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集合

我们接下来要学习的内容是Java基础中一个很重要的部分：集合

为了更好的理解集合，我们需要首先引入一个概念：泛型

1 泛型

1.1 概念

我们可以观察一下，下面的代码中有什么元素是我们之前没见过的呢?

其实就是< ? >的部分,它就是泛型 泛型是（Generics）JDK1.5 的一个新特性，通常用来和集合对象一起使用 泛型概念非常重要，它是程序的增强器，它是目前主流的开发方式

1.2 作用

那泛型有什么作用呢？

我们可以把泛型理解成一个“语法糖”，本质上就是编译器为了提供更好的可读性而提供的一种小手段，小技巧，虚拟机层面是不存在所谓“泛型”的概念的。是不有点神奇，不知所云，别着急等我讲完你就清楚了。

我们可以通过泛型的语法定义<>,来约束集合中元素的类型,编译器可以在编译期根据泛型约束提供一定的类型安全检查，这样可以避免程序运行时才暴露BUG,代码的通用性也会更强

泛型可以提升程序代码的可读性,但是它只是一个“语法糖”(编译后这样的部分会被删除,不出现在最终的源码中),所以不会影响JVM后续运行时的性能.

1.3 泛型示例

示例1 : 我们创建一个ArrayList,看到eclipse发出黄线警告,这是为什么呢?

原因:ArrayList定义时使用了泛型,在声明时需要指定具体的类型 我们把这个”<>”的方式称之为泛型,那么泛型有什么样的作用呢?就是在编译阶段检查传入的参数是否正确 有了泛型,我们可以看到要求存放的是String类型,而测试时存放的是int类型的100,所以编译器报错: 类型List的add方法要求添加的类型为String类型,int类型不匹配,不能正确存入

1.4 泛型声明

泛型可以在接口 类 方法上使用

在方法的返回值前声明了一个,表示后面出现的E是泛型,而不是普通的java变量

1.5 常用名称

1.6 练习:泛型测试

创建包: cn.tedu. generic

创建类: TestGeneric1.java

package cn.tedu.generic;import java.util.ArrayList;import java.util.List;/**本类用于测试泛型的优点*/public class TestGeneric1 {
   	public static void main(String[] args) {
   		/**1.泛型是怎么来的?--想要模拟数组的数据类型检查*/		String[] a = new String[5];//创建一个用来存放String类型数据的数组,长度为5		a[2] = "泡泡";		a[4] = "涛涛";		//数组的好处:在编译时期检查数据的类型,如果不是要求的类型会在编译器就报错		//a[0] = 1;		//a[1] = 8.8;		//a[3] = 'c';				/**2.泛型通常会结合着集合一起使用*/		List list = new ArrayList();//注意导包:java.util...		//没有泛型,数据类型根本没有约束 -- 太自由!!!		list.add("江江");		list.add(1);		list.add(8.8);		list.add('a');		System.out.println(list);//通过打印查看集合中的元素				/**3.引入泛型--主要目的是想通过泛型来约束集合中元素的类型
   */		/**4.泛型的好处:可以把报错的时机提前,在编译期就报错,而不是运行后抛出异常		 * 在向集合中添加元素时,会先检查元素的数据类型,不是要求的类型就编译失败		 * */		List
   
     list2 = new ArrayList
    
     ();//注意导包:java.util...		list2.add("雷神");//约束了类型以后,只可以传String参数		//list2.add(1);		//list2.add(8.8);		//list2.add('d');				/**5.
     
      --type的值应该如何写?		 * 需要查看要存放的数据类型是什么,根据类型进行定义		 * 但是type必须是引用类型,不是基本类型		 */		//List
      
        list3 = new ArrayList
       
        ();//注意导包:java.util...		List
        
          list3 = new ArrayList
         
          ();//注意导包:java.util... list3.add(100); list3.add(200); System.out.println(list3); }}
         
        
       
      
     
    
   

