摘要:接口也是集合中的一員,但它與接口有所不同,接口與接口主要用于存儲元素,而主要用于迭代訪問即遍歷中的元素,因此對象也被稱為迭代器。迭代器的實(shí)現(xiàn)原理我們在之前案例已經(jīng)完成了遍歷集合的整個過程。
【Collection、泛型】 主要內(nèi)容
Collection集合
迭代器
增強(qiáng)for
泛型
教學(xué)目標(biāo)[ ] 能夠說出集合與數(shù)組的區(qū)別
[ ] 說出Collection集合的常用功能
[ ] 能夠使用迭代器對集合進(jìn)行取元素
[ ] 能夠說出集合的使用細(xì)節(jié)
[ ] 能夠使用集合存儲自定義類型
[ ] 能夠使用foreach循環(huán)遍歷集合
[ ] 能夠使用泛型定義集合對象
[ ] 能夠理解泛型上下限
[ ] 能夠闡述泛型通配符的作用
第一章 Collection集合 1.1 集合概述在前面基礎(chǔ)班我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過并使用過集合ArrayList
集合:集合是java中提供的一種容器,可以用來存儲多個數(shù)據(jù)。
集合和數(shù)組既然都是容器,它們有啥區(qū)別呢?
數(shù)組的長度是固定的。集合的長度是可變的。
數(shù)組中存儲的是同一類型的元素,可以存儲基本數(shù)據(jù)類型值。集合存儲的都是對象。而且對象的類型可以不一致。在開發(fā)中一般當(dāng)對象多的時候,使用集合進(jìn)行存儲。
1.2 集合框架JAVASE提供了滿足各種需求的API,在使用這些API前,先了解其繼承與接口操作架構(gòu),才能了解何時采用哪個類,以及類之間如何彼此合作,從而達(dá)到靈活應(yīng)用。
集合按照其存儲結(jié)構(gòu)可以分為兩大類,分別是單列集合java.util.Collection和雙列集合java.util.Map,今天我們主要學(xué)習(xí)Collection集合,在day04時講解Map集合。
Collection:單列集合類的根接口,用于存儲一系列符合某種規(guī)則的元素,它有兩個重要的子接口,分別是java.util.List和java.util.Set。其中,List的特點(diǎn)是元素有序、元素可重復(fù)。Set的特點(diǎn)是元素?zé)o序,而且不可重復(fù)。List接口的主要實(shí)現(xiàn)類有java.util.ArrayList和java.util.LinkedList,Set接口的主要實(shí)現(xiàn)類有java.util.HashSet和java.util.TreeSet。
從上面的描述可以看出JDK中提供了豐富的集合類庫,為了便于初學(xué)者進(jìn)行系統(tǒng)地學(xué)習(xí),接下來通過一張圖來描述整個集合類的繼承體系。
其中,橙色框里填寫的都是接口類型,而藍(lán)色框里填寫的都是具體的實(shí)現(xiàn)類。這幾天將針對圖中所列舉的集合類進(jìn)行逐一地講解。
集合本身是一個工具,它存放在java.util包中。在Collection接口定義著單列集合框架中最最共性的內(nèi)容。
1.3 Collection 常用功能Collection是所有單列集合的父接口,因此在Collection中定義了單列集合(List和Set)通用的一些方法,這些方法可用于操作所有的單列集合。方法如下:
public boolean add(E e): 把給定的對象添加到當(dāng)前集合中 。
public void clear() :清空集合中所有的元素。
public boolean remove(E e): 把給定的對象在當(dāng)前集合中刪除。
public boolean contains(E e): 判斷當(dāng)前集合中是否包含給定的對象。
public boolean isEmpty(): 判斷當(dāng)前集合是否為空。
public int size(): 返回集合中元素的個數(shù)。
public Object[] toArray(): 把集合中的元素,存儲到數(shù)組中。
方法演示:
