文档版本 | 开发工具 | 测试平台 | 工程名字 | 日期 | 作者 | 备注 |
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V1.0 | 2016.03.10 | lutianfei | none |
[TOC]
第八章-集合
类型 | Java数组 | ArrayList | LinkedList | Vector |
---|---|---|---|---|
随机访问(get) | 16 | 23 | 63 | 31 |
迭代操作(iterator) | 31 | 47 | 33 | 48 |
插入操作(inert) | 不适用 | 1610 | 31 | 1625 |
删除操作(remove) | 不适用 | 6625 | 16 | 6750 |
1、对Java数组进行随机访问和迭代操作具有最快的速度
2、对LinkedList进行插入和删除操作具有较快的速度
3、对ArrayList进行随机访问具有较快的速度
4、Vector没有突出的性能,已不提倡使用
集合类概述
-
为什么出现集合类?
- 面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式,所以为了方便对多个对象的操作,Java就提供了集合类。
- 我们学习的是面向对象语言,而面向对象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。而要想存储多个对象,就不能是一个基本的变量,而应该是一个容器类型的变量,在我们目前所学过的知识里面,有哪些是容器类型的呢?
数组
和StringBuffer
。但是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
。而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。
-
数组和集合类同是容器,有何不同?
- 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
- 数组可以存储
- A:长度区别
-
集合类的特点
- 集合只用于存储对象,集合长度是可变的,集合可以存储不同类型的对象。
Collection接口概述
- Collection 层次结构中的
根接口
。Collection 表示一组对象,这些对象也称为 collection 的元素。一些 collection 允许有重复的元素,而另一些则不允许。一些 collection 是有序的,而另一些则是无序的。
Collection的功能概述:
1:添加功能
- boolean
add
(Object obj):添加一个元素 - boolean
addAll
(Collection c):添加一个集合的元素
2:删除功能
- void
clear
():移除所有元素 - boolean
remove
(Object o):移除一个元素 - boolean
removeAll
(Collection c):移除一个集合的元素(是一个还是所有)
3:判断功能
- boolean
contains
(Object o):判断集合中是否包含指定的元素 - boolean
containsAll
(Collection c):判断集合中是否包含指定的集合元素(是一个还是所有) - boolean
isEmpty
():判断集合是否为空
4:获取功能
-
Iterator<E>
iterator
():迭代器
,集合的专用遍历方式
5:长度功能
- int
size
():元素的个数 - 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?
- 数组没有
- 字符串有
- 集合没有,是size()函数
6:交集功能
- boolean
retainAll
(Collection c):两个集合都有的元素- 思考元素去哪了,返回的boolean又是什么意思呢?
7:把集合转换为数组
- Object[]
toArray
():把集合转成数组,可以实现集合的遍历
public class CollectionDemo3 {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
Collection c = new ArrayList();
// 添加元素
c.add("hello"); // Object obj = "hello"; 向上转型
c.add("world");
c.add("java");
// 遍历
// Object[] toArray():把集合转成数组,可以实现集合的遍历
Object[] objs = c.toArray();
for (int x = 0; x < objs.length; x++) {
// System.out.println(objs[x]);
// 我知道元素是字符串,我在获取到元素的的同时,还想知道元素的长度。
// System.out.println(objs[x] + "---" + objs[x].length());
// 上面的实现不了,原因是Object中没有length()方法
// 我们要想使用字符串的方法,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());
}
}
}
/*
hello---5
world---5
java---4
*/
- 练习:
/*
* 练习:用集合存储5个学生对象,并把学生对象进行遍历。
*
* 分析:
* A:创建学生类
* B:创建集合对象
* C:创建学生对象
* D:把学生添加到集合
* E:把集合转成数组
* F:遍历数组
*/
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("林青霞", 27);
Student s2 = new Student("风清扬", 30);
Student s3 = new Student("令狐冲", 33);
Student s4 = new Student("武鑫", 25);
Student s5 = new Student("刘晓曲", 22);
// 把学生添加到集合
c.add(s1);
c.add(s2);
c.add(s3);
c.add(s4);
c.add(s5);
// 把集合转成数组
Object[] objs = c.toArray();
// 遍历数组
for (int x = 0; x < objs.length; x++) {
// System.out.println(objs[x]);
Student s = (Student) objs[x];
System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
}
}
}
Collection接口成员方法练习
- Eg1:
public class CollectionDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
// Collection c = new Collection(); //错误,因为接口不能实例化
Collection c = new ArrayList();
// boolean add(Object obj):添加一个元素
// System.out.println("add:"+c.add("hello"));
c.add("hello");
c.add("world");
c.add("java");
// void clear():移除所有元素
// c.clear();
// boolean remove(Object o):移除一个元素
//System.out.println("remove:" + c.remove("hello"));
//System.out.println("remove:" + c.remove("javaee"));
// boolean contains(Object o):判断集合中是否包含指定的元素
// System.out.println("contains:"+c.contains("hello"));
// System.out.println("contains:"+c.contains("android"));