1.7 练习:泛型测试2

创建包: cn.tedu. generic

创建类: TestGeneric2.java

package cn.tedu.generic;/**本类用来测试泛型的优点2*/public class TestGeneric2 {
   	public static void main(String[] args) {
   		//需求:打印指定数组中的所有元素		Integer[] a = {
   1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};		print(a);				String[] b = {
   "大哥","二哥","三哥","四哥","五哥","六哥","小弟"};		print(b);				Double[] c = {
   6.0,6.6,6.66,6.666,6.6666};		print(c);	}	/**1.泛型可以实现通用代码的编写,使用E表示元素的类型是Element类型 -- 可以理解成神似多态*/	/**2.泛型的语法要求:如果在方法上使用泛型,必须两处同时出现,一个是传入参数的类型,一个是返回值前的泛型类型,表示这是一个泛型*/	private static 
   
     void print(E[] e) {
   		for(E d :e) {
   			System.out.println(d);		}	}//	public static void print(Double[] c) {
   //		for(Double d : c) {
   //			System.out.println(d);//		}//	}////	public static void print(String[] b) {
   //		for(String s : b) {
   //			System.out.println(s);//		}//	}////	public static void print(Integer[] a) {
   //		//使用普通循环遍历数组比较复杂,引入高效for循环//		//普通循环的好处是可以控制循环的步长(怎么变化)//		for (int i = 0; i < a.length; i=i+2) {
   //			System.out.println(a[i]);//		}//		/**//		 * 高效for/foreach循环--如果只是单纯的从头到尾的遍历,使用增强for循环//		 * 好处:比普通的for循环写法简便,而且效率高//		 * 坏处:没有办法按照下标来操作值,只能从头到尾依次遍历//		 * 语法:for(1 2 : 3){代码块} 3是要遍历的数据  1是遍历后得到的数据的类型 2是遍历起的数据名//		 *///		for(Integer i : a) {
   //			System.out.print(i);//		}//	}}
   

2 Collection接口

2.1 集合前言

Java语言的java.util包中提供了一些集合类,这些集合类又称之为容器

提到容器不难想到数组,集合类与数组最主要的不同之处是,数组的长度是固定的,集合的长度是可变的，而数组的访问方式比较单一,插入/删除等操作比较繁琐,而集合的访问方式比较灵活 常用的集合类有List集合,Set集合,Map集合,其中List集合与Set集合继承了Collection接口,各个接口还提供了不同的实现类.

2.2 集合概念

集合的英文名称是Collection,是用来存放对象的数据结构,而且长度可变,可以存放不同类型的对象,并且还提供了一组操作成批对象的方法.Collection接口层次结构 中的根接口,接口不能直接使用,但是该接口提供了添加元素/删除元素/管理元素的父接口公共方法.

由于List接口与Set接口都继承了Collection接口,因此这些方法对于List集合和Set集合是通用的.

2.3 集合的继承结构

Collection接口

List 接口【数据有下标，有序，可重复】

ArrayList子类

LinkedList子类

Set 接口【数据无下标，无序，不可重复】

HashSet子类

Map 接口【键值对的方式寸数据】

HashMap子类

2.4 Collection方法速查表

2.4 练习:Collection接口测试

创建包: cn.tedu.collection

创建类: TestCollection.java

package cn.tedu.colletion;import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.Collection;import java.util.Iterator;/**本类用来测试Collection接口*/public class TestColletion {
   	public static void main(String[] args) {
   		//1.创建Collection接口相关对象		//Collection c = new Collection();//报错,因为Collection是接口不能实例化new 		/**1.
   
    是泛型,用来约束集合中的元素的类型,只能写引用类型,不能是基本类型*/		Collection
    
      c = new ArrayList
     
      ();				//2.1测试常用方法--对于单个集合的方法		c.add(100);//向集合中添加元素		c.add(200);//向集合中添加元素		c.add(300);//向集合中添加元素		c.add(400);//向集合中添加元素		c.add(500);//向集合中添加元素		System.out.println(c);//直接打印查看集合中的元素				//c.clear();//清空集合中的元素		//System.out.println(c);				System.out.println( c.contains(300) );//true,判断集合中是否包含元素300		System.out.println( c.hashCode() );//127240651,返回集合对应的哈希码值		System.out.println( c.isEmpty() );//false,判断集合是否为空		System.out.println( c.remove(100) );//true,移出集合中的元素100,移出成功返回true		System.out.println( c );//[200, 300, 400, 500],100被成功移除		System.out.println( c.size() );//4,获取集合的元素个数/类似数组长度		System.out.println( c.equals(200) );//false,判断是否与100相等				/**接返回值类型快捷键:Shift+alt+L*/		Object[] array = c.toArray();//把集合中的元素放入数组		System.out.println(Arrays.toString(array));//使用数组的工具类查看数组中的元素内容				//2.2测试常用方法--集合间的操作		Collection
      
