Java編程基礎(chǔ)16——Colletion集合

TerryCai 發(fā)布于2019-08-19 11:11 / 3302人閱讀

摘要：集合的長度的是可變的，可以根據(jù)元素的增加而增長。如果元素個數(shù)不是固定的推薦用集合。線程安全，效率低。相對查詢慢線程安全的相對增刪慢數(shù)組結(jié)構(gòu)底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是鏈表，查詢慢，增刪快。線程不安全，效率高。

1_對象數(shù)組的概述和使用

A:案例演示

需求：我有5個學生，請把這個5個學生的信息存儲到數(shù)組中，并遍歷數(shù)組，獲取得到每一個學生信息。

import net.allidea.bean.Student;
public class Colletion_1_Array {    
    public static void main(String[] args) {
//        int[] arr = new int[5];                    //創(chuàng)建基本數(shù)據(jù)類型數(shù)組
        Student[] arr = new Student[5];            //創(chuàng)建引用數(shù)據(jù)類型數(shù)組
        arr[0] = new Student("張三", 23);        //創(chuàng)建一個學生對象，存儲在數(shù)組第一個位置
        arr[1] = new Student("李四", 24);
        arr[2] = new Student("王五", 25);
        arr[3] = new Student("趙六", 26);
        arr[4] = new Student("馬哥", 20);
        
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);            //toString
        }
    }
}

B:畫圖演示

把學生數(shù)組的案例畫圖講解

數(shù)組和集合存儲引用數(shù)據(jù)類型,存的都是地址值

2_集合的由來及集合繼承體系圖

A:集合的由來

數(shù)組長度是固定,當添加的元素超過了數(shù)組的長度時需要對數(shù)組重新定義,太麻煩,java內(nèi)部給我們提供了集合類，能存儲任意對象，長度是可以改變的，隨著元素的增加而增加，隨著元素的減少而減少。

B:數(shù)組和集合的區(qū)別

區(qū)別1 :

數(shù)組既可以存儲基本數(shù)據(jù)類型，又可以存儲引用數(shù)據(jù)類型，基本數(shù)據(jù)類型存儲的是值，引用數(shù)據(jù)類型存儲的是地址值

集合只能存儲引用數(shù)據(jù)類型(對象)集合中也可以存儲基本數(shù)據(jù)類型，但是在存儲的時候會自動裝箱變成對象。

區(qū)別2:

數(shù)組長度是固定的，不能自動增長。

集合的長度的是可變的，可以根據(jù)元素的增加而增長。

C:數(shù)組和集合什么時候用

1,如果元素個數(shù)是固定的推薦用數(shù)組。

2,如果元素個數(shù)不是固定的推薦用集合。

D:集合繼承體系圖

Collection(單列集合的根接口)

List(有序，存取順序一致，有索引，可以重復存儲)

ArrayList(數(shù)組實現(xiàn))

LinkedList(鏈表實現(xiàn))

Vector(1.0數(shù)組實現(xiàn))

Set(無序，不一致，無索引，不可重復存儲)

HashSet(哈希算法)

TreeSet(二叉樹算法)**

3_Collection集合的基本功能測試

A:案例演示

基本功能演示
boolean add(E e)
boolean remove(Object o)
void clear()
boolean contains(Object o)
boolean isEmpty()
int size()

B:注意:

collectionXxx.java使用了未經(jīng)檢查或不安全的操作.
注意:要了解詳細信息,請使用 -Xlint:unchecked重新編譯，java編譯器認為該程序存在安全隱患，溫馨提示:這不是編譯失敗,所以先不用理會,等學了泛型你就知道了。

add方法如果是List集合一直都返回true，因為List集合中是可以存儲重復元素的，如果是Set集合當存儲重復元素時候，就會返回false

ArrayList的父類的父類重寫toString方法，所以在打印對象的引用的時候，輸出的結(jié)果不是Object類中的toString結(jié)果

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import net.allidea.bean.Student;
@SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" })
public class Colletion_2_demo {    
    public static void main(String[] args) {
//        addDemo();
        Collection c = new ArrayList();        //父類引用指向子類對象
        c.add("a");
        c.add("b");
        c.add("c");
        c.add("d");
        c.add("e");
        
