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软底学院：java基础深化之集合、迭代器、增强for循环、泛型

智云科技发布于 2023年7月14日评论关闭阅读(106)
软底学院：java基础深化之集合、迭代器、增强for循环、泛型

Collection

集合，集合是java中提供的一种容器，可以用来存储多个数据。
在前面的学习中，我们知道数据多了，可以使用数组存放或者使用ArrayList集合进行存放数据。那么，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。
  • 集合中存储的元素必须是引用类型数据

集合继承关系图

ArrayList的继承关系:

查看ArrayList类发现它继承了抽象类AbstractList同时实现接口List，而List接口又继承了Collection接口。Collection接口为最顶层集合接口了。
源代码： 

interface List extends Collection {
}
public class ArrayList extends AbstractList implements List{
}

集合继承体系：

这说明我们在使用ArrayList类时，该类已经把所有抽象方法进行了重写。那么，实现Collection接口的所有子类都会进行方法重写。

  • Collecton接口常用的子接口有：List接口、Set接口
  • List接口常用的子类有：ArrayList类、LinkedList类
  • Set接口常用的子类有：HashSet类、LinkedHashSet类

Collection

集合Collection的方法，是集合中所有实现类必须拥有的方法

Object[] toArray() 集合中的元素,转成一个数组中的元素, 集合转成数组 

 /* Collection接口方法
 * Object[] toArray() 集合中的元素,转成一个数组中的元素, 集合转成数组
 * 返回是一个存储对象的数组, 数组存储的数据类型是Object
 */ private static void function_2() {
 Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
 coll.add("abc");
 coll.add("itcast");
 coll.add("itheima");
 coll.add("money");
 coll.add("123");
 
 Object[] objs = coll.toArray();
 for(int i = 0 ; i < objs.length ; i++){
 System.out.println(objs[i]);
 }
 }

学习Java中三种长度表现形式：

  • 数组.length 属性 返回值 int
  • 字符串.length() 方法,返回值int
  • 集合.size()方法, 返回值int

boolean contains(Object o) 判断对象是否存在于集合中,对象存在返回true 

 /*
 * Collection接口方法
 * boolean contains(Object o) 判断对象是否存在于集合中,对象存在返回true
 * 方法参数是Object类型
 */ private static void function_1() {
 Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
 coll.add("abc");
 coll.add("itcast");
 coll.add("itheima");
 coll.add("money");
 coll.add("123");
 
 boolean b = coll.contains("itcast");
 System.out.println(b);
 }

void clear() 清空集合中的所有元素 

 /*
 * Collection接口的方法
 * void clear() 清空集合中的所有元素
 * 集合容器本身依然存在
 */ public static void function(){
 //接口多态的方式调用
 Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
 coll.add("abc");
 coll.add("bcd");
 System.out.println(coll);
 
 coll.clear();
 
 System.out.println(coll);
 
 }

boolean remove(Object o)移除集合中指定的元素 

 /*
 * Collection接口方法
 * boolean remove(Object o)移除集合中指定的元素
 */ private static void function_3(){
 Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
 coll.add("abc");
 coll.add("money");
 coll.add("itcast");
 coll.add("itheima");
 coll.add("money");
 coll.add("123"); 
 System.out.println(coll);
 
 boolean b = coll.remove("money");
 System.out.println(b);
 System.out.println(coll);
 }

迭代器

java中提供了很多个集合，它们在存储元素时，采用的存储方式不同，我们要取出这些集合中的元素，可通过一种通用的获取方式来完成。

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。

每种集合的底层的数据结构不同,例如ArrayList是数组,LinkedList底层是链表,但是无论使用哪种集合,我们都会判断是否有元素，以及取出里面的元素的动作,那么Java为我们提供一个迭代器定义了统一的判断元素和取元素的方法。

迭代器的实现原理

集合中的迭代器:获取集合中元素方式 

接口 Iterator : 两个抽象方法
  • boolean hasNext() 判断集合中还有没有可以被取出的元素,如果有返回true
  • next() 取出集合中的下一个元素 
Iterator接口,找实现类.
Collection接口定义方法：Iterator iterator()  
ArrayList 重写方法 iterator(),返回了Iterator接口的实现类的对象

