java基础(18):集合、Iterator迭代器、加强for循环、泛型

1. 集合

1.1 集合介绍

集合，集合是java中提供的一种容器，能够用来存储多个数据。
在前面的学习中，咱们知道数据多了，可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

1.2 ArrayList集合存储元素

练习一：ArrayList集合存储5个int类型元素

public static void main(String[] args) { ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); list.add(111); list.add(111); list.add(111); list.add(111); list.add(111); for(int i=0; i<list.size(); i++){ System.out.println(list.get(i)); } }

练习二：ArrayList集合存储5个Person类型元素

public static void main(String[] args) { ArrayList<Person> list = new ArrayList<Person>(); list.add(new Person("小强")); list.add(new Person("老王")); list.add(new Person("小虎")); list.add(new Person("小明")); list.add(new Person("小红")); for(int i=0; i<list.size(); i++){ Person p = list.get(i); System.out.println(p); } }

1.3 集合的继承实现关系

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{ }

这说明咱们在使用ArrayList类时，该类已经把全部抽象方法进行了重写。那么，实现Collection接口的全部子类都会进行方法重写。

Collecton接口经常使用的子接口有：List接口、Set接口
List接口经常使用的子类有：ArrayList类、LinkedList类
Set接口经常使用的子类有：HashSet类、LinkedHashSet类

1.4 Collection接口概述

既然Collection接口是集合中的顶层接口，那么它定义的全部功能子类均可以使用。查阅API中描述的Collection接口。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容许有重复的元素，而另一些则不容许，一些Collection是有序的，而另一些则是无序的。

继续查阅API，发现Collection接口中不少集合的操做方法，那么这些方法都具体能作什么呢？

1.5 Collection接口的基本方法

 

 

 这里咱们不关心具体建立的Collection中的那个子类对象，这里重点演示的是Collection接口中的方法。

建立集合的格式：

方式1：Collection<元素类型> 变量名 = new ArrayList<元素类型>(); 方式2：Collection 变量名 = new ArrayList();

方式1建立的集合，只能存储<>中指定的元素类型，该方式为经常使用方式。

方式2建立的集合，集合的元素类型默认为Object类型，即任何类型的元素均可以存储。

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 */
      
/* * 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); } /* * Collection接口的方法 * void clear() 清空集合中的全部元素 * 集合容器自己依然存在 */
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); } } /* * 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); }

2. Iterator迭代器

2.1 Iterator迭代器概述

java中提供了不少个集合，它们在储存元素时，采用的储存方式不一样。咱们要取出这些集合中的元素，可经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：在取元素以前先要判断集合中有没有元素，若是有，就把这个元素取出来，继续在判断，若是还有就再取出来。一直把集合中的全部元素所有取出。这种取出方式专业术语称为迭代。

集合中把这种元素的方式描述在Iterator接口中。Iterator接口的经常使用方法以下：

 

 

 2.2 Iterator迭代方式的代码体现

在Collection接口描述了一个车箱方法iterator方法，全部Collection子类都实现了这个方法，而且有本身的迭代形式。

 

 

 

public static void main(String[] args) { //1.建立集合对象
          Collection<String> coll = new ArrayList<String>(); coll.add("abc1"); coll.add("abc2"); coll.add("abc3"); coll.add("abc4"); //2.获取容器的迭代器对象。经过iterator方法。
          Iterator it = coll.iterator(); //3.使用具体的迭代器对象获取集合中的元素
          while(it.hasNext()){ String s = it.next(); System.out.println(s); } /*
 迭代器for循环形式的使用 for(Iterator it = coll.iterator(); it.hasNext() ){ System.out.println(it.next()); } */ } 

注意：在进行集合元素取出时，若是集合中已经没有元素了，还继续使用迭代器的next方法,将会发生java.util.NoSuchElementException没有集合元素的错误。

2.3 集合元素的向下转型

学习到这里，基本知道了Collection接口的简单使用。但是集合中能够存储任何对象，那么存放进去的数据都仍是原来的类型吗？固然不是了，所有提高成了Object。

在使用集合时，咱们须要注意如下几点：

集合中存储其实都是对象的地址。

集合中能够存储基本数值吗？jdk1.5版本之后能够存储了。由于出现了基本类型包装类，它提供了自动装箱操做(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。

存储时提高了Object.取出时要使用元素的特有内容，必须向下转型。

Collection coll = new ArrayList(); coll.add("abc"); coll.add("aabbcc"); coll.add("shitcast"); Iterator it = coll.iterator(); while (it.hasNext()) { 　　//因为元素被存放进集合后所有被提高为Object类型 　　//当须要使用子类对象特有方法时，须要向下转型
　　String str = (String) it.next(); 　　System.out.println(str.length()); }

注意：若是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。

提示：Iterator接口也可使用<>来控制迭代元素的类型的。代码演示以下：

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，就不须要强转了。获取到的元素直接就是String类型
 System.out.println(str.length()); }

