【JAVA入门】Day27 - 单列集合体系结构综述

news2024/11/15 21:11:48

【JAVA入门】Day27 - 单列集合体系结构

文章目录

  • 【JAVA入门】Day27 - 单列集合体系结构
      • 1.1 Collection 集合的基本方法
      • 1.2 Collection 集合的遍历方式
        • 1.2.1 迭代器遍历
        • 1.2.2 增强 for 遍历
        • 1.2.3 利用 Lambda 表达式进行遍历
      • 1.3 List 集合的基本方法
      • 1.4 List 集合的遍历方式

        Java 中的集合有一大堆，之前我们学习的 ArrayList 只是其中一种。
在这里插入图片描述

        集合们有自己的体系结构，整体可以分为两类。

  • 第一类是以 Collection 为首的单列集合。
  • 第二类是以 Map 为首的双列集合。

        所谓单列集合，其实就是每次往集合里添加数据的时候，只能添加一个数据；所谓双列集合，其实就是每次往集合里添加数据的时候，添加一对数据。

        单列集合的所有共主是 Collection 类，之后会划分为 List 旁支和 Set 旁支。
        List 系列集合的特点是：添加的元素是有序、可重复、有索引的。
在这里插入图片描述
        所谓有序，就是“存”和“取”的顺序是一样的。
        所谓可重复，表示集合中存储的元素是可以重复的。
        所谓有索引，表示集合中的元素可以被索引访问。

        Set 系列集合和 List 系列集合刚好相反，Set 集合添加的元素是无序、不重复、无索引的。
        无序，表示“存”和“取”的顺序有可能是不一样的。
        不重复，表示集合中存储中的元素不能出现一样的。
        无索引，表示集合中存储的元素不能被索引访问。

1.1 Collection 集合的基本方法

        Collection 是单列集合的祖宗接口，它的功能是全部单列集合都可以继承使用的。

方法名称说明
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(Object obj)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/集合的长度
package Colletcion;

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

public class CollectionDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
       /*     |方法名称| 说明 |
    |--|--|
    | 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(Object obj) | 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/集合的长度 |

    注意点：Collection是一个接口，我们不能直接创建他的对象。
    所以，我们学习他时，只能创建他实现类的对象。
    比如他的实现类有：ArrayList
    */

        //为了学习Collection内部的方法
        //我们利用多态，把子类对象赋值给Collection，这样可以直接调用Collection里的方法
        Collection<String> coll = new ArrayList<String>();

        //1.添加元素
        //add方法有返回值，如果我们要往List系列集合中添加数据，那么方法永远返回true，因为List系列允许元素重复
        //如果我们要给Set系列集合添加元素，如果要添加的元素在集合中不存在，方法返回true；如果要添加的元素已经存在，方法返回false，表示添加失败
        coll.add("aaa");
        coll.add("bbb");
        coll.add("ccc");

        System.out.println(coll);

        //2.清空元素 coll.clear();
        //System.out.println(coll);

        //3.删除
        //注意：因为Collection定义的方法是共性的方法，所以不能通过索引删除。只能通过元素的对象进行删除。
        //删除也有返回值，删除成功返回true;删除失败返回false
        //如果你给的参数这个元素在集合中不存在，就会删除失败
        coll.remove("aaa");
        System.out.println(coll);

        //4.判断元素是否包含
        //细节：contains方法底层是依赖equals方法进行判断是否存在的
        //所以，如果集合中存储的是自定义对象，也想通过contains方法来判断是否包含
        //那么，在Javabean中一定要重写equals方法
        boolean result = coll.contains("aaa");
        System.out.println(result);   //false

        //5.判断集合是否为空
        boolean result2 = coll.isEmpty();
        System.out.println(result2);

        //6.返回集合元素个数
        int num = coll.size();
        System.out.println(num);

    }
}

        这里面要注意 contains 方法的使用，在判断是否含有自定义对象类型元素时，需要在 Student 类中重写 equals 方法。

package Colletcion;

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

public class CollectionDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建集合对象
        Collection<Student> coll = new ArrayList<>();

