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Java之集合(一)

janedaring 2022-04-05 阅读 60
java集合遍历迭代器ListJava编程语言

1.Collection集合

集合是我们Java开发中很重要的一部分，今天我们初步与大家探讨集合的基础知识，首先我们介绍集合的整体体系架构。

1.1集合体系结构

  • ​集合类的特点​

提供一种存储空间可变的存储模型，存储的数据容量可以随时发生改变

  • ​集合类的体系图

Java之集合(一)_集合​​​

1.2Collection集合概述和基本使用

  • ​Collection集合概述​
  • 是单例集合的顶层接口，它表示一组对象，这些对象也称为Collection的元素
  • JDK 不提供此接口的任何直接实现，它提供更具体的子接口（如Set和List）实现

我们通过一个简单的案例初步说明Collection集合基本使用，具体的代码实现如下：

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

public class CollectionDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Collection集合的对象
        Collection<String> c = new ArrayList<String>();

        //添加元素：boolean add(E e)
        c.add("hello");
        c.add("world");
        c.add("java");

        //输出集合对象
        System.out.println(c);
    }
}

该案例具体执行结果如下：

Java之集合(一)_遍历_02

1.3Collection集合的常用方法

方法名

说明

boolean add(E e)

添加元素

boolean remove(Object o)

从集合中移除指定的元素

void clear()

清空集合中的元素

boolean contains(Object o)

判断集合中是否存在指定的元素

boolean isEmpty()

判断集合是否为空

int size()

集合的长度，也就是集合中元素的个数

1.4Collection集合的遍历

  • ​迭代器的介绍​
  • 迭代器，集合的专用遍历方式
  • ​​Iterator<E> iterator()​​：返回此集合中元素的迭代器，通过集合的​​iterator()​​方法得到
  • 迭代器是通过集合的​​iterator()​​方法得到的，所以我们说它是依赖于集合而存在的

接下来我们通过一个案例来实现Collection集合的简单遍历，具体实现如下：

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

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

        //添加元素
        c.add("hello");
        c.add("world");
        c.add("java");
        c.add("javaee");

        //Iterator<E> iterator()：返回此集合中元素的迭代器，通过集合的iterator()方法得到
        Iterator<String> it = c.iterator();

        //用while循环改进元素的判断和获取
        while (it.hasNext()) {
            String s = it.next();
            System.out.println(s);
        }
    }
}

具体执行结果如下：

Java之集合(一)_迭代器_03

1.5集合使用步骤图解

Java之集合(一)_集合_04

1.6集合的案例

  • ​案例需求​

创建一个存储学生对象的集合，存储3个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合

  • ​代码实现​
  • ​学生类​
public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}
  • ​测试类​
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

public class CollectionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Collection集合对象
        Collection<Student> c = new ArrayList<Student>();

        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("林青霞", 30);
        Student s2 = new Student("张曼玉", 35);
        Student s3 = new Student("王祖贤", 33);

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

        //遍历集合(迭代器方式)
        Iterator<Student> it = c.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Student s = it.next();
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
    }
}

具体执行结果如下：

Java之集合(一)_迭代器_05

2.List集合

2.1List集合概述和特点

  • ​List集合概述​
  • 有序集合(也称为序列)，用户可以精确控制列表中每个元素的插入位置。用户可以通过整数索引访问元素，并搜索列表中的元素
  • 与Set集合不同，列表通常允许重复的元素
  • ​List集合特点​
  • 有索引
  • 可以存储重复元素
  • 元素存取有序

2.2List集合的特有方法

方法名

描述

void add(int index,E element)

在此集合中的指定位置插入指定的元素

E remove(int index)

删除指定索引处的元素，返回被删除的元素

E set(int index,E element)

修改指定索引处的元素，返回被修改的元素

E get(int index)

返回指定索引处的元素

2.3集合的案例

  • ​案例需求​

创建一个存储学生对象的集合，存储3个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合

  • ​代码实现​
  • ​学生类​
public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}
  • ​测试类​
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建List集合对象
        List<Student> list = new ArrayList<Student>();

        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("林青霞", 30);
        Student s2 = new Student("张曼玉", 35);
        Student s3 = new Student("王祖贤", 33);

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

        //迭代器方式
        Iterator<Student> it = list.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Student s = it.next();
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
        
        System.out.println("--------");

        //for循环方式
        for(int i=0; i<list.size(); i++) {
            Student s = list.get(i);
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }

    }
}

具体执行结果如下：

Java之集合(一)_遍历_06


2.4并发修改异常

  • ​出现的原因​

迭代器遍历的过程中，通过集合对象修改了集合中的元素，造成了迭代器获取元素中判断预期修改值和实际修改值不一致，则会出现：​​ConcurrentModificationException​​

  • ​解决的方案​

用for循环遍历，然后用集合对象做对应的操作即可

我们通过一个简单的案例来证明以上的异常并且解决相应的方案，具体实现如下：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        List<String> list = new ArrayList<String>();

