关键词:
主要内容
- Collection集合
- 迭代器
- 增强for
- 泛型
学习目标
- [ ] 能够说出集合与数组的区别
- [ ] 说出Collection集合的常用功能
- [ ] 能够使用迭代器对集合进行取元素
- [ ] 能够说出集合的使用细节
- [ ] 能够使用集合存储自定义类型
- [ ] 能够使用foreach循环遍历集合
- [ ] 能够使用泛型定义集合对象
- [ ] 能够理解泛型上下限
- [ ] 能够阐述泛型通配符的作用
第一章 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,它们有啥区别呢?
- 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
,今天我们主要学习Collection
集合,在后续学习Map
集合。
- 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。
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学习。
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); //[小李广, 扫地僧, 石破天]
// 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")); //判断 扫地僧 是否在集合中true
//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")); //删除石破天:true
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中的方法不止上面这些,其他方法可以自行查看API学习。
第二章 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,为了能更好地理解迭代器的工作原理,接下来通过一个图例来演示Iterator对象迭代元素的过程:
在调用Iterator的next方法之前,迭代器的索引位于第一个元素之前,不指向任何元素,当第一次调用迭代器的next方法后,迭代器的索引会向后移动一位,指向第一个元素并将该元素返回,当再次调用next方法时,迭代器的索引会指向第二个元素并将该元素返回,依此类推,直到hasNext方法返回false,表示到达了集合的末尾,终止对元素的遍历。
2.3 增强for
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。
第三章 泛型
3.1 泛型概述
在前面学习集合时,我们都知道集合中是可以存放任意对象的,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("itcast");
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("itcast");
// 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。
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)
....
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();
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;
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);
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();
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");
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
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)
第四章 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("player1:"+player1);
System.out.println("player2:"+player2);
System.out.println("player3:"+player3);
System.out.println("底牌:"+dipai);
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