        //2.创建三个学生对象
        Student stu1 = new Student("zhangsan",31);
        Student stu2 = new Student("wangwu",22);
        Student stu3 = new Student("zhaoliu",18);

        //3.把学生对象添加到集合中
        coll.add(stu1);
        coll.add(stu2);
        coll.add(stu3);

        //4.判断集合中某一个学生对象是否包含
        //如果同姓名同年龄，那么就认为是同一个学生
        Student stu4 = new Student("zhangsan" ,31);
        //contains方法在底层是依赖equals方法判断对象是否一致的
        //如果存的是自定义对象，没有重写equals方法，那么默认使用Object类中的equals方法进行判断
        //Object中的equals方法仅仅依赖地址值进行判断，不满足需求，故要提前在Student类中重写其equals方法
        System.out.println(coll.contains(stu4));        //true
    }
}

package Colletcion;

import java.util.Objects;

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;
    }

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

1.2 Collection 集合的遍历方式

        Collection集合主要有三种遍历方式：迭代器遍历、增强for遍历、Lambda表达式遍历。
        以上三种遍历方式是单列集合通用的遍历方式，下面我们依次来学习。

1.2.1 迭代器遍历

        用迭代器进行遍历，不依赖索引，它是集合专用的遍历方式，在 Java 中其类名写作 Iterator。
        使用 Collection 集合获取迭代器，默认指向当前集合的 0 索引处。

Iterator<E> iterator();

        然后利用集合中的两个方法来获取和遍历集合中的元素。

常用方法说明
boolean hasNext()判断当前位置是否有元素，有元素返回true，没有元素返回false
E next()获取当前位置的元素，并将迭代器对象移向下一个位置
package Colletcion;

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

public class Iterators {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> coll = new ArrayList<>();

        coll.add("三");
        coll.add("连");
        coll.add("外");
        coll.add("加");
        coll.add("转");
        coll.add("发");
        coll.add("了");
        coll.add("吗");
        coll.add("?");
        coll.add("?");

        Iterator<String> it = coll.iterator();
        //hasNext()表示获取当前位置是否有元素，可作为循环的判断依据
        while(it.hasNext()){
                String str = it.next();
                System.out.print(str);
            }
        }
}

        使用迭代器遍历时，要注意以下几点：

  • 如果迭代器已经指向空，再调用 next 方法会报错：NoSuchElementException。
  • 迭代器遍历完毕后，指针不会复位。
  • 循环中只能用一次 next 方法。
  • 迭代器遍历时，不能用集合的方法进行增加或删除，否则可能会发生指针异常。
1.2.2 增强 for 遍历

        增强 for 的底层其实就是迭代器，它是为了简化迭代器的代码书写而诞生的。它在JDK5之后出现，其内部原理是一个 Iterator 迭代器。
        注意，所有的单列集合和数组才能用增强 for 进行遍历。
        格式：

for (元素的数据类型 变量名:数组或集合){

}

        用例：

for (String s : list) {
	System.out.println(s);
}

        细节：

  • 修改增强 for 中的变量，不会改变集合中原本的数据。
for (String s : list) {
	s = "q";
}

        这是因为第三方变量在遍历过程中，仅仅用于记录集合中的元素内容，而不涉及到集合中的元素本身，因此不会改变集合中元素的值。

1.2.3 利用 Lambda 表达式进行遍历

        得益于 JDK8 开始的新技术 Lambda 表达式，遍历集合有了第三种方法。
        如下代码，实现 Consumer 接口重写 accept 方法。

package Colletcion;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.function.Consumer;

public class LambdaTest {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建集合并添加元素
        Collection<String> coll = new ArrayList<>();
        coll.add("zhangsan");
        coll.add("lisi");
        coll.add("wangwu");
        //2.利用匿名内部类的形式
        //forEach底层其实也会自己遍历集合，依次得到每一个元素
        //s就是记录每一个元素的遍历，传递给accept方法
        /*coll.forEach(new Consumer<String>(){
            @Override
            //s依次表示集合中的每一个数据
            public void accept(String s) {
                System.out.println(s);
            }
        });*/
        