使用ArrayList集合的对象 

Iterator it =array.iterator(),运行结果就是Iterator接口的实现类的对象
it是接口的实现类对象,调用方法 hasNext 和 next 集合元素迭代

迭代器的代码实现 

package cn.itcast.demo;

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

/*
 * 集合中的迭代器:
 * 获取集合中元素方式
 * 接口 Iterator : 两个抽象方法
 * boolean hasNext() 判断集合中还有没有可以被取出的元素,如果有返回true
 * next() 取出集合中的下一个元素
 * 
 * Iterator接口,找实现类.
 * Collection接口定义方法 
 * Iterator iterator()
 * ArrayList 重写方法 iterator(),返回了Iterator接口的实现类的对象
 * 使用ArrayList集合的对象
 * Iterator it = array.iterator(),运行结果就是Iterator接口的实现类的对象
 * it是接口的实现类对象,调用方法 hasNext 和 next 集合元素迭代
 */public class IteratorDemo {
 public static void main(String[] args) {
 Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
 coll.add("abc1");
 coll.add("abc2");
 coll.add("abc3");
 coll.add("abc4");
 //迭代器,对集合ArrayList中的元素进行取出
 
 //调用集合的方法iterator()获取出,Iterator接口的实现类的对象
 Iterator<String> it = coll.iterator();
 //接口实现类对象,调用方法hasNext()判断集合中是否有元素
 //boolean b = it.hasNext();
 //System.out.println(b);
 //接口的实现类对象,调用方法next()取出集合中的元素
 //String s = it.next();
 //System.out.println(s);
 
 //迭代是反复内容,使用循环实现,循环的条件,集合中没元素, hasNext()返回了false
  while (it.hasNext()){
 String s = it.next();
 System.out.println(s);
 }
 
 /*for (Iterator<String> it2 = coll.iterator(); it2.hasNext(); ) {
 System.out.println(it2.next());
 }*/ 
 }
}

迭代器的执行过程 

 while(it.hasNext()) {
 System.out.println(it.next());
 }
 
 //cursor记录的索引值不等于集合的长度返回true,否则返回false
 public boolean hasNext() { 
 return cursor != size; //cursor初值为0
 
 }

 //next()方法作用:
 //①返回cursor指向的当前元素 
 //②cursor++
 public Object next() { 
 int i = cursor; 
 cursor = i + 1; 
 return elementData[lastRet = i]; 
 
 }
 // for循环 迭代写法:
 for (Iterator<String> it2 = coll.iterator(); it2.hasNext(); ) {
 System.out.println(it2.next());
 }

集合迭代中的转型

在使用集合时，我们需要注意以下几点：

1、集合中存储的其实都是对象的地址。

2、集合中可以存储基本数值吗？jdk1.5版本以后可以存储了。因为出现了基本类型包装类，它提供了自动装箱操作（基本类型对象），这样，集合中的元素就是基本数值的包装类对象。

3、存储时提升了Object。取出时要使用元素的特有内容，必须向下转型。 注意：如果集合中存放的是多个对象，这时进行向下转型会发生类型转换异常。 

 Collection coll = new ArrayList();
 coll.add("abc");
 coll.add("aabbcc");
 coll.add("shitcast");
 Iterator it = coll.iterator();
 while (it.hasNext()) {
 //由于元素被存放进集合后全部被提升为Object类型
 //当需要使用子类对象特有方法时，需要向下转型
 String str = (String) it.next();
 System.out.println(str.length());
}

4、Iterator接口也可以使用<>来控制迭代元素的类型的。代码演示如下： 

 Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
 coll.add("abc");
 coll.add("aabbcc");
 coll.add("shitcast");
 Iterator<String> it = coll.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());
}