        c2 = new ArrayList
       
        ();				c2.add(2);//给c2集合添加元素		c2.add(4);//给c2集合添加元素		c2.add(6);//给c2集合添加元素		System.out.println(c2);//[2, 4, 6],直接打印查看c2集合的内容				c.addAll(c2);//把c2集合添加到c集合中		System.out.println(c);//[200, 300, 400, 500, 2, 4, 6],追加操作		System.out.println(c.contains(c2));//false		System.out.println(c.containsAll(c2));//true,查看c集合是否包含c2集合中的所有元素				System.out.println(c.removeAll(c2));//true,删除c集合中属于c2集合的所有元素		System.out.println(c);//[200, 300, 400, 500],查看c集合删除c2集合后的结果,正确删除		//System.out.println(c.retainAll(c2));//true,删除c集合		//System.out.println(c);//[]				//2.3 用来遍历/迭代集合中的元素 Iterator
        
          iterator() /** * 1.如何获取迭代器 c.iterator() * 2.判断集合是否有下个元素 it.hasNext() * 3.获取当前迭代到的元素 it.next() */ Iterator
         
           it = c.iterator(); //通过iterator迭代器,循环获取集合中的元素 while(it.hasNext()) { //hasNext()用来判断集合中是否有下个元素,有就返回true,继续循环取值 Integer num = it.next();//next()用来获取迭代到的元素 System.out.println(num); } }}
         
        
       
      
     
    
   

3 List接口

3.1 概述

有序的colletion(也称为序列).此接口的用户可以对列表中的每个元素的插入位置进行精确的控制,用户可以根据元素的整数索引(在列表中的位置)来访问元素,并搜索列表中的元素.

3.2 特点

1. 元素都有下标
2. 数据是有序的
3. 允许存放重复的元素

3.3 List方法速查表

3.4 练习:List接口测试

创建包: cn.tedu.collection

创建类: TestList.java

package cn.tedu.colletion;import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.List;/**本类用于测试List接口*/public class TestList {
   	public static void main(String[] args) {
   		//1.创建List接口对象,注意此处创建的多态对象,List是接口,不能直接实例化		List
   
     list = new ArrayList
    
     ();//注意导包:java.util...导包快捷键:Ctrl+Shift+O				//2.测试继承自Colletion接口的方法		list.add("大力娃");//向集合中添加元素		list.add("千顺娃");		list.add("头铁娃");		list.add("喷火娃");		list.add("喷水娃");		list.add("隐身娃");		list.add("小紫娃");		System.out.println(list);//查看集合中的所有元素		//list.clear();//清空集合		//System.out.println(list);//[],集合已清空				System.out.println("**********我是一个无情的分界线**************");		System.out.println( list.contains("大力娃"));//判断是否包含元素"大哥"		System.out.println( list.equals("头铁娃"));//判断list对象是否与"二哥"相等		System.out.println( list.hashCode());//获取集合的哈希码值		System.out.println( list.isEmpty());//判断集合是否为空		System.out.println( list.remove("喷水娃"));//移除集合中的元素"五哥"		System.out.println( list );//查看集合中的内容		System.out.println( list.size());//获取集合的元素个数,类似于数组的长度		//将集合中的元素存入数组中,打印需要使用数组的工具类Arrays		System.out.println( Arrays.toString(list.toArray()));//[大哥, 二哥, 三哥, 四哥, 六哥, 七弟]				//3.List接口的特有方法  -- 都是可以根据索引来操作的方式		list.add("小蝴蝶");//追加在最后		System.out.println(list);		list.add(1,"蝎子精");//在指定索引处添加指定的元素		System.out.println(list);		System.out.println(list.get(2));//获取指定下标对应的元素		list.add(3,"小蝴蝶");		System.out.println(list);		System.out.println(list.indexOf("小蝴蝶"));//获取指定元素第一次出现的索引		System.out.println(list.lastIndexOf("小蝴蝶"));//获取指定元素最后一次出现的索引		System.out.println(list.remove(6));//移除指定索引的元素		System.out.println(list.set(0, "妖精蛇"));//重置指定索引处位置的值		System.out.println(list);		List
     