3. 加强for循环

JDK1.5新特性,加强for循环
JDK1.5版本后,出现新的接口 java.lang.Iterable
Collection开是继承Iterable
Iterable做用,实现加强for循环

格式:

for( 数据类型 变量名 : 数组或者集合 ){ 　　System.out.println(变量); }

加强for循环用于遍历Collection和数组。一般只进行遍历元素，不要在遍历的过程当中对元素进行增删操做。

遍历数组：

String[] str = {"abc","itcast","cn"}; for(String s : str){//遍历s表示被遍历到的数组元素 System.out.println(s.length()); }

遍历集合：

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());
}

好处: 代码少了,方便对容器遍历
弊端: 没有索引,不能操做容器里面的元素

int[] arr = {3,1,9,0}; for(int i : arr){ System.out.println(i+1); } System.out.println(arr[0]);

加强for循环和老式的for循环有什么区别？

注意：加强for循环必须有被遍历的目标。目标只能是Collection或者是数组。

建议：遍历数组时，若是仅为遍历，可使用加强for；若是要都数组的元素进行操做，使用老式for循环能够经过索引操做

4. 泛型

4.1 泛型的引入

在前面学习集合时，咱们都知道集合中是能够存听任意对象的，只要把对象存储集合后，那么这时他们都会被提高为Object类型。当什么在取出每个对象，而且进行对应的操做，这时必须采用类型转换。好比下面程序：

public class GenericDemo { public static void main(String[] args) { 　　List list = new ArrayList(); 　　list.add("abc"); 　　list.add("itcast"); 　　list.add(5);//因为集合没有作任何限定，任何类型均可以给其中存放 //至关于:Object obj=new Integer(5);
 　　Iterator it = list.iterator(); 　　while(it.hasNext()){ 　　　　 //须要打印每一个字符串的长度,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的儿子能够向下转型 //运行时期String str=(String)(new Integer(5)) //String与Integer没有父子关系因此转换失败 //程序在运行时发生了问题java.lang.ClassCastException
 　　　　System.out.println(str.length()); } } }

程序在运行时发生了问题java.lang.ClassCastException
为何会发生类型转换异常呢？咱们来分析下：
因为集合中什么类型的元素均可以存储。致使取出时，若是出现强转就会引起运行时ClassCastExceotion。
怎么来解决这个问题呢？使用集合时，必须明确集合中元素的类型。这种方式称为：泛型。

4.2 泛型的定义与使用

咱们在集合中会大量使用到泛型，这里来完整的学习泛型知识。

泛型，原来灵活的将数据类型应用到不一样的类，方法、接口当中。将数据类型做为参数进行传递。

4.2.1 含有泛型的类

定义格式：修饰符 class 类名<表明泛型的变量> { }
例如，API中的ArrayList集合：

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

使用格式：建立对象时，肯定泛型的类型
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){ } }

4.2.2 含有泛型的方法

定义格式：修饰符 <表明泛型的变量> 返回值类型 方法名(参数){ }
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，肯定泛型的类型
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，能够与定义集合的泛型不一样

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，能够与定义集合的泛型不一样

public <Integer> Integer[] toArray(Integer[] a){ }

4.2.3 含有泛型的接口

定义格式：修饰符 interface 接口名<表明泛型的变量>{}

例如，API中的Iterator迭代器接口

public interface List <E>{ public abstract E next(); }

使用格式：

一、定义类时肯定泛型的类型

例如：

public final class Scanner implements Iterator<String>{ public String next(){} }

此时，变量E的值就是String类型。

2.始终不肯定泛型的类型，直到建立对象时，肯定泛型的类型

例如

ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); Iterator<String> it = list.iterator();

 

此时，变量E的值就是String类型。

public interface Iterator<String>{ public abstract String next(); }

4.3 使用泛型的好处

将运行时期的ClassCastException，转移到了编译时期变成了编译失败。
避免了类型强转的麻烦。
演示下列代码：

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，迭代器也一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，就不须要强转了。获取到的元素直接就是String类型
 } } }

4.4 泛型通配符

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,能够同时迭代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,匹配全部的数据类型 ? */
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()); } }

4.5 泛型的限定

/* * 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,能够同时遍历3集合,遍历三个集合的同时,能够调用工做方法  */
import java.util.ArrayList; import java.util.Iterator; public class GenericTest { public static void main(String[] args) { 　　 //建立3个集合对象
    　　  ArrayList<ChuShi> cs = new ArrayList<ChuShi>(); 　　 ArrayList<FuWuYuan> fwy = new ArrayList<FuWuYuan>(); 　　 ArrayList<JingLi> jl = new ArrayList<JingLi>(); 　　 //每一个集合存储本身的元素
   　　   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,能够同时遍历3集合,遍历三个集合的同时,能够调用工做方法 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,能够传递Employee对象,也能够传递Employee的子类的对象 * 泛型的限定 本案例,父类固定Employee,可是子类能够无限? * ? extends Employee 限制的是父类, 上限限定, 能够传递Employee,传递他的子类对象 * ? super Employee 限制的是子类, 下限限定, 能够传递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(); } } }