        //lambda表达式
        //() -> {}
        coll.forEach(s -> System.out.println(s));
    }
}

1.3 List 集合的基本方法

        List 集合是 Collection 下的一种旁支，它的特点是：有序、有索引、可重复。Collection 中的方法，List 都有继承，而 List 集合加入了索引相关的方法，我们只需要再学习索引相关操作即可。

方法名称说明
void add(int index, E element)在此集合中的指定位置插入指定的元素
E remove(int index)删除指定索引处的元素，返回被删除的元素
E set(int index, E element)修改指定索引处的元素，返回被修改的元素
E get(int index)返回指定索引处的元素
package Colletcion;

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

public class ListTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建一个集合
        //List也是一个接口，不能直接创建对象
        //利用多态，创建一个其实现类对象赋给它，就可以用它来调用方法
        List<String> list = new ArrayList<>();

        //2.添加元素
        list.add("aaa");
        list.add("bbb");
        list.add("ccc");

        //3.打印集合
        System.out.println(list);

        //4.在指定的索引处添加元素
        //把元素添加到这个索引处，则原来这里的元素会依次往后移
        list.add(1,"QQQ");
        System.out.println(list);

       /* //5.删除指定索引的元素
        //返回值是被删除的元素
        String remove = list.remove(0);
        System.out.println(remove);
        System.out.println(list);

        //remove方法存在重载，在重载时，会优先调用实参和形参一致的方法
        List<Integer> tempList = new ArrayList<>();
        tempList.add(1);
        tempList.add(2);
        tempList.add(3);
        tempList.remove(1);  //这里的1不是元素1，而是1索引
        //如果想确切删除1这个元素，可以手动装箱
        Integer i = Integer.valueOf(1); //获取1的包装类对象
        tempList.remove(i);             //此时删除的就是1这个元素本身*/

        //6.set方法修改元素
        String result = list.set(0, "QQQ");
        System.out.println(result);
        System.out.println(list);

        //7.get方法通过索引获取元素
        String s = list.get(0);
        System.out.println(s);
    }
}

1.4 List 集合的遍历方式

        List 集合继承于 Collection 集合，刚才介绍的三种 Collection 集合的遍历方式在这里仍然适用。List 集合一共有五种遍历方式：

  • 迭代器遍历
  • 列表迭代器遍历
  • 增强 for 遍历
  • Lambda 表达式遍历
  • 基本 for 循环遍历
package Colletcion;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;
import java.util.function.Consumer;

public class ListTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合并添加元素
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("aaa");
        list.add("bbb");
        list.add("ccc");

        //1.迭代器方式
        Iterator<String> it = list.iterator();
        while(it.hasNext()) {
            String str = it.next();
            System.out.println(str);
        }

        //2.增强for
        for (String s : list) {
            System.out.println(s);
        }

        //3.lambda表达式
		/*list.forEach(new Consumer<String>(){
            @Override
            public void accept(String s){
                System.out.println(s);
            }
        });*/

        list.forEach(s -> System.out.println(s));

        //4.简单for循环
        for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }

        //5.列表迭代器
        //列表迭代器是一个接口，不能直接创建对象
        //hasNext() next() hasPrevious() previous() add()
        //获取一个列表迭代器的对象用listIterator()方法
        ListIterator<String> itr = list.listIterator();
        while(itr.hasNext()) {
            String str = itr.next();
            //list迭代器额外添加了一个方法：在遍历过程中，可以添加元素
            //下面的代码在“bbb”元素后添加了一个“QQQ”元素，调用迭代器本身的add()方法
            if("bbb".equals(str)){
                itr.add("QQQ");
            }
        }

        System.out.println(list);

    }
}

        这五种遍历方式可以说是有不同的用途：

  • 在遍历过程中，如果要删除元素，请使用迭代器遍历。
  • 在遍历过程中，如果要添加元素，请使用列表迭代器遍历。
  • 如果仅仅想遍历，那么使用增强 for 或 Lambda 表达式即可。
  • 如果在遍历时想对索引进行操作，可以使用普通 for 循环进行遍历。

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