增强for循环遍历数组 

 /*
 * JDK1.5新特性,增强for循环
 * JDK1.5版本后,出现新的接口 java.lang.Iterable
 * Collection开是继承Iterable
 * Iterable作用,实现增强for循环
 * 
 * 格式:
 * for( 数据类型 变量名 : 数组或者集合 ){
 * sop(变量);
 * }
 */ public static void function_1(){
 //for对于对象数组遍历的时候,能否调用对象的方法呢
 String[] str = {"abc","itcast","cn"};
 for(String s : str){
 System.out.println(s.length());
 }
 } 
/*
 * 实现for循环,遍历数组
 * 好处: 代码少了,方便对容器遍历
 * 弊端: 没有索引,不能操作容器里面的元素
 */ public static void function(){
 int[] arr = {3,1,9,0};
 for(int i : arr){
 System.out.println(i+1);
 }
 System.out.println(arr[0]);
 }

增强for循环遍历集合 

 /*
 * 增强for循环遍历集合
 * 存储自定义Person类型
 */ public static void function_2(){
 ArrayList<Person> array = new ArrayList<Person>();
 array.add(new Person("a",20));
 array.add(new Person("b",10));
 for(Person p : array){
 System.out.println(p);// System.out.println(p.toString());
 }
 }

泛型

泛型的引入

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。比如下面程序： 

public class GenericDemo {
 public static void main(String[] args) {
 List list = new ArrayList();
 list.add("abc");
 list.add("itcast");
 list.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
 //相当于:Object obj=new Integer(5);
 
 Iterator it = list.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();//String str=(String)obj;
 //编译时期仅检查语法错误,String是Object的儿子可以向下转型
 //运行时期String str=(String)(new Integer(5))
 //String与Integer没有父子关系所以转换失败
 //程序在运行时发生了问题java.lang.ClassCastException
 System.out.println(str.length());
 }
 }
}

泛型的定义和使用

JDK1.5 出现新的安全机制,保证程序的安全性，泛型指明了集合中存储数据的类型 <数据类型> 

public class GenericDemo {
 public static void main(String[] args) {
 function();
 }
 
 public static void function(){
 Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
 coll.add("abc");
 coll.add("rtyg");
 coll.add("43rt5yhju");
 // coll.add(1);
 
 Iterator<String> it = coll.iterator();
 while(it.hasNext()){
 String s = it.next();
 System.out.println(s.length());
 }
 }
 }

Java中的伪泛型

Java中的伪泛型：泛型只在编译时存在,编译后就被擦除,在编译之前我们就可以限制集合的类型,起到作用
例如:ArrayList<String> al=new ArrayList<String>(); 编译后:ArrayList al=new ArrayList();

泛型类

定义格式： 修饰符 class 类名<代表泛型的变量> { } 

 class ArrayList<E>{ 
 public boolean add(E e){ }
 public E get(int index){ }
 }

使用格式：创建对象时，确定泛型的类型 

//例如，ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); 
//此时，变量E的值就是String类型
class ArrayList<String>{
 public boolean add(String e){ }
 public String get(int index){ }
}

//例如，ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
//此时，变量E的值就是Integer类型
class ArrayList<Integer>{
 public boolean add(Integer e){ }
 public Integer get(int index){ }
}

泛型方法

定义格式： 修饰符 <代表泛型的变量> 返回值类型 方法名(参数){ }

泛型方法的使用：

例如，API中的ArrayList集合中的方法： 

 public <T> T[] toArray(T[] a){ } 
 //该方法，用来把集合元素存储到指定数据类型的数组中，返回已存储集合元素的数组

使用格式：调用方法时，确定泛型的类型 

//例如:
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
String[] arr = new String[100];
String[] result = list.toArray(arr);
//此时，变量T的值就是String类型。变量T，可以与定义集合的泛型不同
public <String> String[] toArray(String[] a){ }

//例如:
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
Integer[] arr = new Integer[100];
Integer [] result = list.toArray(arr);

//此时，变量T的值就是Integer类型。变量T，可以与定义集合的泛型不同
public <Integer> Integer[] toArray(Integer[] a){ }