       subList = list.subList(2, 6);//截取子串,[2,6)含头不含尾		System.out.println(subList);				//4.集合间的操作		List
      
        list2 = new ArrayList
       
        ();		list2.add("1");		list2.add("2");		list2.add("3");		System.out.println( list.addAll(list2) );//把list2集合添加到list集合中		System.out.println( list.addAll(1,list2) );//把list2集合添加到list集合的指定位置处		System.out.println( list );		System.out.println( list.contains(list2) );//判断list集合是否有一个元素是list2		System.out.println( list.containsAll(list2) );//判断list集合是否包含list2集合中的所有元素		System.out.println( list.removeAll(list2) );//删除list集合中list2集合中的所有元素		System.out.println( list);	}}
       
      
     
    
   

3.5 练习:List接口测试2

创建包: cn.tedu.collection

创建类: TestList2.java

package cn.tedu.colletion;import java.util.ArrayList;import java.util.Iterator;import java.util.List;import java.util.ListIterator;/**本类用于进一步测试List接口,注意导包:java.util*/public class TestList2 {
   	public static void main(String[] args) {
   		//1.创建List接口对象 导包快捷键:Ctrl+Shift+O		List
   
     list = new ArrayList
    
     ();				//2.向集合中添加元素		list.add("喜羊羊");		list.add("美羊羊");		list.add("懒羊羊");		list.add("沸羊羊");		list.add("小肥羊");		list.add("红太阳");				//3.测试集合的迭代		/**		 * 集合迭代的方式:		 * 1.for循环		 * 2.增强for循环		 * 3.iterator		 * 4.listIterator		 * */		//方式一:因为List集合是有序的,元素有下标,所以可以根据下标进行遍历		//从何开始:0 到哪结束:list.size() 如何变化:i++		for(int i = 0 ; i< list.size() ; i++) {
   			//根据对应的下标来获取集合对应位置上的元素			String s = list.get(i);			System.out.println(s);		}		System.out.println("***********我是一个无情的分割线1***************");				//方式二:普通for循环遍历效率低,可以通过foreach提高遍历效率		//好处:语法简洁效率高 坏处:不能按照下标来处理数据		//格式:for(1 2 : 3){循环体} 3是要遍历的数据 1和2是遍历得到的单个数据的类型 和 名字		for(String s : list) {
   //s就是本次循环/遍历得到的集合中的元素			System.out.println(s);		}		System.out.println("***********我是一个无情的分割线2***************");				//方式三:iterator() 是继承自父接口Collection的		/**1.获取当前集合的迭代器*/		Iterator
     
       it = list.iterator();		/**由于不清楚要遍历的集合中有多少元素,所以我们使用的循环结构是While*/		while(it.hasNext()) {
   //判断集合中是否有下个元素,如果有,返回true,继续遍历			String s = it.next();//获取对应的元素			System.out.println(s);		}		System.out.println("***********我是一个无情的分割线3***************");				//方式四:listIterator()是List接口特有的		//Iterator
      
        Iterator --父接口 --hasNext() --next() --remove()		//ListIterator
       
         ListIterator --子接口,拥有父接口的方法,也有自己特有的方法(逆向迭代)		//public interface ListIterator
        
          extends Iterator
         
           ListIterator
          
            it2 = list.listIterator(); while(it2.hasNext()) { //判断是否还有数据 String s = it2.next();//获取当前遍历得到的数据 System.out.println(s); } //思考:方式3和方式4有什么区别? //3使用的是父接口中的Iterator 4使用的是子接口中的ListIterator //子接口拥有父接口的所有方法,除此之外,子接口也可以拥有自己特有的方法,目前是向前/逆向遍历 }}
          
         
        
       
      
     
    
   