import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; public class Demo1Collection { public static void main(String[] args) { // 創(chuàng)建集合對象 // 使用多態(tài)形式 Collectioncoll = new ArrayList (); // 使用方法 // 添加功能 boolean add(String s) coll.add("小李廣"); coll.add("掃地僧"); coll.add("石破天"); System.out.println(coll); // boolean contains(E e) 判斷o是否在集合中存在 System.out.println("判斷 掃地僧 是否在集合中"+coll.contains("掃地僧")); //boolean remove(E e) 刪除在集合中的o元素 System.out.println("刪除石破天:"+coll.remove("石破天")); System.out.println("操作之后集合中元素:"+coll); // size() 集合中有幾個元素 System.out.println("集合中有"+coll.size()+"個元素"); // Object[] toArray()轉(zhuǎn)換成一個Object數(shù)組 Object[] objects = coll.toArray(); // 遍歷數(shù)組 for (int i = 0; i < objects.length; i++) { System.out.println(objects[i]); } // void clear() 清空集合 coll.clear(); System.out.println("集合中內(nèi)容為:"+coll); // boolean isEmpty() 判斷是否為空 System.out.println(coll.isEmpty()); } }
tips: 有關(guān)Collection中的方法可不止上面這些,其他方法可以自行查看API學(xué)習(xí)。第二章 Iterator迭代器 2.1 Iterator接口
在程序開發(fā)中,經(jīng)常需要遍歷集合中的所有元素。針對這種需求,JDK專門提供了一個接口java.util.Iterator。Iterator接口也是Java集合中的一員,但它與Collection、Map接口有所不同,Collection接口與Map接口主要用于存儲元素,而Iterator主要用于迭代訪問(即遍歷)Collection中的元素,因此Iterator對象也被稱為迭代器。
想要遍歷Collection集合,那么就要獲取該集合迭代器完成迭代操作,下面介紹一下獲取迭代器的方法:
public Iterator iterator(): 獲取集合對應(yīng)的迭代器,用來遍歷集合中的元素的。
下面介紹一下迭代的概念:
迭代:即Collection集合元素的通用獲取方式。在取元素之前先要判斷集合中有沒有元素,如果有,就把這個元素取出來,繼續(xù)在判斷,如果還有就再取出出來。一直把集合中的所有元素全部取出。這種取出方式專業(yè)術(shù)語稱為迭代。
Iterator接口的常用方法如下:
public E next():返回迭代的下一個元素。
public boolean hasNext():如果仍有元素可以迭代,則返回 true。
接下來我們通過案例學(xué)習(xí)如何使用Iterator迭代集合中元素:
public class IteratorDemo { public static void main(String[] args) { // 使用多態(tài)方式 創(chuàng)建對象 Collectioncoll = new ArrayList (); // 添加元素到集合 coll.add("串串星人"); coll.add("吐槽星人"); coll.add("汪星人"); //遍歷 //使用迭代器 遍歷 每個集合對象都有自己的迭代器 Iterator it = coll.iterator(); // 泛型指的是 迭代出 元素的數(shù)據(jù)類型 while(it.hasNext()){ //判斷是否有迭代元素 String s = it.next();//獲取迭代出的元素 System.out.println(s); } } }
tips::在進(jìn)行集合元素取出時,如果集合中已經(jīng)沒有元素了,還繼續(xù)使用迭代器的next方法,將會發(fā)生java.util.NoSuchElementException沒有集合元素的錯誤。2.2 迭代器的實(shí)現(xiàn)原理
我們在之前案例已經(jīng)完成了Iterator遍歷集合的整個過程。當(dāng)遍歷集合時,首先通過調(diào)用t集合的iterator()方法獲得迭代器對象,然后使用hashNext()方法判斷集合中是否存在下一個元素,如果存在,則調(diào)用next()方法將元素取出,否則說明已到達(dá)了集合末尾,停止遍歷元素。
