...多个

 */
public class Demo01VarArgs {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //int i = add();
        //int i = add(10);
        int i = add(10,20);
        //int i = add(10,20,30,40,50,60,70,80,90,100);
        System.out.println(i);

        method("abc",5.5,10,1,2,3,4);
    }

    /*
        可变参数的注意事项
            1.一个方法的参数列表,只能有一个可变参数
            2.如果方法的参数有多个,那么可变参数必须写在参数列表的末尾
     */
    /*public static void method(int...a,String...b){

    }*/

    /*public static void method(String b,double c,int d,int...a){
    }*/

    //可变参数的特殊(终极)写法
    public static void method(Object...obj){
    
    

    }

    /*
        定义计算(0-n)整数和的方法
        已知:计算整数的和,数据类型已经确定int
        但是参数的个数不确定,不知道要计算几个整数的和,就可以使用可变参数
        add(); 就会创建一个长度为0的数组, new int[0]
        add(10); 就会创建一个长度为1的数组,存储传递来过的参数 new int[]{10};
        add(10,20); 就会创建一个长度为2的数组,存储传递来过的参数 new int[]{10,20};
        add(10,20,30,40,50,60,70,80,90,100); 就会创建一个长度为2的数组,存储传递来过的参数 new int[]{10,20,30,40,50,60,70,80,90,100};
     */
    public static int add(int...arr){
    
    
        //System.out.println(arr);//[I@2ac1fdc4 底层是一个数组
        //System.out.println(arr.length);//0,1,2,10
        //定义一个初始化的变量,记录累加求和
        int sum = 0;
        //遍历数组,获取数组中的每一个元素
        for (int i : arr) {
    
    
            //累加求和
            sum += i;
        }
        //把求和结果返回
        return sum;
    }

    //定义一个方法,计算三个int类型整数的和
    /*public static int add(int a,int b,int c){
        return a+b+c;
    }*/

    //定义一个方法,计算两个int类型整数的和
    /*public static int add(int a,int b){
        return a+b;
    }*/
}

8.5 可变参数

在JDK1.5之后，如果我们定义一个方法需要接受多个参数，并且多个参数类型一致，我们可以对其简化成如下格式：

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型... 形参名){  }

其实这个书写完全等价与

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型[] 形参名){  }

只是后面这种定义，在调用时必须传递数组，而前者可以直接传递数据即可。

JDK1.5以后。出现了简化操作。… 用在参数上，称之为可变参数。

同样是代表数组，但是在调用这个带有可变参数的方法时，不用创建数组(这就是简单之处)，直接将数组中的元素作为实际参数进行传递，其实编译成的class文件，将这些元素先封装到一个数组中，在进行传递。这些动作都在编译.class文件时，自动完成了。

代码演示：

public class ChangeArgs {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        int[] arr = {
    
     1, 4, 62, 431, 2 };
        int sum = getSum(arr);
        System.out.println(sum);
        //  6  7  2 12 2121
        // 求 这几个元素和 6  7  2 12 2121
        int sum2 = getSum(6, 7, 2, 12, 2121);
        System.out.println(sum2);
    }

    /*
     * 完成数组  所有元素的求和 原始写法
     
      public static int getSum(int[] arr){
        int sum = 0;
        for(int a : arr){
            sum += a;
        }
        
        return sum;
      }
    */
    //可变参数写法
    public static int getSum(int... arr) {
    
    
        int sum = 0;
        for (int a : arr) {
    
    
            sum += a;
        }
        return sum;
    }
}

tips: 上述add方法在同一个类中，只能存在一个。因为会发生调用的不确定性

注意：如果在方法书写时，这个方法拥有多参数，参数中包含可变参数，可变参数一定要写在参数列表的末尾位置。

9. Collections

9.1 常用功能

java.utils.Collections是集合工具类，用来对集合进行操作。部分方法如下：

public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements):往集合中添加一些元素。
public static void shuffle(List<?> list) 打乱顺序:打乱集合顺序。
public static <T> void sort(List<T> list):将集合中元素按照默认规则排序。
public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> ):将集合中元素按照指定规则排序。

代码演示：

public class CollectionsDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        //原来写法
        //list.add(12);
        //list.add(14);
        //list.add(15);
        //list.add(1000);
        //采用工具类 完成 往集合中添加元素  
        Collections.addAll(list, 5, 222, 1，2);
        System.out.println(list);
        //排序方法 
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list);
    }
}
结果：
[5, 222, 1, 2]
[1, 2, 5, 222]

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;

/*
    - java.utils.Collections是集合工具类，用来对集合进行操作。部分方法如下：
        - public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements):往集合中添加一些元素。
        - public static void shuffle(List<?> list) 打乱顺序:打乱集合顺序。
 */
public class Demo01Collections {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        //往集合中添加多个元素
        /*list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("d");
        list.add("e");*/

        //public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements):往集合中添加一些元素。
        Collections.addAll(list,"a","b","c","d","e");

        System.out.println(list);//[a, b, c, d, e]

        //public static void shuffle(List<?> list) 打乱顺序:打乱集合顺序。
        Collections.shuffle(list);
        System.out.println(list);//[b, d, c, a, e], [b, d, c, a, e]
    }
}

代码演示之后，发现我们的集合按照顺序进行了排列，可是这样的顺序是采用默认的顺序，如果想要指定顺序那该怎么办呢？

我们发现还有个方法没有讲，public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> ):将集合中元素按照指定规则排序。接下来讲解一下指定规则的排列。

9.2 Comparator比较器

我们还是先研究这个方法

public static <T> void sort(List<T> list):将集合中元素按照默认规则排序。

不过这次存储的是字符串类型。

public class CollectionsDemo2 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        ArrayList<String>  list = new ArrayList<String>();
        list.add("cba");
        list.add("aba");
        list.add("sba");
        list.add("nba");
        //排序方法
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list);
    }
}

结果：

[aba, cba, nba, sba]

public class Person implements Comparable<Person>{
    
    
    private String name;
    private int age;

    public Person() {
    
    
    }

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

    @Override
    public String toString() {
    
    
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", 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;
    }

    //重写排序的规则
    @Override
    public int compareTo(Person o) {
    
    
        //return 0;//认为元素都是相同的
        //自定义比较的规则,比较两个人的年龄(this,参数Person)
        //return this.getAge() - o.getAge();//年龄升序排序
        return o.getAge() - this.getAge();//年龄降序排序
    }
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;