// boolean isEmpty():判断集合是否为空
// System.out.println("isEmpty:"+c.isEmpty());
//int size():元素的个数
System.out.println("size:"+c.size());
System.out.println("c:" + c);
}
}
- Eg2:
public class CollectionDemo2 {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合1
Collection c1 = new ArrayList();
c1.add("abc1");
c1.add("abc2");
c1.add("abc3");
c1.add("abc4");
// 创建集合2
Collection c2 = new ArrayList();
// c2.add("abc1");
// c2.add("abc2");
// c2.add("abc3");
// c2.add("abc4");
c2.add("abc5");
c2.add("abc6");
c2.add("abc7");
// boolean addAll(Collection c):添加一个集合的元素
// System.out.println("addAll:" + c1.addAll(c2));
//boolean removeAll(Collection c):移除一个集合的元素(是一个还是所有)
//只要有一个元素被移除了,就返回true。一出的是c1,c2共有的对象元素。
//System.out.println("removeAll:"+c1.removeAll(c2));
//boolean containsAll(Collection c):判断集合中是否包含指定的集合元素(是一个还是所有)
//只有包含所有的元素,才叫包含
// System.out.println("containsAll:"+c1.containsAll(c2));
//boolean retainAll(Collection c):两个集合都有的元素?思考元素去哪了,返回的boolean又是什么意思呢?
//假设有两个集合A,B。
//A对B做交集,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。
System.out.println("retainAll:"+c1.retainAll(c2));
System.out.println("c1:" + c1);
System.out.println("c2:" + c2);
}
}
Iterator接口概述
- 对 collection 进行迭代的迭代器,集合的专用遍历方式。
- 依赖于集合而存在
Iterator接口成员方法
- boolean
hasNext()
- Object
next()
: 获取元素
- Eg:
/*
* Iterator iterator():迭代器,集合的专用遍历方式
* Object next():获取元素,并移动到下一个位置。
* NoSuchElementException:没有这样的元素,因为你已经找到最后了。
* boolean 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();
// 创建并添加元素
// String s = "hello";
// c.add(s);
c.add("hello");
c.add("world");
c.add("java");
// Iterator iterator():迭代器,集合的专用遍历方式
Iterator it = c.iterator(); // 实际返回的肯定是子类对象,这里是多态
while (it.hasNext()) {
// System.out.println(it.next());
String s = (String) it.next();
System.out.println(s);
}
}
}
- Eg:
/*
* 问题1:能用while循环写这个程序,我能不能用for循环呢?
* 问题2:不要多次使用it.next()方法,因为每次使用都是访问一个对象。
*/
public class IteratorTest2 {
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("林青霞", 27);
Student s2 = new Student("风清扬", 30);
Student s3 = new Student("令狐冲", 33);
Student s4 = new Student("武鑫", 25);
Student s5 = new Student("刘晓曲", 22);
// 把学生添加到集合中
c.add(s1);
c.add(s2);
c.add(s3);
c.add(s4);
c.add(s5);
// 遍历
Iterator it = c.iterator();
while (it.hasNext()) {
//标准写法
Student s = (Student) it.next();
System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
}
// System.out.println("--------------------");
// for循环改写,效率高,但理解难度大
// for(Iterator it = c.iterator();it.hasNext();){
// Student s = (Student) it.next();
// System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
// }
}
}
Iterator接口的使用和原理讲解
- Iterator接口的使用讲解
- Iterator接口的原理讲解
- 为什么不定义成一个类,而是一个接口
- 看源码是如何实现的
- 层层继承,最终在Itr内部类具体实现了
public interface Iterator {
boolean hasNext();
Object next();
}
public interface Iterable {
Iterator iterator();
}
public interface Collection extends Iterable {
Iterator iterator();
}
public interface List extends Collection {
Iterator iterator();
}
public class ArrayList implements List {
public Iterator iterator() {
return new Itr();
}
private class Itr implements Iterator {
public boolean hasNext() {}
public Object next(){}
}
}
Collection c = new ArrayList();
c.add("hello");
c.add("world");
c.add("java");
Iterator it = c.iterator(); //new Itr();
while(it.hasNext()) {
String s = (String)it.next();
System.out.println(s);
}
Collection案例
- 存储字符串并遍历(<font color = red >熟练背写</font>)
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
/*
* 需求:存储字符串并遍历。
*
* 分析:
* A:创建集合对象
* B:创建字符串对象
* C:把字符串对象添加到集合中
* D:遍历集合
*/
public class CollectionTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
Collection c = new ArrayList();
// 创建字符串对象
// 把字符串对象添加到集合中