Iterator迭代器對象在遍歷集合時,內(nèi)部采用指針的方式來跟蹤集合中的元素,為了讓初學(xué)者能更好地理解迭代器的工作原理,接下來通過一個圖例來演示Iterator對象迭代元素的過程:
在調(diào)用Iterator的next方法之前,迭代器的索引位于第一個元素之前,不指向任何元素,當(dāng)?shù)谝淮握{(diào)用迭代器的next方法后,迭代器的索引會向后移動一位,指向第一個元素并將該元素返回,當(dāng)再次調(diào)用next方法時,迭代器的索引會指向第二個元素并將該元素返回,依此類推,直到hasNext方法返回false,表示到達(dá)了集合的末尾,終止對元素的遍歷。
2.3 增強(qiáng)for增強(qiáng)for循環(huán)(也稱for each循環(huán))是JDK1.5以后出來的一個高級for循環(huán),專門用來遍歷數(shù)組和集合的。它的內(nèi)部原理其實(shí)是個Iterator迭代器,所以在遍歷的過程中,不能對集合中的元素進(jìn)行增刪操作。
格式:
for(元素的數(shù)據(jù)類型 變量 : Collection集合or數(shù)組){ //寫操作代碼 }
它用于遍歷Collection和數(shù)組。通常只進(jìn)行遍歷元素,不要在遍歷的過程中對集合元素進(jìn)行增刪操作。
練習(xí)1:遍歷數(shù)組public class NBForDemo1 { public static void main(String[] args) { int[] arr = {3,5,6,87}; //使用增強(qiáng)for遍歷數(shù)組 for(int a : arr){//a代表數(shù)組中的每個元素 System.out.println(a); } } }練習(xí)2:遍歷集合
public class NBFor { public static void main(String[] args) { Collectioncoll = new ArrayList (); coll.add("小河神"); coll.add("老河神"); coll.add("神婆"); //使用增強(qiáng)for遍歷 for(String s :coll){//接收變量s代表 代表被遍歷到的集合元素 System.out.println(s); } } }
tips: 新for循環(huán)必須有被遍歷的目標(biāo)。目標(biāo)只能是Collection或者是數(shù)組。新式for僅僅作為遍歷操作出現(xiàn)。第三章 泛型 3.1 泛型概述
在前面學(xué)習(xí)集合時,我們都知道集合中是可以存放任意對象的,只要把對象存儲集合后,那么這時他們都會被提升成Object類型。當(dāng)我們在取出每一個對象,并且進(jìn)行相應(yīng)的操作,這時必須采用類型轉(zhuǎn)換。
大家觀察下面代碼:
public class GenericDemo { public static void main(String[] args) { Collection coll = new ArrayList(); coll.add("abc"); coll.add("itcast"); coll.add(5);//由于集合沒有做任何限定,任何類型都可以給其中存放 Iterator it = coll.iterator(); while(it.hasNext()){ //需要打印每個字符串的長度,就要把迭代出來的對象轉(zhuǎn)成String類型 String str = (String) it.next(); System.out.println(str.length()); } } }
程序在運(yùn)行時發(fā)生了問題java.lang.ClassCastException。 為什么會發(fā)生類型轉(zhuǎn)換異常呢? 我們來分析下:由于集合中什么類型的元素都可以存儲。導(dǎo)致取出時強(qiáng)轉(zhuǎn)引發(fā)運(yùn)行時 ClassCastException。 怎么來解決這個問題呢? Collection雖然可以存儲各種對象,但實(shí)際上通常Collection只存儲同一類型對象。例如都是存儲字符串對象。因此在JDK5之后,新增了泛型(Generic)語法,讓你在設(shè)計API時可以指定類或方法支持泛型,這樣我們使用API的時候也變得更為簡潔,并得到了編譯時期的語法檢查。
泛型:可以在類或方法中預(yù)支地使用未知的類型。
tips:一般在創(chuàng)建對象時,將未知的類型確定具體的類型。當(dāng)沒有指定泛型時,默認(rèn)類型為Object類型。3.2 使用泛型的好處
上一節(jié)只是講解了泛型的引入,那么泛型帶來了哪些好處呢?