/*
    - java.utils.Collections是集合工具类，用来对集合进行操作。部分方法如下：
        public static <T> void sort(List<T> list):将集合中元素按照默认规则排序。

    注意:
         sort(List<T> list)使用前提
         被排序的集合里边存储的元素,必须实现Comparable,重写接口中的方法compareTo定义排序的规则

    Comparable接口的排序规则:
        自己(this)-参数:升序
 */
public class Demo02Sort {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        ArrayList<Integer> list01 = new ArrayList<>();
        list01.add(1);
        list01.add(3);
        list01.add(2);
        System.out.println(list01);//[1, 3, 2]

        //public static <T> void sort(List<T> list):将集合中元素按照默认规则排序。
        Collections.sort(list01);//默认是升序

        System.out.println(list01);//[1, 2, 3]

        ArrayList<String> list02 = new ArrayList<>();
        list02.add("a");
        list02.add("c");
        list02.add("b");
        System.out.println(list02);//[a, c, b]

        Collections.sort(list02);
        System.out.println(list02);//[a, b, c]

        ArrayList<Person> list03 = new ArrayList<>();
        list03.add(new Person("张三",18));
        list03.add(new Person("李四",20));
        list03.add(new Person("王五",15));
        System.out.println(list03);//[Person{name='张三', age=18}, Person{name='李四', age=20}, Person{name='王五', age=15}]

        Collections.sort(list03);
        System.out.println(list03);
    }
}

我们使用的是默认的规则完成字符串的排序，那么默认规则是怎么定义出来的呢？

说到排序了，简单的说就是两个对象之间比较大小，那么在JAVA中提供了两种比较实现的方式，一种是比较死板的采用java.lang.Comparable接口去实现，一种是灵活的当我需要做排序的时候在去选择的java.util.Comparator接口完成。

那么我们采用的public static <T> void sort(List<T> list)这个方法完成的排序，实际上要求了被排序的类型需要实现Comparable接口完成比较的功能，在String类型上如下：

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {

String类实现了这个接口，并完成了比较规则的定义，但是这样就把这种规则写死了，那比如我想要字符串按照第一个字符降序排列，那么这样就要修改String的源代码，这是不可能的了，那么这个时候我们可以使用

public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> )方法灵活的完成，这个里面就涉及到了Comparator这个接口，位于位于java.util包下，排序是comparator能实现的功能之一,该接口代表一个比较器，比较器具有可比性！顾名思义就是做排序的，通俗地讲需要比较两个对象谁排在前谁排在后，那么比较的方法就是：

public int compare(String o1, String o2)：比较其两个参数的顺序。

两个对象比较的结果有三种：大于，等于，小于。

如果要按照升序排序，
则o1 小于o2，返回（负数），相等返回0，01大于02返回（正数）
如果要按照降序排序
则o1 小于o2，返回（正数），相等返回0，01大于02返回（负数）

操作如下:

public class CollectionsDemo3 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("cba");
        list.add("aba");
        list.add("sba");
        list.add("nba");
        //排序方法  按照第一个单词的降序
        Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
    
    
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
    
    
                return o2.charAt(0) - o1.charAt(0);
            }
        });
        System.out.println(list);
    }
}

结果如下：

[sba, nba, cba, aba]

9.3 简述Comparable和Comparator两个接口的区别。

Comparable：强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。这种排序被称为类的自然排序，类的compareTo方法被称为它的自然比较方法。只能在类中实现compareTo()一次，不能经常修改类的代码实现自己想要的排序。实现此接口的对象列表（和数组）可以通过Collections.sort（和Arrays.sort）进行自动排序，对象可以用作有序映射中的键或有序集合中的元素，无需指定比较器。

Comparator强行对某个对象进行整体排序。可以将Comparator 传递给sort方法（如Collections.sort或 Arrays.sort），从而允许在排序顺序上实现精确控制。还可以使用Comparator来控制某些数据结构（如有序set或有序映射）的顺序，或者为那些没有自然顺序的对象collection提供排序。

public class Student {
    
    
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    
    
    }

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

    @Override
    public String toString() {
    
    
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", 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;
    }
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;

/*
    - java.utils.Collections是集合工具类，用来对集合进行操作。部分方法如下：
        public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> ):将集合中元素按照指定规则排序。

     Comparator和Comparable的区别
        Comparable:自己(this)和别人(参数)比较,自己需要实现Comparable接口,重写比较的规则compareTo方法
        Comparator:相当于找一个第三方的裁判,比较两个

    Comparator的排序规则:
        o1-o2:升序
 */
public class Demo03Sort {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        ArrayList<Integer> list01 = new ArrayList<>();
        list01.add(1);
        list01.add(3);
        list01.add(2);
        System.out.println(list01);//[1, 3, 2]

        Collections.sort(list01, new Comparator<Integer>() {
    
    
            //重写比较的规则
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
    
    
                //return o1-o2;//升序
                return o2-o1;//降序
            }
        });

        System.out.println(list01);

        ArrayList<Student> list02 = new ArrayList<>();
        list02.add(new Student("a迪丽热巴",18));
        list02.add(new Student("古力娜扎",20));
        list02.add(new Student("杨幂",17));
        list02.add(new Student("b杨幂",18));
        System.out.println(list02);

        /*Collections.sort(list02, new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                //按照年龄升序排序
                return o1.getAge()-o2.getAge();
            }
        });*/

        //扩展:了解
        Collections.sort(list02, new Comparator<Student>() {
    
    
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
    
    
                //按照年龄升序排序
                int result =  o1.getAge()-o2.getAge();
                //如果两个人年龄相同,再使用姓名的第一个字比较
                if(result==0){
    
    
                    result =  o1.getName().charAt(0)-o2.getName().charAt(0);
                }
                return  result;
            }

        });

        System.out.println(list02);
    }
}

9.4 练习

创建一个学生类，存储到ArrayList集合中完成指定排序操作。

Student 初始类

public class Student{
    
    
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    
    
    }

    public Student(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 "Student{" +
               "name='" + name + '\'' +
               ", age=" + age +
               '}';
    }
}

测试类：

public class Demo {
    
    

    public static void main(String[] args) {
    
    
        // 创建四个学生对象 存储到集合中
        ArrayList<Student> list = new ArrayList<Student>();

        list.add(new Student("rose",18));
        list.add(new Student("jack",16));
        list.add(new Student("abc",16));
        list.add(new Student("ace",17));
        list.add(new Student("mark",16));