//        c.remove("b");                        //刪除指定元素
        c.clear();                            //清空集合
//        System.out.println(c);
//        System.out.println(c.contains("b"));//判斷是否包含
        System.out.println(c.isEmpty());    //判斷是否為空
        System.out.println(c.size());        //獲取元素的個數(shù)
    }

    private static void addDemo() {
        Collection c = new ArrayList();        //父類引用指向子類對象
        boolean b1 = c.add("abc");
        boolean b2 = c.add(true);            //自動裝箱new Boolean(true);
        boolean b3 = c.add(100);
        boolean b4 = c.add(new Student("張三",23));        //
        boolean b5 = c.add("abc");
        
        System.out.println(b1);
        System.out.println(b2);
        System.out.println(b3);
        System.out.println(b4);
        System.out.println(b5);
        System.out.println(c.toString());
    }
}

4_集合的遍歷之集合轉(zhuǎn)數(shù)組遍歷

A:集合的遍歷

其實就是依次獲取集合中的每一個元素。

B:案例演示

把集合轉(zhuǎn)成數(shù)組，可以實現(xiàn)集合的遍歷

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import net.allidea.bean.Student;

@SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" })
public class Colletion_3_demo {
    public static void main(String[] args) {
//        demo1();
        Collection c = new ArrayList();            //Object obj = new Student("張三"，23);
        c.add(new Student("張三", 23));
        c.add(new Student("李四", 24));
        c.add(new Student("王五", 25));
        c.add(new Student("趙六", 26));
        
        Object[] arr = c.toArray();                //將集合轉(zhuǎn)換成數(shù)組
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
//            System.out.println(arr[i]);
            Student s = (Student)arr[i];            //向下轉(zhuǎn)型
            System.out.println(s.getName() + "..." + s.getAge());
        }
    }

    private static void demo1() {
        Collection c = new ArrayList();
        c.add("a");
        c.add("b");
        c.add("c");
        c.add("d");
        
        Object[] arr = c.toArray();            //將集合轉(zhuǎn)換成數(shù)組
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }
}

5_Collection集合的帶All功能測試

A:案例演示
帶All的功能演示
boolean addAll(Collection c)
boolean removeAll(Collection c)
boolean containsAll(Collection c)
boolean retainAll(Collection c)

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
@SuppressWarnings({ "unchecked", "rawtypes" })
public class Collection_4_demo {
    public static void main(String[] args) {
//        addAllDemo();
//        removeAllDemo();
//        containsAllDemo();
        Collection c1 = new ArrayList();
        c1.add("a");
        c1.add("b");
        c1.add("c");
        c1.add("d");
        
        Collection c2 = new ArrayList();
        c2.add("a");
        c2.add("b");
//        c2.add("z");
        
        boolean b = c1.removeAll(c2);//取交集,如果調(diào)用的集合改變就返回true，如果調(diào)用的集合不變就返回false
        System.out.println(b);
        System.out.println(c1);
    }

    private static void containsAllDemo() {
        Collection c1 = new ArrayList();
        c1.add("a");
        c1.add("b");
        c1.add("c");
        c1.add("d");
        
        Collection c2 = new ArrayList();
//        c2.add("a");
//        c2.add("b");
        c2.add("z");
        
        boolean b = c1.containsAll(c2);            //判斷調(diào)用的集合是否包含傳入的集合
        System.out.println(b);
    }

    private static void removeAllDemo() {
        Collection c1 = new ArrayList();
        c1.add("a");
        c1.add("b");
        c1.add("c");
        c1.add("d");
        
        Collection c2 = new ArrayList();
        c2.add("a");
        c2.add("b");
        c2.add("z");

        boolean b = c1.removeAll(c2);        //刪除的是交集內(nèi)容
        System.out.println(b);
        System.out.println(c1);
    }

    private static void addAllDemo() {
        Collection c1 = new ArrayList();
        c1.add("a");
        c1.add("b");
        c1.add("c");
        c1.add("d");
        
        Collection c2 = new ArrayList();
        c2.add("aa");
        c2.add("bb");
        c2.add("cc");
        c2.add("dd");
        
        c1.addAll(c2);                    //將c2整體元素添加到c1中
        c1.add(c2);                        //將c2看成一個對象添加到c1中
        System.out.println(c1);
    }
}

6_集合的遍歷之迭代器遍歷

A:迭代器概述

集合是用來存儲元素,存儲的元素需要查看,那么就需要迭代(遍歷)