將運(yùn)行時期的ClassCastException,轉(zhuǎn)移到了編譯時期變成了編譯失敗。
避免了類型強(qiáng)轉(zhuǎn)的麻煩。
通過我們?nèi)缦麓a體驗(yàn)一下:
public class GenericDemo2 { public static void main(String[] args) { Collectionlist = new ArrayList (); list.add("abc"); list.add("itcast"); // list.add(5);//當(dāng)集合明確類型后,存放類型不一致就會編譯報錯 // 集合已經(jīng)明確具體存放的元素類型,那么在使用迭代器的時候,迭代器也同樣會知道具體遍歷元素類型 Iterator it = list.iterator(); while(it.hasNext()){ String str = it.next(); //當(dāng)使用Iterator 控制元素類型后,就不需要強(qiáng)轉(zhuǎn)了。獲取到的元素直接就是String類型 System.out.println(str.length()); } } }
tips:泛型是數(shù)據(jù)類型的一部分,我們將類名與泛型合并一起看做數(shù)據(jù)類型。3.3 泛型的定義與使用
我們在集合中會大量使用到泛型,這里來完整地學(xué)習(xí)泛型知識。
泛型,用來靈活地將數(shù)據(jù)類型應(yīng)用到不同的類、方法、接口當(dāng)中。將數(shù)據(jù)類型作為參數(shù)進(jìn)行傳遞。
定義和使用含有泛型的類泛型是什么,類變量的類型就是什么
定義格式:
修飾符 class 類名<代表泛型的變量> { }
例如,API中的ArrayList集合:
class ArrayList{ public boolean add(E e){ } public E get(int index){ } .... }
使用泛型: 即什么時候確定泛型。
在創(chuàng)建對象的時候確定泛型
例如,ArrayList
此時,變量E的值就是String類型,那么我們的類型就可以理解為:
class ArrayList{ public boolean add(String e){ } public String get(int index){ } ... }
再例如,ArrayList
此時,變量E的值就是Integer類型,那么我們的類型就可以理解為:
class ArrayList{ public boolean add(Integer e) { } public Integer get(int index) { } ... }
舉例自定義泛型類
public class MyGenericClass{ //沒有MVP類型,在這里代表 未知的一種數(shù)據(jù)類型 未來傳遞什么就是什么類型 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) { // 創(chuàng)建一個泛型為String的類 MyGenericClass含有泛型的方法my = new MyGenericClass (); // 調(diào)用setMVP my.setMVP("大胡子登登"); // 調(diào)用getMVP String mvp = my.getMVP(); System.out.println(mvp); //創(chuàng)建一個泛型為Integer的類 MyGenericClass my2 = new MyGenericClass (); my2.setMVP(123); Integer mvp2 = my2.getMVP(); } }
泛型是什么,方法傳遞的參數(shù)的類型就是什么
定義格式:
修飾符 <代表泛型的變量> 返回值類型 方法名(參數(shù)){ }
例如,
public class MyGenericMethod { publicvoid show(MVP mvp) { System.out.println(mvp.getClass()); } public MVP show2(MVP mvp) { return mvp; } }
使用格式:調(diào)用方法時,確定泛型的類型
public class GenericMethodDemo { public static void main(String[] args) { // 創(chuàng)建對象 MyGenericMethod mm = new MyGenericMethod(); // 演示看方法提示 mm.show("aaa"); mm.show(123); mm.show(12.45); } }
public class GenericMethodTest
{
// 泛型方法 printArray
public static < E > void printArray( E[] inputArray )
{
// 輸出數(shù)組元素 for ( E element : inputArray ){ System.out.printf( "%s ", element ); } System.out.println(); } public static void main( String args[] ) { // 創(chuàng)建不同類型數(shù)組: Integer, Double 和 Character Integer[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5 };//必須是Integer 不能是int Double[] doubleArray = { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4 }; Character[] charArray = { "H", "E", "L", "L", "O" }; System.out.println( "整型數(shù)組元素為:" ); printArray( intArray ); // 傳遞一個整型數(shù)組 System.out.println( " 雙精度型數(shù)組元素為:" ); printArray( doubleArray ); // 傳遞一個雙精度型數(shù)組 System.out.println( " 字符型數(shù)組元素為:" ); printArray( charArray ); // 傳遞一個字符型數(shù)組 }
}
編譯以上代碼,運(yùn)行結(jié)果如下所示:
整型數(shù)組元素為:
1 2 3 4 5
雙精度型數(shù)組元素為:
1.1 2.2 3.3 4.4
字符型數(shù)組元素為:
H E L L O
定義格式:
修飾符 interface接口名<代表泛型的變量> { }
例如,
public interface MyGenericInterface{ public abstract void add(E e); public abstract E getE(); }