4 ArrayList

4.1 概述

1. 存在java.util包中
2. 内部是用数组结构存放数据,封装数组的操作,每个对象都有下标
3. 内部数组默认的初始容量是10,如果不够会以1.5倍的容量增长
4. 查询快,增删数据效率会低
   
   

4.2 创建对象

4.3 练习:ArrayList测试

创建包: cn.tedu.collection

创建类: TestArrayList.java

package cn.tedu.colletion;import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.Iterator;import java.util.ListIterator;/**本类用于测试ArrayList相关内容*/public class TestArrayList {
   	public static void main(String[] args) {
   		//1.创建对象,使用的是无参构造		//底层会自动帮我们创建数组存放对象,并且数据的初始容量是10		ArrayList
   
     list = new ArrayList();//简写方式				//2.放入数据进行测试常用方法		list.add(100);//向集合中添加元素		list.add(200);//向集合中添加元素		list.add(300);//向集合中添加元素		list.add(400);//向集合中添加元素		list.add(300);//向集合中添加元素		list.add(200);//向集合中添加元素		list.add(0,777);//在指定下标处新增元素		System.out.println(list);				//list.clear();//清空集合		//System.out.println(list);				System.out.println(list.contains(300));//true,判断集合是否包含元素300		System.out.println(list.get(0));//777,获取集合中指定下标位置上的元素		System.out.println(list.indexOf(200));//2,判断集合中指定元素第一次出现的下标		System.out.println(list.lastIndexOf(200));//6,判断集合中指定元素最后一次出现的下标		System.out.println(list.isEmpty());//false,判断集合是否为空		System.out.println(list.remove(1));//100,移除集合中指定下标对应着的元素,移除成功,返回被移除的元素		/**		 *Exception in thread "main" java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index: 300, Size: 6		  *这是根据下标来删除元素的,而此集合没有下标300,最大下标为6,所以会数组下标越界		 *System.out.println(list.remove(300));--错误		 *如果想根据具体的元素内容移除元素,需要先把int类型的数据转成Integer数据类型		 * * */		System.out.println(list.remove(Integer.valueOf(300)));//true		System.out.println(list);		System.out.println(list.set(2, 77));//更改集合中对应下标上元素的值		System.out.println(list);		System.out.println(list.size());		System.out.println(Arrays.toString(list.toArray()));//将集合元素存入数组,打印数组的具体值				//4种迭代方式		//方式1:for循环		System.out.println("方式1");		//开始:0   结束:最大下标(集合长度-1)  变化:++		for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
   			System.out.print(list.get(i));//根据下标获取对应下标位置上的元素		}		//方式2:增强for循环		System.out.println("方式2");		for (Integer i : list) {
   //遍历list集合,每次循环得到的元素是Integer类型的i			System.out.print(i);//打印每次循环到的集合元素		}		//方式3:Iterator		/**1.获取迭代器  2.判断是否还有元素(一般用来做循环条件)  3.获取当前遍历到的元素*/		System.out.println("方式3");		Iterator
    
      it = list.iterator();//获取集合用来迭代的迭代器,此迭代器是继承自Collection接口中的		while(it.hasNext()) {
   //通过迭代器来判断集合中是否还有元素,如果有,继续迭代,如果没有,结束循环			Integer num = it.next();//获取当前遍历到的集合元素			System.out.print(num);//打印当前遍历到的集合元素		}		//方式4:ListIterator		System.out.println("方式4");		ListIterator
     
       it2 = list.listIterator();//获取集合用来迭代的迭代器,此迭代器是List接口中的迭代器		while(it2.hasNext()) {
   //通过迭代器来判断集合中是否还有元素,如果有继续迭代,如果没有,结束循环			Integer s2 = it2.next();//获取当前遍历到的集合元素			System.out.print(s2);//打印当前遍历到的集合元素		}	}	}
     
    
   