c.add("林青霞");
c.add("风清扬");
c.add("刘意");
c.add("武鑫");
c.add("刘晓曲");
// 遍历集合
// 通过集合对象获取迭代器对象
Iterator it = c.iterator();
// 通过迭代器对象的hasNext()方法判断有没有元素
while (it.hasNext()) {
// 通过迭代器对象的next()方法获取元素
String s = (String) it.next();
System.out.println(s);
}
}
}
- 存储自定义对象并遍历(<font color = red >熟练背写</font>)
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
/*
* 需求:存储自定义对象并遍历Student(name,age)
*
* 分析:
* A:创建学生类
* B:创建集合对象
* C:创建学生对象
* D:把学生对象添加到集合对象中
* E:遍历集合
*/
public class CollectionTest2 {
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("貂蝉", 25);
Student s2 = new Student("小乔", 16);
Student s3 = new Student("黄月英", 20);
Student s4 = new Student();
s4.setName("大乔");
s4.setAge(26);
// 把学生对象添加到集合对象中
c.add(s1);
c.add(s2);
c.add(s3);
c.add(s4);
c.add(new Student("孙尚香", 18)); // 匿名对象
// 遍历集合
Iterator it = c.iterator();
while (it.hasNext()) {
Student s = (Student) it.next();
System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
}
}
}
List接口
List接口概述
-
有序
的 collection(也称为序列)。此接口的用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制。用户可以根据元素的整数索引
(在列表中的位置)访问元素,并搜索列表中的元素。 - 与 set 不同,列表通常允许重复的元素。
List案例
存储字符串并遍历
存储自定义对象并遍历
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
/*
* 存储自定义对象并遍历
*/
public class ListDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
List list = new ArrayList();
// 创建学生对象
Student s1 = new Student("白骨精", 30);
Student s2 = new Student("蜘蛛精", 40);
Student s3 = new Student("观音姐姐", 22);
// 把学生对象添加到集合对象中
list.add(s1);
list.add(s2);
list.add(s3);
// 遍历
Iterator it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
Student s = (Student) it.next();
System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
}
}
}
List接口成员方法
List集合的特有功能:
-
A:添加功能
- void
add
(int index,Object element):在指定位置添加元素,其他元素顺位后移
- void
-
B:获取功能
- Object
get
(int index):获取指定位置的元素
- Object
-
C:列表迭代器
- ListIterator
listIterator
():List集合特有的迭代器
- ListIterator
-
D:删除功能
- Object
remove
(int index):根据索引删除元素,返回被删除的元素
- Object
-
E:修改功能
- Object
set
(int index,Object element):根据索引修改元素,返回被修饰的元素
- Object
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/*
* List集合的特有功能:
* A:添加功能
* void add(int index,Object element):在指定位置添加元素
* B:获取功能
* Object get(int index):获取指定位置的元素,可以做遍历使用。
* C:列表迭代器
* ListIterator listIterator():List集合特有的迭代器
* D:删除功能
* Object remove(int index):根据索引删除元素,返回被删除的元素
* E:修改功能
* Object set(int index,Object element):根据索引修改元素,返回被修饰的元素
*/
public class ListDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
List list = new ArrayList();
// 添加元素
list.add("hello");
list.add("world");
list.add("java");
// void add(int index,Object element):在指定位置添加元素
// list.add(1, "android");//没有问题
// IndexOutOfBoundsException
// list.add(11, "javaee");//有问题
// list.add(3, "javaee"); //没有问题
// list.add(4, "javaee"); //有问题
// Object get(int index):获取指定位置的元素
// System.out.println("get:" + list.get(1));
// IndexOutOfBoundsException
// System.out.println("get:" + list.get(11));
// Object remove(int index):根据索引删除元素,返回被删除的元素
// System.out.println("remove:" + list.remove(1));
// IndexOutOfBoundsException
// System.out.println("remove:" + list.remove(11));
// Object set(int index,Object element):根据索引修改元素,返回被修饰的元素
System.out.println("set:" + list.set(1, "javaee"));
System.out.println("list:" + list);
}
}
- get方法做遍历
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/*
* List集合的特有遍历功能:
* size()和get()方法结合使用
*/
public class ListDemo2 {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
List list = new ArrayList();
// 添加元素
list.add("hello");
list.add("world");
list.add("java");
// 最终的遍历方式就是:size()和get()
for (int x = 0; x < list.size(); x++) {
// System.out.println(list.get(x));