        /*
          让学生 按照年龄排序 升序
         */
//        Collections.sort(list);//要求 该list中元素类型  必须实现比较器Comparable接口


        for (Student student : list) {
    
    
            System.out.println(student);
        }


    }
}

发现，当我们调用Collections.sort()方法的时候程序报错了。

原因：如果想要集合中的元素完成排序，那么必须要实现比较器Comparable接口。

于是我们就完成了Student类的一个实现，如下：

public class Student implements Comparable<Student>{
    
    
    ....
    @Override
    public int compareTo(Student o) {
    
    
        return this.age-o.age;//升序
    }
}

再次测试，代码就OK 了效果如下：

Student{
    
    name='jack', age=16}
Student{
    
    name='abc', age=16}
Student{
    
    name='mark', age=16}
Student{
    
    name='ace', age=17}
Student{
    
    name='rose', age=18}

9.5 扩展

如果在使用的时候，想要独立的定义规则去使用可以采用Collections.sort(List list,Comparetor c)方式，自己定义规则：

Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
    
    
    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
    
    
        return o2.getAge()-o1.getAge();//以学生的年龄降序
    }
});

效果：

Student{name='rose', age=18}
Student{name='ace', age=17}
Student{name='jack', age=16}
Student{name='abc', age=16}
Student{name='mark', age=16}

如果想要规则更多一些，可以参考下面代码：

Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
    
    
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
    
    
                // 年龄降序
                int result = o2.getAge()-o1.getAge();//年龄降序

                if(result==0){
    
    //第一个规则判断完了 下一个规则 姓名的首字母 升序
                    result = o1.getName().charAt(0)-o2.getName().charAt(0);
                }

                return result;
            }
        });

效果如下：

Student{name='rose', age=18}
Student{name='ace', age=17}
Student{name='abc', age=16}
Student{name='jack', age=16}
Student{name='mark', age=16}

10. Map集合

10.1 概述

现实生活中，我们常会看到这样的一种集合：IP地址与主机名，身份证号与个人，系统用户名与系统用户对象等，这种一一对应的关系，就叫做映射。Java提供了专门的集合类用来存放这种对象关系的对象，即java.util.Map接口。

我们通过查看Map接口描述，发现Map接口下的集合与Collection接口下的集合，它们存储数据的形式不同，如下图。

在这里插入图片描述

Collection中的集合，元素是孤立存在的（理解为单身），向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。
Map中的集合，元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成，通过键可以找对所对应的值。
Collection中的集合称为单列集合，Map中的集合称为双列集合。
需要注意的是，Map中的集合不能包含重复的键，值可以重复；每个键只能对应一个值。

10.2 Map常用子类

通过查看Map接口描述，看到Map有多个子类，这里我们主要讲解常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。

HashMap<K,V>：存储数据采用的哈希表结构，元素的存取顺序不能保证一致。由于要保证键的唯一、不重复，需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。
LinkedHashMap<K,V>：HashMap下有个子类LinkedHashMap，存储数据采用的哈希表结构+链表结构。通过链表结构可以保证元素的存取顺序一致；通过哈希表结构可以保证的键的唯一、不重复，需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。

tips：Map接口中的集合都有两个泛型变量<K,V>,在使用时，要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量<K,V>的数据类型可以相同，也可以不同。

10.3 Map接口中的常用方法

Map接口中定义了很多方法，常用的如下：

public V put(K key, V value): 把指定的键与指定的值添加到Map集合中。
public V remove(Object key): 把指定的键所对应的键值对元素在Map集合中删除，返回被删除元素的值。
public V get(Object key) 根据指定的键，在Map集合中获取对应的值。
boolean containsKey(Object key) 判断集合中是否包含指定的键。
public Set<K> keySet(): 获取Map集合中所有的键，存储到Set集合中。
public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

Map接口的方法演示

public class MapDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //创建 map对象
        HashMap<String, String>  map = new HashMap<String, String>();

        //添加元素到集合
        map.put("黄晓明", "杨颖");
        map.put("文章", "马伊琍");
        map.put("邓超", "孙俪");
        System.out.println(map);

        //String remove(String key)
        System.out.println(map.remove("邓超"));
        System.out.println(map);

        // 想要查看 黄晓明的媳妇 是谁
        System.out.println(map.get("黄晓明"));
        System.out.println(map.get("邓超"));    
    }
}

tips:

使用put方法时，若指定的键(key)在集合中没有，则没有这个键对应的值，返回null，并把指定的键值添加到集合中；

若指定的键(key)在集合中存在，则返回值为集合中键对应的值（该值为替换前的值），并把指定键所对应的值，替换成指定的新值。

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/*
    java.util.Map<k,v>集合
    Map集合的特点:
        1.Map集合是一个双列集合,一个元素包含两个值(一个key,一个value)
        2.Map集合中的元素,key和value的数据类型可以相同,也可以不同
        3.Map集合中的元素,key是不允许重复的,value是可以重复的
        4.Map集合中的元素,key和value是一一对应
    java.util.HashMap<k,v>集合 implements Map<k,v>接口
    HashMap集合的特点:
        1.HashMap集合底层是哈希表:查询的速度特别的快
            JDK1.8之前:数组+单向链表
            JDK1.8之后:数组+单向链表|红黑树(链表的长度超过8):提高查询的速度
        2.hashMap集合是一个无序的集合,存储元素和取出元素的顺序有可能不一致
   java.util.LinkedHashMap<k,v>集合 extends HashMap<k,v>集合
   LinkedHashMap的特点:
        1.LinkedHashMap集合底层是哈希表+链表(保证迭代的顺序)
        2.LinkedHashMap集合是一个有序的集合,存储元素和取出元素的顺序是一致的
 */
public class Demo01Map {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        show04();
    }

    /*
        boolean containsKey(Object key) 判断集合中是否包含指定的键。
        包含返回true,不包含返回false
     */
    private static void show04() {
    
    
        //创建Map集合对象
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("赵丽颖",168);
        map.put("杨颖",165);
        map.put("林志玲",178);

        boolean b1 = map.containsKey("赵丽颖");
        System.out.println("b1:"+b1);//b1:true

        boolean b2 = map.containsKey("赵颖");
        System.out.println("b2:"+b2);//b2:false
    }

    /*
        public V get(Object key) 根据指定的键，在Map集合中获取对应的值。
            返回值:
                key存在,返回对应的value值
                key不存在,返回null
     */
    private static void show03() {
    