5 LinkedList

5.1 概述

链表,两端效率高,底层就是链表实现的

5.2 创建对象

LinkedList() 构造一个空列表

5.3 常用方法

void addFirst(E e) 将指定元素插入此列表的开头

void addLast(E e) 将指定元素添加到此列表的结尾

E getFirst() 返回此列表的第一个元素

E getLast() 返回此列表的最后一个元素

E removeFirst()移除并返回此列表的第一个元素

E removeLast() 移除并返回此列表的最后一个元素

E element() 获取但不移除此列表的头（第一个元素）

boolean offer(E e) 将指定元素添加到此列表的末尾（最后一个元素）

boolean offerFirst(E e) 在此列表的开头插入指定的元素

boolean offerLast(E e) 在此列表末尾插入指定的元素

E peek() 获取但不移除此列表的头（第一个元素）

E peekFirst() 获取但不移除此列表的第一个元素；如果此列表为空，则返回 null

E peekLast() 获取但不移除此列表的最后一个元素；如果此列表为空，则返回 null

E poll()获取并移除此列表的头（第一个元素）

E pollFirst() 获取并移除此列表的第一个元素；如果此列表为空，则返回 null

E pollLast() 获取并移除此列表的最后一个元素；如果此列表为空，则返回 null

5.4练习:LinkedList测试

创建包: cn.tedu.collection

创建类: TestLinkedList.java

package cn.tedu.colletion;import java.util.LinkedList;/**本类用于测试LinkedList的相关测试*/public class TestLinkedList {
   	public static void main(String[] args) {
   		//1.创建对象		LinkedList
   
     list = new LinkedList();		//2.添加数据		list.add("孙悟空");		list.add("猪八戒");		list.add("唐三藏");		list.add("沙师弟");		list.add("白龙马");		System.out.println(list);				//3.1自行测试从collection继承过来的共性方法测试				//3.2 LinkedList特有方法测试		list.addFirst("蜘蛛精");//添加首元素		list.addLast("玉兔精");//添加尾元素		System.out.println(list);				System.out.println(list.getFirst());//获取首元素		System.out.println(list.getLast());//获取尾元素				System.out.println(list.removeFirst());//移除首元素,成功移除会返回移除的数据		System.out.println(list);		System.out.println(list.removeLast());//移除尾元素,成功移除会返回移除的数据		System.out.println(list);				//4.其他测试		//4.1创建对象		LinkedList
    
      list2 = new LinkedList();		//4.2添加数据		list2.add("水浒传");		list2.add("三国演义");		list2.add("西游记");		list2.add("红楼梦");		System.out.println(list2);		System.out.println(list2.element());//获取但不移除此列表的首元素(第一个元素)		/**别名:查询系列*/		System.out.println(list2.peek());//获取但不移除此列表的首元素(第一个元素)		System.out.println(list2.peekFirst());//获取但不移除此列表的首元素(第一个元素)		System.out.println(list2.peekLast());//获取但不移除此列表的尾元素(最后一个元素)				/**别名:新增系列*/		System.out.println(list2.offer("遮天"));//将指定元素添加到列表末尾		System.out.println(list2.offerFirst("斗罗大陆"));//将指定元素插入列表开头		System.out.println(list2.offerLast("斗破苍穹"));//将指定元素插入列表末尾		System.out.println(list2);				/**别名:移除系列*/		System.out.println(list2.poll());//获取并且移除此列表的首元素(第一个元素),成功移除,返回移除元素		System.out.println(list2.pollFirst());//获取并且移除此列表的首元素(第一个元素),成功移除,返回移除元素,如果此列表为空,则返回null		System.out.println(list2.pollLast());//获取并且移除此列表的尾元素(最后一个元素),成功移除,返回移除元素,如果此列表为空,则返回null		System.out.println(list2);	}}
    
   

6 扩展: ArrayList扩容

ArrayList相当于在没指定initialCapacity时就是会使用延迟分配对象数组空间，当第一次插入元素时才分配10（默认）个对象空间。假如有20个数据需要添加，那么会分别在第一次的时候，将ArrayList的容量变为10；之后扩容会按照1.5倍增长。也就是当添加第11个数据的时候，Arraylist继续扩容变为10*1.5=15；当添加第16个数据时，继续扩容变为15 * 1.5 =22个

ArrayList没有对外暴露其容量个数，查看源码我们可以知道，实际其值存放在elementData对象数组中，那我们只需拿到这个数组的长度，观察其值变化了几次就知道其扩容了多少次。怎么获取呢？只能用反射技术了。

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