泛型接口 

/*
 * 带有泛型的接口
 * 
 * public interface List <E>{
 * abstract boolean add(E e);
 * }
 * 
 * 实现类,先实现接口,不理会泛型
 * public class ArrayList<E> implements List<E>{
 * }
 * 调用者 : new ArrayList<String>() 后期创建集合对象的时候,指定数据类型
 * 
 * 
 * 实现类,实现接口的同时,也指定了数据类型
 * public class XXX implements List<String>{
 * }
 * new XXX()
 */

泛型的好处

将运行时期的ClassCastException，转移到了编译时期。
避免了类型强转的麻烦。 

public class GenericDemo {
 public static void main(String[] args) {
 List<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();
 System.out.println(str.length()); //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
 }
 }
 }

泛型的通配符 

? 泛型的通配,匹配所有的数据类型 
/*
 * 泛型的通配符
 */public class GenericDemo {
 public static void main(String[] args) {
 ArrayList<String> array = new ArrayList<String>();

 HashSet<Integer> set = new HashSet<Integer>();

 array.add("123");
 array.add("456");

 set.add(789);
 set.add(890);

 iterator(array);
 iterator(set);
 }
 /*
 * 定义方法,可以同时迭代2个集合
 * 参数: 怎么实现 , 不能写ArrayList,也不能写HashSet
 * 参数: 或者共同实现的接口
 * 泛型的通配,匹配所有的数据类型 ?
 */ public static void iterator(Collection<?> coll){
 Iterator<?> it = coll.iterator();
 while(it.hasNext()){
 //it.next()获取的对象,什么类型
 System.out.println(it.next());
 }
 }
}

泛型的限定 

? extends Employee 限制的是父类, 上限限定
? super Employee 限制的是子类, 下限限定 
 /*
 * 将的酒店员工,厨师,服务员,经理,分别存储到3个集合中
 * 定义方法,可以同时遍历3集合,遍历三个集合的同时,可以调用工作方法
 */ import java.util.ArrayList;
 import java.util.Iterator;

public class GenericTest {
 public static void main(String[] args) {
 //创建3个集合对象
 ArrayList<ChuShi> cs = new ArrayList<ChuShi>();
 ArrayList<FuWuYuan> fwy = new ArrayList<FuWuYuan>();
 ArrayList<JingLi> jl = new ArrayList<JingLi>();

 //每个集合存储自己的元素
 cs.add(new ChuShi("张三", "后厨001"));
 cs.add(new ChuShi("李四", "后厨002"));

 fwy.add(new FuWuYuan("翠花", "服务部001"));
 fwy.add(new FuWuYuan("酸菜", "服务部002"));

 jl.add(new JingLi("小名", "董事会001", 123456789.32));
 jl.add(new JingLi("小强", "董事会002", 123456789.33));

 // ArrayList<String> arrayString = new ArrayList<String>();
 iterator(jl);
 iterator(fwy);
 iterator(cs);

 }

 /*
 * 定义方法,可以同时遍历3集合,遍历三个集合的同时,可以调用工作方法 work
 * ? 通配符,迭代器it.next()方法取出来的是Object类型,怎么调用work方法
 * 强制转换: it.next()=Object o ==> Employee
 * 方法参数: 控制,可以传递Employee对象,也可以传递Employee的子类的对象
 * 泛型的限定 本案例,父类固定Employee,但是子类可以无限?
 * ? extends Employee 限制的是父类, 上限限定, 可以传递Employee,传递他的子类对象
 * ? super Employee 限制的是子类, 下限限定, 可以传递Employee,传递他的父类对象
 */ public static void iterator(ArrayList<? extends Employee> array) {
 Iterator<? extends Employee> it = array.iterator();
 while (it.hasNext()) {
 //获取出的next() 数据类型,是什么Employee
 Employee e = it.next();
 e.work();
 }
 }
}

归纳总结

（更多相关java知识干货，欢迎关注“ 软帝在线 ”公众号，也可私信本人！）

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文章来源：智云一二三科技

文章标题：软底学院：java基础深化之集合、迭代器、增强for循环、泛型

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