        //添加元素
        list.add("hello");
        list.add("world");
        list.add("java");

        //遍历集合，得到每一个元素，看有没有"world"这个元素，如果有，我就添加一个"javaee"元素，请写代码实现
//        Iterator<String> it = list.iterator();
//        while (it.hasNext()) {
//            String s = it.next();
//            if(s.equals("world")) {
//                list.add("javaee");
//            }
//        }

        for(int i=0; i<list.size(); i++) {
            String s = list.get(i);
            if(s.equals("world")) {
                list.add("javaee");
            }
        }

        //输出集合对象
        System.out.println(list);
    }
}

具体执行的结果如下：

Java之集合(一)_List_07

2.5列表迭代器

  • ​ListIterator介绍​
  • 通过List集合的listIterator()方法得到，所以说它是List集合特有的迭代器
  • 用于允许程序员沿任一方向遍历的列表迭代器，在迭代期间修改列表，并获取列表中迭代器的当前位置
  • 示例代码
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;

public class ListIteratorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        List<String> list = new ArrayList<String>();

        //添加元素
        list.add("hello");
        list.add("world");
        list.add("java");

        //获取列表迭代器
        ListIterator<String> lit = list.listIterator();
        while (lit.hasNext()) {
            String s = lit.next();
            if(s.equals("world")) {
                lit.add("javaee");
            }
        }

        System.out.println(list);

    }
}

具体执行结果如下：

Java之集合(一)_List_08

2.6增强for循环

  • ​定义格式​
for(元素数据类型 变量名 : 数组/集合对象名) {
    循环体;
}
  • 示例代码
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ForDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3,4,5};
        for(int i : arr) {
            System.out.println(i);
        }
        
        System.out.println("--------");

        String[] strArray = {"hello","world","java"};
        for(String s : strArray) {
            System.out.println(s);
        }
        
        System.out.println("--------");

        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("hello");
        list.add("world");
        list.add("java");

        for(String s : list) {
            System.out.println(s);
        }
        
        System.out.println("--------");

        //内部原理是一个Iterator迭代器
        /*
        for(String s : list) {
            if(s.equals("world")) {
                list.add("javaee"); //ConcurrentModificationException
            }
        }
        */
    }
}

具体执行结果如下：

Java之集合(一)_List_09

2.7集合的案例

  • ​案例需求​

创建一个存储学生对象的集合，存储3个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合

  • ​​代码实现​​
  • ​​学生类​
public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}
  • ​测试类​
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建List集合对象
        List<Student> list = new ArrayList<Student>();

        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("林青霞", 30);
        Student s2 = new Student("张曼玉", 35);
        Student s3 = new Student("王祖贤", 33);

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

        //迭代器：集合特有的遍历方式
        Iterator<Student> it = list.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Student s = it.next();
            System.out.println(s.getName()+","+s.getAge());
        }
        System.out.println("--------");

        //普通for：带有索引的遍历方式
        for(int i=0; i<list.size(); i++) {
            Student s = list.get(i);
            System.out.println(s.getName()+","+s.getAge());
        }
        System.out.println("--------");

        //增强for：最方便的遍历方式
        for(Student s : list) {
            System.out.println(s.getName()+","+s.getAge());
        }
    }
}

具体执行结果如下：

Java之集合(一)_java_10

3.数据结构

3.1数据结构之栈和队列

  • ​栈结构​：先进后出
  • ​队列结构：先进先出​​​

3.2数据结构之数组和链表

  • ​数组结构​：查询快、增删慢
  • ​队列结构：查询慢、增删快

4.List集合的实现类

4.1List集合子类的特点

  • ​ArrayList集合：底层是数组结构实现，查询快、增删慢
  • ​LinkedList集合：底层是链表结构实现，查询慢、增删快

4.2集合的案例

  • ​案例需求​

创建一个存储学生对象的集合，存储3个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合

  • ​代码实现​
  • ​学生类​
public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}
  • ​测试类​
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class ArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建ArrayList集合对象
        ArrayList<Student> array = new ArrayList<Student>();

        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("林青霞", 30);
        Student s2 = new Student("张曼玉", 35);
        Student s3 = new Student("王祖贤", 33);

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

        //迭代器：集合特有的遍历方式
        Iterator<Student> it = array.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Student s = it.next();
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
        System.out.println("--------");

        //普通for：带有索引的遍历方式
        for(int i=0; i<array.size(); i++) {
            Student s = array.get(i);
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
        System.out.println("--------");

        //增强for：最方便的遍历方式
        for(Student s : array) {
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
    }
}

具体执行结果如下：

Java之集合(一)_遍历_11

4.3LinkedList集合的特有功能

  • ​特有方法

Java之集合(一)_遍历_12

总结

本文主要给大家介绍了Java中常见的集合，首先给大家介绍了​​Collections​​集合的整体体系结构，其次介绍了List集合，并且还给大家介绍了数据结构以及List集合的实现类，最后还通过一些案例加以说明。

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