    
        //创建Map集合对象
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("赵丽颖",168);
        map.put("杨颖",165);
        map.put("林志玲",178);

        Integer v1 = map.get("杨颖");
        System.out.println("v1:"+v1);//v1:165

        Integer v2 = map.get("迪丽热巴");
        System.out.println("v2:"+v2);//v2:null
    }

    /*
        public V remove(Object key): 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除，返回被删除元素的值。
            返回值:V
                key存在,v返回被删除的值
                key不存在,v返回null
     */
    private static void show02() {
    
    
        //创建Map集合对象
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("赵丽颖",168);
        map.put("杨颖",165);
        map.put("林志玲",178);
        System.out.println(map);//{林志玲=178, 赵丽颖=168, 杨颖=165}

        Integer v1 = map.remove("林志玲");
        System.out.println("v1:"+v1);//v1:178

        System.out.println(map);//{赵丽颖=168, 杨颖=165}

        //int v2 = map.remove("林志颖");//自动拆箱  NullPointerException
        Integer v2 = map.remove("林志颖");
        System.out.println("v2:"+v2);//v2:null

        System.out.println(map);//{赵丽颖=168, 杨颖=165}
    }

    /*
        public V put(K key, V value):  把指定的键与指定的值添加到Map集合中。
            返回值:v
                存储键值对的时候,key不重复,返回值V是null
                存储键值对的时候,key重复,会使用新的value替换map中重复的value,返回被替换的value值
     */
    private static void show01() {
    
    
        //创建Map集合对象,多态
        Map<String,String> map = new HashMap<>();

        String v1 = map.put("李晨", "范冰冰1");
        System.out.println("v1:"+v1);//v1:null

        String v2 = map.put("李晨", "范冰冰2");
        System.out.println("v2:"+v2);//v2:范冰冰1

        System.out.println(map);//{李晨=范冰冰2}

        map.put("冷锋","龙小云");
        map.put("杨过","小龙女");
        map.put("尹志平","小龙女");
        System.out.println(map);//{杨过=小龙女, 尹志平=小龙女, 李晨=范冰冰2, 冷锋=龙小云}
    }
}

10.4 Map集合遍历键找值方式

在这里插入图片描述

键找值方式：即通过元素中的键，获取键所对应的值

分析步骤：

获取Map中所有的键，由于键是唯一的，所以返回一个Set集合存储所有的键。方法提示:keyset()
遍历键的Set集合，得到每一个键。
根据键，获取键所对应的值。方法提示:get(K key)

代码演示：

public class MapDemo01 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //创建Map集合对象 
        HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
        //添加元素到集合 
        map.put("胡歌", "霍建华");
        map.put("郭德纲", "于谦");
        map.put("薛之谦", "大张伟");

        //获取所有的键  获取键集
        Set<String> keys = map.keySet();
        // 遍历键集 得到 每一个键
        for (String key : keys) {
    
    
          	//key  就是键
            //获取对应值
            String value = map.get(key);
            System.out.println(key+"的CP是："+value);
        }  
    }
}

遍历图解：

在这里插入图片描述

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/*
    Map集合的第一种遍历方式:通过键找值的方式
    Map集合中的方法:
         Set<K> keySet() 返回此映射中包含的键的 Set 视图。
    实现步骤:
        1.使用Map集合中的方法keySet(),把Map集合所有的key取出来,存储到一个Set集合中
        2.遍历set集合,获取Map集合中的每一个key
        3.通过Map集合中的方法get(key),通过key找到value
 */
public class Demo02KeySet {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //创建Map集合对象
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("赵丽颖",168);
        map.put("杨颖",165);
        map.put("林志玲",178);

        //1.使用Map集合中的方法keySet(),把Map集合所有的key取出来,存储到一个Set集合中
        Set<String> set = map.keySet();

        //2.遍历set集合,获取Map集合中的每一个key
        //使用迭代器遍历Set集合
        Iterator<String> it = set.iterator();
        while (it.hasNext()){
    
    
            String key = it.next();
            //3.通过Map集合中的方法get(key),通过key找到value
            Integer value = map.get(key);
            System.out.println(key+"="+value);
        }
        System.out.println("-------------------");
        //使用增强for遍历Set集合
        for(String key : set){
    
    
            //3.通过Map集合中的方法get(key),通过key找到value
            Integer value = map.get(key);
            System.out.println(key+"="+value);
        }
        System.out.println("-------------------");
        //使用增强for遍历Set集合
        for(String key : map.keySet()){
    
    
            //3.通过Map集合中的方法get(key),通过key找到value
            Integer value = map.get(key);
            System.out.println(key+"="+value);
        }
    }
}

10.5 Entry键值对对象

我们已经知道，Map中存放的是两种对象，一种称为key(键)，一种称为value(值)，它们在在Map中是一一对应关系，这一对对象又称做Map中的一个Entry(项)。Entry将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象，这样我们在遍历Map集合时，就可以从每一个键值对（Entry）对象中获取对应的键与对应的值。

既然Entry表示了一对键和值，那么也同样提供了获取对应键和对应值得方法：

public K getKey()：获取Entry对象中的键。
public V getValue()：获取Entry对象中的值。

在Map集合中也提供了获取所有Entry对象的方法：

public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/*
    Map集合遍历的第二种方式:使用Entry对象遍历

    Map集合中的方法:
        Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() 返回此映射中包含的映射关系的 Set 视图。

    实现步骤:
        1.使用Map集合中的方法entrySet(),把Map集合中多个Entry对象取出来,存储到一个Set集合中
        2.遍历Set集合,获取每一个Entry对象
        3.使用Entry对象中的方法getKey()和getValue()获取键与值
 */
public class Demo03EntrySet {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //创建Map集合对象
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("赵丽颖",168);
        map.put("杨颖",165);
        map.put("林志玲",178);

        //1.使用Map集合中的方法entrySet(),把Map集合中多个Entry对象取出来,存储到一个Set集合中
        Set<Map.Entry<String, Integer>> set = map.entrySet();

        //2.遍历Set集合,获取每一个Entry对象
        //使用迭代器遍历Set集合
        Iterator<Map.Entry<String, Integer>> it = set.iterator();
        while(it.hasNext()){
    
    
            Map.Entry<String, Integer> entry = it.next();
            //3.使用Entry对象中的方法getKey()和getValue()获取键与值
            String key = entry.getKey();
            Integer value = entry.getValue();
            System.out.println(key+"="+value);
        }
        System.out.println("-----------------------");
        for(Map.Entry<String,Integer> entry:set){
    