使用格式:
1、定義類時確定泛型的類型
例如
public class MyImp1 implements MyGenericInterface{ @Override public void add(String e) { // 省略... } @Override public String getE() { return null; } }
此時,泛型E的值就是String類型。
2、始終不確定泛型的類型,直到創(chuàng)建對象時,確定泛型的類型
例如
public class MyImp2implements MyGenericInterface { @Override public void add(E e) { // 省略... } @Override public E getE() { return null; } }
確定泛型:
/* * 使用 */ public class GenericInterface { public static void main(String[] args) { MyImp23.4 泛型通配符my = new MyImp2 (); my.add("aa"); } }
當(dāng)使用泛型類或者接口時,傳遞的數(shù)據(jù)中,泛型類型不確定,可以通過通配符>表示。但是一旦使用泛型的通配符后,只能使用Object類中的共性方法,集合中元素自身方法無法使用。
通配符基本使用泛型的通配符:不知道使用什么類型來接收的時候,此時可以使用?,?表示未知通配符。
此時只能接受數(shù)據(jù),不能往該集合中存儲數(shù)據(jù)。
舉個例子大家理解使用即可:
public static void main(String[] args) { Collectionlist1 = new ArrayList (); getElement(list1); Collection list2 = new ArrayList (); getElement(list2); } public static void getElement(Collection> coll){} //?代表可以接收任意類型
tips:泛型不存在繼承關(guān)系 Collection通配符高級使用----受限泛型
之前設(shè)置泛型的時候,實(shí)際上是可以任意設(shè)置的,只要是類就可以設(shè)置。但是在JAVA的泛型中可以指定一個泛型的上限和下限。
泛型的上限:
格式: 類型名稱 extends 類 > 對象名稱
意義: 只能接收該類型及其子類
泛型的下限:
格式: 類型名稱 super 類 > 對象名稱
意義: 只能接收該類型及其父類型
比如:現(xiàn)已知Object類,String 類,Number類,Integer類,其中Number是Integer的父類
public static void main(String[] args) { Collection第四章 集合綜合案例 4.1 案例介紹list1 = new ArrayList (); Collection list2 = new ArrayList (); Collection list3 = new ArrayList (); Collection
按照斗地主的規(guī)則,完成洗牌發(fā)牌的動作。
具體規(guī)則:
使用54張牌打亂順序,三個玩家參與游戲,三人交替摸牌,每人17張牌,最后三張留作底牌。
4.2 案例分析準(zhǔn)備牌:
牌可以設(shè)計為一個ArrayList
每張牌由花色數(shù)字兩部分組成,我們可以使用花色集合與數(shù)字集合嵌套迭代完成每張牌的組裝。
牌由Collections類的shuffle方法進(jìn)行隨機(jī)排序。
發(fā)牌
將每個人以及底牌設(shè)計為ArrayList
看牌
直接打印每個集合。
4.3 代碼實(shí)現(xiàn)import java.util.ArrayList; import java.util.Collections; public class Poker { public static void main(String[] args) { /* * 1: 準(zhǔn)備牌操作 */ //1.1 創(chuàng)建牌盒 將來存儲牌面的 ArrayListpokerBox = new ArrayList (); //1.2 創(chuàng)建花色集合 ArrayList colors = new ArrayList (); //1.3 創(chuàng)建數(shù)字集合 ArrayList numbers = new ArrayList (); //1.4 分別給花色 以及 數(shù)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 創(chuàng)造牌 拼接牌操作 // 拿出每一個花色 然后跟每一個數(shù)字 進(jìn)行結(jié)合 存儲到牌盒中 for (String color : colors) { //color每一個花色 //遍歷數(shù)字集合 for(String number : numbers){ //結(jié)合 String card = color+number; //存儲到牌盒中 pokerBox.add(card); } } //1.6大王小王 pokerBox.add("小?"); pokerBox.add("大?"); // System.out.println(pokerBox); //洗牌 是不是就是將 牌盒中 牌的索引打亂 // Collections類 工具類 都是 靜態(tài)方法 // shuffer方法 /* * static void shuffle(List> list) * 使用默認(rèn)隨機(jī)源對指定列表進(jìn)行置換。 */ //2:洗牌 Collections.shuffle(pokerBox); //3 發(fā)牌 //3.1 創(chuàng)建 三個 玩家集合 創(chuàng)建一個底牌集合 ArrayList player1 = new ArrayList (); ArrayList player2 = new ArrayList (); ArrayList player3 = new ArrayList (); ArrayList dipai = new ArrayList (); //遍歷 牌盒 必須知道索引 for(int i = 0;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("令狐沖:"+player1); System.out.println("田伯光:"+player2); System.out.println("綠竹翁:"+player3); System.out.println("底牌:"+dipai); } }
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