B:案例演示

迭代器的使用

Collection存儲自定義對象并用迭代器遍歷

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

import net.allidea.bean.Student;
@SuppressWarnings({ "unchecked", "rawtypes" })
public class Collection_5_demo {    
    public static void main(String[] args) {
//        demo1();
        Collection c = new ArrayList();
        c.add(new Student("張三",23));            //Object obj = new Student("張三",23);
        c.add(new Student("李四",24));
        c.add(new Student("王五",25));
        c.add(new Student("趙六",26));
        c.add(new Student("田七",27));

/*        for(Iterator it = c.iterator();it.hasNext();) {
            Student s = (Student)it.next();                        //向下轉(zhuǎn)型
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());    //獲取對象中的姓名和年齡
        }*/

//        獲取迭代器
        Iterator it = c.iterator();
        while(it.hasNext()) {
//            System.out.println(it.next());
            //System.out.println(((Student)(it.next())).getName() + "," + ((Student)(it.next())).getAge());
            Student s = (Student)it.next();        //向下轉(zhuǎn)型
            System.out.println(s.getName() + "..." + s.getAge());
        }
    }

    private static void demo1() {
        Collection c = new ArrayList();
        c.add("a");
        c.add("b");
        c.add("c");
        c.add("d");
        
        //對集合中的元素迭代（遍歷）
        Iterator it = c.iterator();            //獲取迭代器
        /*boolean b1 = it.hasNext();            //判斷集合中是否有元素，有就返回true
        Object obj1 = it.next();
        System.out.println(b1);
        System.out.println(obj1);
        
        boolean b2 = it.hasNext();            //判斷集合中是否有元素，有就返回true
        Object obj2 = it.next();
        System.out.println(b2);
        System.out.println(obj2);*/
        
        while(it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }
    }
}

7_迭代器的原理及源碼解析(了解)

A:迭代器原理

迭代器原理:迭代器是對集合進行遍歷,而每一個集合內(nèi)部的存儲結(jié)構(gòu)都是不同的,所以每一個集合存和取都是不一樣,那么就需要在每一個類中定義hasNext()和next()方法,這樣做是可以的,但是會讓整個集合體系過于臃腫,迭代器是將這樣的方法向上抽取出接口,然后在每個類的內(nèi)部,定義自己迭代方式,這樣做的好處有二,第一規(guī)定了整個集合體系的遍歷方式都是hasNext()和next()方法,第二,代碼有底層內(nèi)部實現(xiàn),使用者不用管怎么實現(xiàn)的,會用即可

B:迭代器源碼解析

1,在eclipse中ctrl + shift + t找到ArrayList類

2,ctrl+o查找iterator()方法

3,查看返回值類型是new Itr(),說明Itr這個類實現(xiàn)Iterator接口

4,查找Itr這個內(nèi)部類,發(fā)現(xiàn)重寫了Iterator中的所有抽象方法

8_List集合的特有功能概述和測試

A:List集合的特有功能概述

void add(int index,E element)

E remove(int index)

E get(int index)

E set(int index,E element)

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

public class List_1_demo {

/*    * A:List集合的特有功能概述
    * void add(int index,E element)
    * E remove(int index)
    * E get(int index)
    * E set(int index,E element)*/
    
    public static void main(String[] args) {
//        demo1();
//        demo2();
//        demo3();
//        demo4();
        demo5();
        
    }

    private static void demo5() {
        List list = new ArrayList();
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("d");
        
        list.set(1, "z");
        System.out.println(list);        //將制定位置的元素修改
    }

    private static void demo4() {
        List list = new ArrayList();
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("d");
        
//        Object obj1 = list.get(1);
//        System.out.println(obj1);
        //通過索引遍歷list集合
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }

    private static void demo3() {
        List list = new ArrayList();
        list.add(111);
        list.add(222);
        list.add(333);
        
        list.remove(0);                        //刪除的時候不會自動裝箱，把111當索引
        System.out.println(list);
    }

    private static void demo2() {
        List list = new ArrayList();
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("d");
        
        Object obj = list.remove(1);        //通過索引刪除元素，將被刪除的元素返回
        System.out.println(obj);
        System.out.println(list);
    }

    private static void demo1() {
        List list = new ArrayList();        //開發(fā)時直接創(chuàng)建子類對象
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("d");
        list.add(1, "f");        //index <= size且>=零都可以
//        list.add(1, "e");
//        list.add(10,"z");        //使用不存在的索引時，索引越界異常java.lang.IndexOutOfBoundsException
        System.out.println(list);
    }
}

