八. 核心类库
1. ArrayList
数组缺点
ArrayList，它常常被用来替代数组
数组的缺点：不能自动扩容，比如已经创建了大小为 5 的数组，再想放入一个元素，就放不下了，需要创建更大的数组，还得把旧数组的元素迁移过去。
自己来做比较麻烦
public class TestArray {
public static void main(String[] args) {
String[] arr0 = new String[]{"a", "b", "c", "d", "e"};
String[] arr1 = new String[6];
for (int i = 0; i < arr0.length; i++) {
arr1[i] = arr0[i];
}
arr1[5] = "f";
System.out.println(Arrays.toString(arr0));
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
}
}
- 想看数组内所有元素，循环遍历，依次打印是一个办法
- 用 Arrays.toString 方法是更简单的办法
ArrayList 自动扩容
这时可以使用 ArrayList 来替代 String[]，它的内部仍然是数组，只是封装了更多实用的逻辑
ArrayList list = new ArrayList(5); // 指定初始容量为 5, 如果不指定默认是 10
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");
list.add("d");
list.add("e");
// 不用担心容量不够, 它内部封装了扩容的逻辑, 每次按原来容量的 1.5 扩容, 向下取整, 如 5->7->10
list.add("f");
System.out.println(list);
- ArrayList 每次扩容后，会预留一些空位，避免了频繁扩容
- 封装带来的问题是看不到内部的结构，没关系，可以使用 debug 工具来调试
Debug 调试
前面说了，ArrayList 封装了扩容逻辑，这对使用者当然是一件好事，就像我们平时使用家用电器似的，不需要知道这些电器内部如何工作，只需要会按它们对外的几个开关、按钮就足够了。像这个 ArrayList，我们只需要会创建对象，调用它的add方法就够用了，不需要看它内部结构
不过呢，有利必然有弊，比如你想观察验证它的扩容规则是不是真的是如我所说的 1.5 倍，封装就会带来障碍。这里交给大家一招深入对象内部，探究它组成结构的好办法，debug 调试。
debug 的第一步要添加断点，所谓断点就是让代码运行到断点处先停下来，不要向下走了，这样就能方便我们观察对象状态。在 18 行加一个断点，然后记得用调试模式运行代码
要查看 list 的详情，先按照下图进行选择查看方式
这样就可以观察 list 的内部结构了
ArrayList 遍历与泛型
List 的遍历有多种办法，这里只介绍最简单的一种
for (Object e : list) {
System.out.println(e);
}
// 与之对比, 数组也能类似方式进行遍历
for (String s : arr0) {
System.out.println(s);
}
- 这种遍历称之为增强 for 循环
上例中的 list 是把元素当作 Object 加入到它的内部，再取出来也会当作 Object，有时候，就会不方便
- 例如 list 里放的都是整数，想做个累加
可以用泛型来限制元素的存取类型，例如
ArrayList<String>专门存取字符串类型元素ArrayList<Integer>专门存取整数类型元素- List 中只能存引用类型，不能直接存基本类型
例如
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>(5);
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
list.add(4); // 按 Integer 存
int sum = 0;
for (Integer i : list) { // 按 Integer 取
sum += i;
}
System.out.println(sum);
其中等式右边的 <String> 可以简化为 <>
List 接口
- ArrayList 是 List 接口的一个实现类
- 除它以外，还有 List12 和 ListN 等实现类
- List.of();（Java 9 中引入的新特性）的特点是一旦 list 中元素确定，就不能再向 list 添加、移除元素
List<Integer> list2 = List.of(1, 2, 3, 4);
System.out.println(list2.getClass()); // class java.util.ImmutableCollections$ListN
List<Integer> list3 = List.of(1, 2);
System.out.println(list3.getClass()); // class java.util.ImmutableCollections$List12
-
of 方法隐藏了内部实现细节，对于使用者不需要关心对象的实际类型。
-
要是真想知道这个对象的类型是什么可以不？可以用继承自 Object 的 getClass 方法获得对象的真正类型
2. HashMap
String[] 和 ArrayList<String> 都有一个缺点：查找其中某个元素不高效，例如：
public static String find1(String value) {
String[] array = new String[]{"小明", "小白", "小黑"};
for (String s : array) {
if (s.equals(value)) {
return s;
}
}
return null;
}
public static String find2(String value) {
List<String> list = List.of("小明", "小白", "小黑");
for (String s : list) {
if (s.equals(value)) {
return s;
}
}
return null;
}
可以想象，如果集合大小为 n，而要查找的元素是最后一个，需要比较 n 次才能找到元素
Map
什么是 Map 呢，很简单，它就是一组映射关系。
你看刚才的例子中，是建立了数组索引和数据元素之间的映射关系，根据索引快速找到元素。现在 map 也是一组映射关系，只是把索引变得更有意义而已。用 bright 映射小明，white 映射小白，black 映射小黑，前面的 bright、white、black 称之为 key ，key 需要唯一 ， 后面这些称之为 value
代码如下：
public static String find3(String key) {
Map<String, String> map = Map.of(
"bright", "小明",
"white", "小白",
"black", "小黑"
);
return map.get(key);
}
Map 需要掌握的点：
- 可以用泛型限制 Map 中 key 和 value 的类型
- Map.of 用来创建不可变的 Map，即初始时确定了有哪些 key 和 value，之后就不能新增或删除了
- 根据 key 获取 value，用 get(key) 方法
- 如果想创建可变的 Map，用 new HashMap()
- 存入新的 key，value，用 put(key, value) 方法
- 遍历 Map 也有多种方法，这里介绍一种相对好用的：
for (Map.Entry<String, String> e : map.entrySet()) {
// e.getKey() 获取 key
// e.getValue() 获取 value
}
- 其中 Map.Entry 代表一对儿 key，value
- map.entrySet() 方法来获取所有的 entry
- 增：put(key,value)
- 删：remove(key)
- 改：put(key,value)
- 查：get(key)
- e.getKey() 获取 key
- e.getValue() 获取 value