    
            //3.使用Entry对象中的方法getKey()和getValue()获取键与值
            String key = entry.getKey();
            Integer value = entry.getValue();
            System.out.println(key+"="+value);
        }
    }
}

10.6 Map集合遍历键值对方式

在这里插入图片描述

键值对方式：即通过集合中每个键值对(Entry)对象，获取键值对(Entry)对象中的键与值。

操作步骤与图解：

获取Map集合中，所有的键值对(Entry)对象，以Set集合形式返回。方法提示:entrySet()。
遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合，得到每一个键值对(Entry)对象。
通过键值对(Entry)对象，获取Entry对象中的键与值。方法提示:getkey() getValue()

public class MapDemo02 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        // 创建Map集合对象 
        HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
        // 添加元素到集合 
        map.put("胡歌", "霍建华");
        map.put("郭德纲", "于谦");
        map.put("薛之谦", "大张伟");

        // 获取 所有的 entry对象  entrySet
        Set<Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();

        // 遍历得到每一个entry对象
        for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
    
    
           	// 解析 
            String key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();  
            System.out.println(key+"的CP是:"+value);
        }
    }
}

遍历图解：

在这里插入图片描述

tips：Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了。

10.7 HashMap存储自定义类型键值

练习：每位学生（姓名，年龄）都有自己的家庭住址。那么，既然有对应关系，则将学生对象和家庭住址存储到map集合中。学生作为键, 家庭住址作为值。

注意，学生姓名相同并且年龄相同视为同一名学生。

编写学生类：

public class Student {
    
    
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    
    
    }

    public Student(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 boolean equals(Object o) {
    
    
        if (this == o)
            return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass())
            return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
    
    
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

编写测试类：

public class HashMapTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //1,创建Hashmap集合对象。
        Map<Student,String>map = new HashMap<Student,String>();
        //2,添加元素。
        map.put(newStudent("lisi",28), "上海");
        map.put(newStudent("wangwu",22), "北京");
        map.put(newStudent("zhaoliu",24), "成都");
        map.put(newStudent("zhouqi",25), "广州");
        map.put(newStudent("wangwu",22), "南京");
        
        //3,取出元素。键找值方式
        Set<Student>keySet = map.keySet();
        for(Student key: keySet){
    
    
            Stringvalue = map.get(key);
            System.out.println(key.toString()+"....."+value);
        }
    }
}

当给HashMap中存放自定义对象时，如果自定义对象作为key存在，这时要保证对象唯一，必须复写对象的hashCode和equals方法(如果忘记，请回顾HashSet存放自定义对象)。
如果要保证map中存放的key和取出的顺序一致，可以使用java.util.LinkedHashMap集合来存放。

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/*
    HashMap存储自定义类型键值
    Map集合保证key是唯一的:
        作为key的元素,必须重写hashCode方法和equals方法,以保证key唯一
 */
public class Demo01HashMapSavePerson {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        show02();
    }

    /*
        HashMap存储自定义类型键值
        key:Person类型
            Person类就必须重写hashCode方法和equals方法,以保证key唯一
        value:String类型
            可以重复
     */
    private static void show02() {
    
    
        //创建HashMap集合
        HashMap<Person,String> map = new HashMap<>();
        //往集合中添加元素
        map.put(new Person("女王",18),"英国");
        map.put(new Person("秦始皇",18),"秦国");
        map.put(new Person("普京",30),"俄罗斯");
        map.put(new Person("女王",18),"毛里求斯");
        //使用entrySet和增强for遍历Map集合
        Set<Map.Entry<Person, String>> set = map.entrySet();
        for (Map.Entry<Person, String> entry : set) {
    
    
            Person key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();
            System.out.println(key+"-->"+value);
        }
    }

    /*
        HashMap存储自定义类型键值
        key:String类型
            String类重写hashCode方法和equals方法,可以保证key唯一
        value:Person类型
            value可以重复(同名同年龄的人视为同一个)
     */
    private static void show01() {
    
    
        //创建HashMap集合
        HashMap<String,Person> map = new HashMap<>();
        //往集合中添加元素
        map.put("北京",new Person("张三",18));
        map.put("上海",new Person("李四",19));
        map.put("广州",new Person("王五",20));
        map.put("北京",new Person("赵六",18));
        //使用keySet加增强for遍历Map集合
        Set<String> set = map.keySet();
        for (String key : set) {
    
    
            Person value = map.get(key);
            System.out.println(key+"-->"+value);
        }
    }
}

import java.util.Objects;

public class Person {
    
    
    private String name;
    private  int age;

    public Person() {
    
    
    }

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

    @Override
    public String toString() {
    
    
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
    
    
        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);
    }

    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;
    }
}

10.8 LinkedHashMap

我们知道HashMap保证成对元素唯一，并且查询速度很快，可是成对元素存放进去是没有顺序的，那么我们要保证有序，还要速度快怎么办呢？

在HashMap下面有一个子类LinkedHashMap，它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。

public class LinkedHashMapDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        LinkedHashMap<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>();
        map.put("邓超", "孙俪");
        map.put("李晨", "范冰冰");
        map.put("刘德华", "朱丽倩");
        Set<Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
        for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
    
    
            System.out.println(entry.getKey() + "  " + entry.getValue());
        }
    }
}

结果:

邓超  孙俪
李晨  范冰冰
刘德华  朱丽倩


import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedHashMap;

/*
    java.util.LinkedHashMap<K,V> entends HashMap<K,V>
    Map 接口的哈希表和链接列表实现，具有可预知的迭代顺序。
    底层原理:
        哈希表+链表(记录元素的顺序)
 */
public class Demo01LinkedHashMap {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        HashMap<String,String> map = new HashMap<>();
        map.put("a","a");
        map.put("c","c");
        map.put("b","b");
        map.put("a","d");
        System.out.println(map);// key不允许重复,无序 {a=d, b=b, c=c}

        LinkedHashMap<String,String> linked = new LinkedHashMap<>();
        linked.put("a","a");
        linked.put("c","c");
        linked.put("b","b");
        linked.put("a","d");
        System.out.println(linked);// key不允许重复,有序 {a=d, c=c, b=b}
    }
}

import java.util.HashMap;
import java.util.Hashtable;

/*
    java.util.Hashtable<K,V>集合 implements Map<K,V>接口

    Hashtable:底层也是一个哈希表,是一个线程安全的集合,是单线程集合,速度慢
    HashMap:底层是一个哈希表,是一个线程不安全的集合,是多线程的集合,速度快