String s = (String) list.get(x);
System.out.println(s);
}
}
}
- 普通遍历与For遍历
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
/*
* 存储自定义对象并遍历,用普通for循环。(size()和get()结合)
*/
public class ListDemo3 {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
List list = new ArrayList();
// 创建学生对象
Student s1 = new Student("林黛玉", 18);
Student s2 = new Student("刘姥姥", 88);
Student s3 = new Student("王熙凤", 38);
// 把学生添加到集合中
list.add(s1);
list.add(s2);
list.add(s3);
// 遍历
// 迭代器遍历
Iterator it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
Student s = (Student) it.next();
System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
}
System.out.println("--------");
// 普通for循环
for (int x = 0; x < list.size(); x++) {
Student s = (Student) list.get(x);
System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
}
}
}
ListIterator 列表迭代器
- ListIterator listIterator():List集合特有的迭代器
- 该迭代器继承了Iterator迭代器,所以,就可以直接使用hasNext()和next()方法。
ListIterator接口的成员方法
- boolean hasPrevious()
- E previous()
- 注意:要用逆向遍历,必须先正向遍历,所以一般无意义,不使用。
public class ListIteratorDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建List集合对象
List list = new ArrayList();
list.add("hello");
list.add("world");
list.add("java");
// ListIterator listIterator()
ListIterator lit = list.listIterator(); // 子类对象
// while (lit.hasNext()) {
// String s = (String) lit.next();
// System.out.println(s);
// }
// System.out.println("-----------------");
// System.out.println(lit.previous());
// System.out.println(lit.previous());
// System.out.println(lit.previous());
// NoSuchElementException
// System.out.println(lit.previous());
while (lit.hasPrevious()) {
String s = (String) lit.previous();
System.out.println(s);
}
System.out.println("-----------------");
// 迭代器
Iterator it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
String s = (String) it.next();
System.out.println(s);
}
System.out.println("-----------------");
}
}
- ConcurrentModificationException: 并发修改异常
- 现象:迭代器遍历集合,集合修改集合元素。
public class ListIteratorDemo2 { public static void main(String[] args) { // 创建List集合对象 List list = new ArrayList(); // 添加元素 list.add("hello"); list.add("world"); list.add("java"); // 迭代器遍历 Iterator it = list.iterator(); while (it.hasNext()) { String s = (String) it.next(); if ("world".equals(s)) { list.add("javaee"); //报错:ConcurrentModificationException } } System.out.println("list:" + list); }
}
```
* 原因:迭代器是依赖于集合而存在的,在判断成功后,集合中新添加了元素,而迭代器不知道,所以会报错。换句话说:迭代器遍历元素的时候,集合不能修改元素。
* 解决方案
* 方案一:迭代器迭代元素,迭代器修改元素;元素是跟着刚才迭代的元素后面的。
* 注:Iterator迭代器却没有添加功能,所以我们使用其子接口ListIterator
* 方案二:集合遍历元素,集合修改元素(For循环);元素在最后添加。
public class ListIteratorDemo2 {
public static void main(String[] args) {
// 创建List集合对象
List list = new ArrayList();
// 添加元素
list.add("hello");
list.add("world");
list.add("java");
// 方式1:迭代器迭代元素,迭代器修改元素
// 而Iterator迭代器却没有添加功能,所以我们使用其子接口ListIterator
// ListIterator lit = list.listIterator();
// while (lit.hasNext()) {
// String s = (String) lit.next();
// if ("world".equals(s)) {
// lit.add("javaee");
// }
// }
// 方式2:集合遍历元素,集合修改元素(普通for)
for (int x = 0; x < list.size(); x++) {
String s = (String) list.get(x);
if ("world".equals(s)) {
list.add("javaee");
}
}
System.out.println("list:" + list);
}
}
常见数据结构
- 栈:先进后出
- 队列:先进先出
- 数组:查询快,增加删除麻烦
- 链表:由一个链子把多个节点连接组成的数据。
- 节点:由
数据
和地址
组成。(数据域和指针组成)
- 节点:由
- 树
- 哈希表
List:(面试题List的子类特点)
-
ArrayList:
- 底层数据结构是
数组
,查询快,增删慢。 - 线程不安全,效率高。
- 底层数据结构是
-
Vector:
- 底层数据结构是
数组
,查询快,增删慢。 - 线程安全,效率低。
- 底层数据结构是
-
LinkedList:
- 底层数据结构是
链表
,查询慢,增删快。 - 线程不安全,效率高。
- 底层数据结构是
-
List有三个儿子,我们到底使用谁呢?
- 要安全吗?
- 要:Vector(即使要安全,也不用这个了,后面有替代的)
- 不要:ArrayList或者LinkedList
- 查询多:ArrayList
- 增删多:LinkedList
- 如果你什么都不懂,就用ArrayList。
- 要安全吗?