Java集合框架概述和集合的遍历

时间：2022-11-21 19:21:42

第三阶段 JAVA常见对象的学习

集合框架概述和集合的遍历

(一) 集合框架的概述

(1) 集合的由来

如果一个程序只包含固定数量的且其生命周期都是已知的对象，那么这是一个非常简单的程序。

通常，程序总是根据运行时才知道的某些条件去创建新对象。在此之前，不会知道你所需要对象的数量，甚至不知道确切的类型。为了解决这个普遍的编程问题，需要在任意时刻和任意位置创建任意数量的对象。所以，就不能依靠创建命名的引用来持有每一个对象，因为你不知道实际上会需要多少这样的引用

​ ——Thinking in Java

我们来简单的解释一下：

首先要知道我们所学习的Java语言是一个完全面向对象的语言，而这种语言对事物的描述是通过对象体现的，为了方便对多个对象进行操作，我们就必须把这多个对象进行存储。

一个基本类型的变量显然是无法满足存储多个对象的，所以应该是一个容器类型的变量，通过前面的知识，我们知道数组和StringBuffe、StringBuilder均属于容器类型。但是呢? StringBuffer的结果是一个字符串，不一定满足我们的要求，所以我们只能选择数组，这就是对象数组。

可是问题又来了，对象数组又不能适应变化的需求，因为数组的长度是固定的，这个时候，为了适应变化的需求，Java就提供了集合类供我们使用。

(2) 数组和集合的区别?

A:长度区别

数组的长度固定

集合长度可变

B:内容不同

数组存储的是同一种类型的元素

而集合可以存储不同类型的元素

C:元素的数据类型问题

数组可以存储基本数据类型，也可以存储引用数据类型

集合只能存储引用类型（装对象）

虽然数组看起来有一丝不太灵活，但数组也确实是保存一组对象的有效方法，如果想要保存一组基本数据类型，我们也推荐使用这种方法，只是由于其长度固定，导致它在很多时候也受到一些限制。

补充：

在Java中，数组是一种效率最高的存储和随机访问对象的引用序列的方式。数组就是一个简单的线性序列，这使得元素访问非常快速。但是为这种速度所付出的代价是数组对象的大小被固定，并且在其生命周期中不可改变。你可能会建议使用ArrayList，它可以通过创建一个新实例，然后把旧实例中所有的引用到移到新实例中，从而实现更多空间的自动分配。尽管通常应该首选ArrayList而不是数组、但是这种弹性需要开销，因此，ArrayList的效率比数组低很多。

——Thinking in Java 第16章

(3) 集合框架关系，以及Collection 类简介

Java提供了很多种集合类，他们的数据结构是不同的，但是，它们肯定有一些共性的地方 （存储，获取，判断）一直向上追溯，我们可以的得到这样继承体系

Java集合框架概述和集合的遍历

Collection : 是集合的顶层接口，它的子体系有重复的，有唯一的，有有序的，有无序的。

Collection c = new Collection(); //这是错误的 接口不能实例化

Collection的功能概述：

1：添加功能

//添加一个元素
Boolean add(Object obj)

//添加一个集合的元素
Boolean addAll(Collection c)

2:删除功能

//移除所有元素  
void clear()

//移除一个元素
boolean remove(Object o)

//移除一个集合的元素（有一个移除就返回true）
Boolean removeAll(Collection c)

3:判断功能

//判断集合中是否包含指定的元素
Boolean contains(Object o)

//判断集合中是否包含指定的集合元素（包含所有）
Boolean containsAll(Collection c)

//判断集合是否为空
Boolean isEmpty()

4:获取功能(重点)

 Iterator<E> iterator()

5:长度功能

int size()

面试题：数组有没有length()方法呢?字符串有没有length()方法呢?集合有没有length()方法呢?

数组求长度用length属性

字符串求长度用length()方法

集合求长度用size()方法

6:交集功能

//两个集合A B ，A对B交集，最终的结果保存在A  中，B不变。返回值表示的是A是否发生过改变
boolean retainAll(Collection c)

7：把集合转换为数组

Object[] toArray()

(二) 集合的遍历

(1) 集合转数组遍历

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

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Collection c = new ArrayList();
        c.add("I");
        c.add("love");
        c.add("you");
        c.add("!");

        Object[] objs = c.toArray();
        for (int x = 0; x < objs.length; x++) {
            //System.out.println(objs[x]);
            //得到的元素是字符串，我在获取到元素的同时，如果还想知道元素的长度
            //System.out.println(objs[x] + "---" + objs[x].length());
            //上述代码实现不了是因为，Object中没有length()方法
            //我们想要使用字符串的方法，就必须把元素还原成字符串
            //向下转型
            String s = (String) objs[x];
            System.out.println(s + "---" + s.length());
        }
    }
}
/*
 *  Collection存储自定义对象并遍历案例
 */

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

public class StudentDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        Collection c = new ArrayList();

        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("admin", 10);
        Student s2 = new Student("张三", 20);
        Student s3 = new Student("李四", 30);
        Student s4 = new Student("王五", 40);

        //把学生添加到集合
        c.add(s1);
        c.add(s2);
        c.add(s3);
        c.add(s4);

        //把集合转化为数组
        Object[] objs = c.toArray();
        //遍历数组
        for (int x = 0; x < objs.length; x++) {
            //System.out.println(objs[x]);
            //得到的元素是字符串，我在获取到元素的同时，如果还想知道元素的长度
            //System.out.println(objs[x] + "---" + objs[x].length());
            //上述代码实现不了是因为，Object中没有length()方法
            //我们想要使用字符串的方法，就必须把元素还原成字符串
            //向下转型
            Student s = (Student) objs[x];
            System.out.println(s.getName() + "-" + s.getAge());
        }

    }
}

(2) 集合迭代器遍历

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

/*
 *  Iterator iterator() 迭代器，集合的专用遍历方式
 *  Object next()：获取元素
 *  oolean hasNext():如果仍有元素可以迭代，则返回 true。
 */
public class IteratorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        Collection c = new ArrayList();
        c.add("I");
        c.add("love");
        c.add("you");
        c.add("!");

        //实际返回的肯定是子类对象，这里是多态
        Iterator it = c.iterator();

        while (it.hasNext()) {
            String s = (String) it.next();
            System.out.println(s);
        }
    }
}

//运行结果
I
love
you
!
集合的使用步骤：

  1. 创建集合元素

  2. 创建元素对象

  3. 把元素添加到集合

  4. 遍历集合

(1) 通过集合对象获取迭代器对象 —— Iterator it = c.iterator();

(2) 通过迭代器对象的hasNext()方法判断是否有元素 ——while

通过迭代器对象的next()方法获取元素并且移动到下一个位置

迭代器为什么不定义成一个类，而是一个接口？

假设迭代器定义的是一个类，这样我们就可以创建该类的对象，调用该类的方法来实现集合的遍历。但是呢？我们想想，Java中提供了很多的集合类，而这些集合类的数据结构是不同的，所以存储的方式和遍历的方式应该是不同的。进而它们的遍历方式也应该是不同的，最终就没有定义迭代器类。

而无论你是哪种集合，你都应该具备获取元素的操作，并且，最好再辅助于判断功能，这样在获取前，先判断，这样就更不容易出错。也就是说，判断功能和获取功能应该是一个集合遍历所具备的，而每种集合的方式又不太一样，所以我们把这两个功能给提取出来，并不提供具体实现，这种方式就是接口。

那么，真正的具体实现类在哪里呢？

在真正的具体的子类中，以内部类的方式体现。

结尾：

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