    HashMap集合(之前学的所有的集合):可以存储null值,null键
    Hashtable集合,不能存储null值,null键

    Hashtable和Vector集合一样,在jdk1.2版本之后被更先进的集合(HashMap,ArrayList)取代了
    Hashtable的子类Properties依然活跃在历史舞台
    Properties集合是一个唯一和IO流相结合的集合
 */
public class Demo02Hashtable {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        HashMap<String,String> map = new HashMap<>();
        map.put(null,"a");
        map.put("b",null);
        map.put(null,null);
        System.out.println(map);//{null=null, b=null}

        Hashtable<String,String> table = new Hashtable<>();
        //table.put(null,"a");//NullPointerException
        //table.put("b",null);//NullPointerException
        table.put(null,null);//NullPointerException
    }
}

10.9 Map集合练习

在这里插入图片描述

需求：

计算一个字符串中每个字符出现次数。

分析：

获取一个字符串对象
创建一个Map集合，键代表字符，值代表次数。
遍历字符串得到每个字符。
判断Map中是否有该键。
如果没有，第一次出现，存储次数为1；如果有，则说明已经出现过，获取到对应的值进行++，再次存储。
打印最终结果

代码：

public class MapTest {
    
    
public static void main(String[] args) {
    
    
        //友情提示
        System.out.println("请录入一个字符串:");
        String line = new Scanner(System.in).nextLine();
        // 定义 每个字符出现次数的方法
        findChar(line);
    }
    private static void findChar(String line) {
    
    
        //1:创建一个集合 存储  字符 以及其出现的次数
        HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();
        //2:遍历字符串
        for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
    
    
            char c = line.charAt(i);
            //判断 该字符 是否在键集中
            if (!map.containsKey(c)) {
    
    //说明这个字符没有出现过
                //那就是第一次
                map.put(c, 1);
            } else {
    
    
                //先获取之前的次数
                Integer count = map.get(c);
                //count++;
                //再次存入  更新
                map.put(c, ++count);
            }
        }
        System.out.println(map);
    }
}

import java.util.HashMap;
import java.util.Scanner;

/*
    练习:
        计算一个字符串中每个字符出现次数

    分析:
        1.使用Scanner获取用户输入的字符串
        2.创建Map集合,key是字符串中的字符,value是字符的个数
        3.遍历字符串,获取每一个字符
        4.使用获取到的字符,去Map集合判断key是否存在
            key存在:
                通过字符(key),获取value(字符个数)
                value++
                put(key,value)把新的value存储到Map集合中
            key不存在:
                put(key,1)
        5.遍历Map集合,输出结果
 */
public class Demo03MapTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //1.使用Scanner获取用户输入的字符串
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一个字符串:");
        String str = sc.next();
        //2.创建Map集合,key是字符串中的字符,value是字符的个数
        HashMap<Character,Integer> map = new HashMap<>();
        //3.遍历字符串,获取每一个字符
        for(char c :str.toCharArray()){
    
    
            //4.使用获取到的字符,去Map集合判断key是否存在
            if(map.containsKey(c)){
    
    
                //key存在
                Integer value = map.get(c);
                value++;
                map.put(c,value);
            }else{
    
    
                //key不存在
                map.put(c,1);
            }
        }
        //5.遍历Map集合,输出结果
        for(Character key :map.keySet()){
    
    
            Integer value = map.get(key);
            System.out.println(key+"="+value);
        }
    }
}

11. 补充知识点

11.1 JDK9对集合添加的优化

通常，我们在代码中创建一个集合（例如，List 或 Set ），并直接用一些元素填充它。实例化集合，几个 add方法调用，使得代码重复。

public class Demo01 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("abc");
        list.add("def");
        list.add("ghi");
        System.out.println(list);
    }
}

Java 9，添加了几种集合工厂方法,更方便创建少量元素的集合、map实例。新的List、Set、Map的静态工厂方法可以更方便地创建集合的不可变实例。

例子：

public class HelloJDK9 {
    
      
    public static void main(String[] args) {
    
      
        Set<String> str1=Set.of("a","b","c");  
        //str1.add("c");这里编译的时候不会错，但是执行的时候会报错，因为是不可变的集合  
        System.out.println(str1);  
        Map<String,Integer> str2=Map.of("a",1,"b",2);  
        System.out.println(str2);  
        List<String> str3=List.of("a","b");  
        System.out.println(str3);  
    }  
}

需要注意以下两点：

1:of()方法只是Map，List，Set这三个接口的静态方法，其父类接口和子类实现并没有这类方法，比如 HashSet，ArrayList等待；

2:返回的集合是不可变的；

import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/*
    JDK9的新特性:
        List接口,Set接口,Map接口:里边增加了一个静态的方法of,可以给集合一次性添加多个元素
        static <E> List<E> of(E... elements)
        使用前提:
            当集合中存储的元素的个数已经确定了,不在改变时使用
     注意:
        1.of方法只适用于List接口,Set接口,Map接口,不适用于接接口的实现类
        2.of方法的返回值是一个不能改变的集合,集合不能再使用add,put方法添加元素,会抛出异常
        3.Set接口和Map接口在调用of方法的时候,不能有重复的元素,否则会抛出异常
 */
public class Demo01JDK9 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        List<String> list = List.of("a", "b", "a", "c", "d");
        System.out.println(list);//[a, b, a, c, d]
        //list.add("w");//UnsupportedOperationException:不支持操作异常

        //Set<String> set = Set.of("a", "b", "a", "c", "d");//IllegalArgumentException:非法参数异常,有重复的元素
        Set<String> set = Set.of("a", "b", "c", "d");
        System.out.println(set);
        //set.add("w");//UnsupportedOperationException:不支持操作异常

        //Map<String, Integer> map = Map.of("张三", 18, "李四", 19, "王五", 20,"张三",19);IllegalArgumentException:非法参数异常,有重复的元素
        Map<String, Integer> map = Map.of("张三", 18, "李四", 19, "王五", 20);
        System.out.println(map);//{王五=20, 李四=19, 张三=18}
        //map.put("赵四",30);//UnsupportedOperationException:不支持操作异常
    }
}

11.2 Debug追踪

使用IDEA的断点调试功能，查看程序的运行过程

在有效代码行，点击行号右边的空白区域，设置断点，程序执行到断点将停止，我们可以手动来运行程序
点击Debug运行模式
程序停止在断点上不再执行，而IDEA最下方打开了Debug调试窗口
Debug调试窗口介绍