9_List集合存儲學生對象并遍歷

A:案例演示

通過size()和get()方法結(jié)合使用遍歷。

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import net.allidea.bean.Student;
@SuppressWarnings({ "unchecked", "rawtypes" })
public class List_2_demo {    
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList();
        list.add(new Student("張三",23));            //Object obj = new Student("張三",23);
        list.add(new Student("李四",24));
        list.add(new Student("王五",25));
        list.add(new Student("趙六",26));
        list.add(new Student("田七",27));
        
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {        //通過索引獲取每一個元素
//            System.out.println(list.get(i));
            Student s = (Student)list.get(i);
            System.out.println(s.getName() + "..." + s.getAge());
        }
    }
}

10_并發(fā)修改異常產(chǎn)生的原因及解決方案

A:案例演示

需求：我有一個集合，請問，我想判斷里面有沒有"world"這個元素，如果有，我就添加一個"javaee"元素，請寫代碼實現(xiàn)。

        List list = new ArrayList<>();
        list.add("a");        //Object obj = new String();
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("world");
        list.add("d");
        list.add("e");
        
        Iterator it = list.iterator();    //獲取迭代器
        while(it.hasNext()) {
            String str = (String)it.next();//向下轉(zhuǎn)型
            if("world".equals(str)) {
                list.add("javaee");        //遍歷的同時在增加元素，并發(fā)修改ConcurrentModificationException
            }
            System.out.println(list);
        }

B:ConcurrentModificationException出現(xiàn)

迭代器遍歷，集合修改集合

C:解決方案

a:迭代器迭代元素，迭代器修改元素(ListIterator的特有功能add)

b:集合遍歷元素，集合修改元素

        ListIterator lit = list.listIterator();    //獲取迭代器，list集合特有的
        while(lit.hasNext()) {
            String str = (String)lit.next();//向下轉(zhuǎn)型
            if("world".equals(str)) {
//                list.add("javaee");        //遍歷的同時在增加元素，并發(fā)修改ConcurrentModificationException
                lit.add("javaee");
            }
            System.out.println(list);
        }

11_ListIterator(了解)

boolean hasNext()是否有下一個

boolean hasPrevious()是否有前一個

Object next()返回下一個元素

Object previous();返回上一個元素

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;
public class List_4_ListIterator {
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList();
        list.add("a");        //Object obj = new String();
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("world");
        list.add("d");
        list.add("e");
        
        ListIterator lit = list.listIterator();
        /*while(lit.hasNext()) {
            System.out.println(lit.next());
        }*/
        System.out.println("------------");
        while(lit.hasPrevious()) {
            System.out.println(lit.previous());
        }
    }
}

12_Vector的特有功能(了解)

A:Vector類概述

B:Vector類特有功能

public void addElement(E obj)

public E elementAt(int index)

public Enumeration elements()

C:案例演示

Vector的迭代

import java.util.Enumeration;
import java.util.Vector;
public class List_5_Vector {
    public static void main(String[] args) {
        Vector v = new Vector();            //創(chuàng)建集合對象,List的子類
        v.addElement("a");
        v.addElement("b");
        v.addElement("c");
        v.addElement("d");
        //Vector迭代
        Enumeration en = v.elements();        //獲取枚舉
        while(en.hasMoreElements()) {        //判斷集合中是否有元素
            System.out.println(en.nextElement());//獲取集合中的元素    
        }
    }
}

13_數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之數(shù)組和鏈表

A:數(shù)組

查詢快修改也快(有索引)

增刪慢（排隊模式）

B:鏈表

查詢慢,修改也慢（傳花法）

增刪快（無順序）

14_List的三個子類的特點

A:List的三個子類的特點

ArrayList:

底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)組，查詢快，增刪慢。

線程不安全，效率高。

Vector:

底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)組，查詢快，增刪慢。

線程安全，效率低。

Vector相對ArrayList查詢慢(線程安全的)

Vector相對LinkedList增刪慢(數(shù)組結(jié)構(gòu))

LinkedList:

底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是鏈表，查詢慢，增刪快。

線程不安全，效率高。

Vector和ArrayList的區(qū)別

Vector是線程安全的,效率低

ArrayList是線程不安全的,效率高

共同點:都是數(shù)組實現(xiàn)的

ArrayList和LinkedList的區(qū)別

ArrayList底層是數(shù)組結(jié)果,查詢和修改快

LinkedList底層是鏈表結(jié)構(gòu)的,增和刪比較快,查詢和修改比較慢

共同點:都是線程不安全的

B:List有三個兒子，我們到底使用誰呢?

查詢多用ArrayList

增刪多用LinkedList

如果都多ArrayList

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