在这里插入图片描述

快捷键F8，代码向下执行一行,第九行执行完毕，执行到第10行（第10行还未执行）

在这里插入图片描述

切换到控制台面板，控制台显示请录入一个字符串：并且等待键盘录入

在这里插入图片描述

快捷键F8，程序继续向后执行，执行键盘录入操作，在控制台录入数据 ababcea

在这里插入图片描述

回车之后效果：
在这里插入图片描述

调试界面效果：

在这里插入图片描述

此时到达findChar方法，快捷键F7，进入方法findChar

在这里插入图片描述

快捷键F8 接续执行，创建了map对象，变量区域显示

在这里插入图片描述

快捷键F8 接续执行，进入到循环中，循环变量i为 0,F8再继续执行，就获取到变量c赋值为字符‘a’ 字节值97

在这里插入图片描述

快捷键F8 接续执行，进入到判断语句中，因为该字符不在Map集合键集中，再按F8执行，进入该判断中

在这里插入图片描述
12. 快捷键F8 接续执行，循环结束，进入下次循环，此时map中已经添加一对儿元素

在这里插入图片描述

快捷键F8 接续执行，进入下次循环，再继续上面的操作，我们就可以看到代码每次是如何执行的了

在这里插入图片描述

如果不想继续debug,那么可以使用快捷键F9,程序正常执行到结束，程序结果在控制台显示

在这里插入图片描述

/*
    Debug调试程序:
        可以让代码逐行执行,查看代码执行的过程,调试程序中出现的bug
    使用方式:
        在行号的右边,鼠标左键单击,添加断点(每个方法的第一行,哪里有bug添加到哪里)
        右键,选择Debug执行程序
        程序就会停留在添加的第一个断点处
    执行程序:
        f8:逐行执行程序
        f7:进入到方法中
        shift+f8:跳出方法
        f9:跳到下一个断点,如果没有下一个断点,那么就结束程序
        ctrl+f2:退出debug模式,停止程序
        Console:切换到控制台
 */
public class Demo01Debug {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        /*int a = 10;
        int b = 20;
        int sum = a + b;
        System.out.println(sum);*/

        /*for (int i = 0; i <3 ; i++) {
            System.out.println(i);
        }*/

        print();

    }

    private static void print() {
    
    
        System.out.println("HelloWorld");
        System.out.println("HelloWorld");
        System.out.println("HelloWorld");
        System.out.println("HelloWorld");
        System.out.println("HelloWorld");
    }
}

12. 模拟斗地主洗牌发牌

12.1 案例介绍

在这里插入图片描述

按照斗地主的规则，完成洗牌发牌的动作。

在这里插入图片描述

具体规则：

组装54张扑克牌将
54张牌顺序打乱
三个玩家参与游戏，三人交替摸牌，每人17张牌，最后三张留作底牌。
查看三人各自手中的牌（按照牌的大小排序）、底牌

规则：手中扑克牌从大到小的摆放顺序：大王,小王,2,A,K,Q,J,10,9,8,7,6,5,4,3

12.2 案例需求分析

准备牌：

完成数字与纸牌的映射关系：

使用双列Map(HashMap)集合，完成一个数字与字符串纸牌的对应关系(相当于一个字典)。

洗牌：

通过数字完成洗牌发牌

发牌：

将每个人以及底牌设计为ArrayList,将最后3张牌直接存放于底牌，剩余牌通过对3取模依次发牌。

存放的过程中要求数字大小与斗地主规则的大小对应。

将代表不同纸牌的数字分配给不同的玩家与底牌。

看牌：

通过Map集合找到对应字符展示。

通过查询纸牌与数字的对应关系，由数字转成纸牌字符串再进行展示。

在这里插入图片描述

12.3 实现代码步骤

public class Poker {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        /*
         * 1组装54张扑克牌
         */
        // 1.1 创建Map集合存储
        HashMap<Integer, String> pokerMap = new HashMap<Integer, String>();
        // 1.2 创建 花色集合 与 数字集合
        ArrayList<String> colors = new ArrayList<String>();
        ArrayList<String> numbers = new ArrayList<String>();

        // 1.3 存储 花色 与数字
        Collections.addAll(colors, "♦", "♣", "♥", "♠");
        Collections.addAll(numbers, "2", "A", "K", "Q", "J", "10", "9", "8", "7", "6", "5", "4", "3");
        // 设置 存储编号变量
        int count = 1;
        pokerMap.put(count++, "大王");
        pokerMap.put(count++, "小王");
        // 1.4 创建牌 存储到map集合中
        for (String number : numbers) {
    
    
            for (String color : colors) {
    
    
                String card = color + number;
                pokerMap.put(count++, card);
            }
        }
        /*
         * 2 将54张牌顺序打乱
         */
        // 取出编号 集合
        Set<Integer> numberSet = pokerMap.keySet();
        // 因为要将编号打乱顺序 所以 应该先进行转换到 list集合中
        ArrayList<Integer> numberList = new ArrayList<Integer>();
        numberList.addAll(numberSet);

        // 打乱顺序
        Collections.shuffle(numberList);

        // 3 完成三个玩家交替摸牌，每人17张牌，最后三张留作底牌
        // 3.1 发牌的编号
        // 创建三个玩家编号集合 和一个 底牌编号集合
        ArrayList<Integer> noP1 = new ArrayList<Integer>();
        ArrayList<Integer> noP2 = new ArrayList<Integer>();
        ArrayList<Integer> noP3 = new ArrayList<Integer>();
        ArrayList<Integer> dipaiNo = new ArrayList<Integer>();

        // 3.2发牌的编号
        for (int i = 0; i < numberList.size(); i++) {
    
    
            // 获取该编号
            Integer no = numberList.get(i);
            // 发牌
            // 留出底牌
            if (i >= 51) {
    
    
                dipaiNo.add(no);
            } else {
    
    
                if (i % 3 == 0) {
    
    
                    noP1.add(no);
                } else if (i % 3 == 1) {
    
    
                    noP2.add(no);
                } else {
    
    
                    noP3.add(no);
                }
            }
        }

        // 4 查看三人各自手中的牌（按照牌的大小排序）、底牌
        // 4.1 对手中编号进行排序
        Collections.sort(noP1);
        Collections.sort(noP2);
        Collections.sort(noP3);
        Collections.sort(dipaiNo);

        // 4.2 进行牌面的转换
        // 创建三个玩家牌面集合 以及底牌牌面集合
        ArrayList<String> player1 = new ArrayList<String>();
        ArrayList<String> player2 = new ArrayList<String>();
        ArrayList<String> player3 = new ArrayList<String>();
        ArrayList<String> dipai = new ArrayList<String>();

        // 4.3转换
        for (Integer i : noP1) {
    
    
            // 4.4 根据编号找到 牌面 pokerMap
            String card = pokerMap.get(i);
            // 添加到对应的 牌面集合中
            player1.add(card);
        }

        for (Integer i : noP2) {
    
    
            String card = pokerMap.get(i);
            player2.add(card);
        }
        for (Integer i : noP3) {
    
    
            String card = pokerMap.get(i);
            player3.add(card);
        }
        for (Integer i : dipaiNo) {
    
    
            String card = pokerMap.get(i);
            dipai.add(card);
        }

        //4.5 查看
        System.out.println("令狐冲："+player1);
        System.out.println("石破天："+player2);
        System.out.println("鸠摩智："+player3);
        System.out.println("底牌："+dipai);
    }
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;

/*
    斗地主综合案例:有序版本
    1.准备牌
    2.洗牌
    3.发牌
    4.排序
    5.看牌
 */
public class DouDiZhu {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //1.准备牌
        //创建一个Map集合,存储牌的索引和组装好的牌
        HashMap<Integer,String> poker = new HashMap<>();
        //创建一个List集合,存储牌的索引
        ArrayList<Integer> pokerIndex = new ArrayList<>();
        //定义两个集合,存储花色和牌的序号
        List<String> colors = List.of("♠", "♥", "♣", "♦");
        List<String> numbers = List.of("2", "A", "K", "Q", "J", "10", "9", "8", "7", "6", "5", "4", "3");
        //把大王和小王存储到集合中
        //定义一个牌的索引
        int index = 0;
        poker.put(index,"大王");
        pokerIndex.add(index);
        index++;
        poker.put(index,"小王");
        pokerIndex.add(index);
        index++;
        //循环嵌套遍历两个集合,组装52张牌,存储到集合中
        for (String number : numbers) {
    
    
            for (String color : colors) {
    
    
                poker.put(index,color+number);
                pokerIndex.add(index);
                index++;
            }
        }
        //System.out.println(poker);
        //System.out.println(pokerIndex);

        /*
            2.洗牌
            使用Collections中的方法shuffle(List)
         */
        Collections.shuffle(pokerIndex);
        //System.out.println(pokerIndex);

        /*
            3.发牌
         */
        //定义4个集合,存储玩家牌的索引,和底牌的索引
        ArrayList<Integer> player01 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Integer> player02 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Integer> player03 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Integer> diPai = new ArrayList<>();
        //遍历存储牌索引的List集合,获取每一个牌的索引
        for (int i = 0; i <pokerIndex.size() ; i++) {
    
    
            Integer in = pokerIndex.get(i);
            //先判断底牌
            if(i>=51){
    
    
                //给底牌发牌
                diPai.add(in);
            }else if(i%3==0){
    
    
                //给玩家1发牌
                player01.add(in);
            }else if(i%3==1){
    
    
                //给玩家2发牌
                player02.add(in);
            }else if(i%3==2){
    
    
                //给玩家3发牌
                player03.add(in);
            }
        }

        /*
            4.排序
            使用Collections中的方法sort(List)
            默认是升序排序
         */
        Collections.sort(player01);
        Collections.sort(player02);
        Collections.sort(player03);
        Collections.sort(diPai);

        /*
            5.看牌
            调用看牌的方法
         */
        lookPoker("刘德华",poker,player01);
        lookPoker("周润发",poker,player02);
        lookPoker("周星驰",poker,player03);
        lookPoker("底牌",poker,diPai);
    }

    /*
        定义一个看牌的方法,提高代码的复用性
        参数:
            String name:玩家名称
            HashMap<Integer,String> poker:存储牌的poker集合
            ArrayList<Integer> list:存储玩家和底牌的List集合
        查表法:
             遍历玩家或者底牌集合,获取牌的索引
             使用牌的索引,去Map集合中,找到对应的牌
     */
    public static void lookPoker(String name,HashMap<Integer,String> poker,ArrayList<Integer> list){
    
    
        //输出玩家名称,不换行
        System.out.print(name+":");
        //遍历玩家或者底牌集合,获取牌的索引
        for (Integer key : list) {
    
    
            //使用牌的索引,去Map集合中,找到对应的牌
            String value = poker.get(key);
            System.out.print(value+" ");
        }
        System.out.println();//打印完每一个玩家的牌,换行
    }

}

Java语言高级（第二部分）常用API第二部分 集合 -＞（个人学习记录笔记）

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第三章 常用API第二部分

1. Object类

1.1 概述

1.2 toString方法

方法摘要

覆盖重写

1.3 equals方法

方法摘要

默认地址比较

对象内容比较

1.4 Objects类

2. 日期时间类

2.1 Date类

概述

常用方法

2.2 DateFormat类

构造方法

格式规则

常用方法

format方法

parse方法

2.3 练习

2.4 Calendar类

概念

获取方式

常用方法

get/set方法

add方法

getTime方法

3. System类

3.1 currentTimeMillis方法

练习

3.2 arraycopy方法

练习

4. StringBuilder类

4.1 字符串拼接问题

4.2 StringBuilder概述

4.3 构造方法

4.4 常用方法

append方法

toString方法

5. 包装类

5.1 概述

5.2 装箱与拆箱

5.3自动装箱与自动拆箱

5.3 基本类型与字符串之间的转换

基本类型转换为String

第四章 集合

1. Collection集合

1.1 集合概述

1.2 集合框架

1.3 Collection 常用功能

2. Iterator迭代器

2.1 Iterator接口

2.2 迭代器的实现原理

2.3 增强for

练习1：遍历数组

练习2:遍历集合

3. 泛型

3.1 泛型概述

3.2 使用泛型的好处

3.3 泛型的定义与使用

定义和使用含有泛型的类

含有泛型的方法

含有泛型的接口

3.4 泛型通配符

通配符基本使用

通配符高级使用----受限泛型

4. 集合综合案例

4.1 案例介绍

4.2 案例分析

4.3 代码实现

5. 数据结构

5.1 数据结构有什么用？

5.2 常见的数据结构

栈

队列

数组

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