Collection集合

集合框架介绍

学习集合的目标：
1.会使用集合存储数据
2.会遍历集合，把数据取出来
3.掌握每种集合的特性

Collection集合及其常用功能

Collection集合：单列集合最顶层的接口
List集合：是单列集合的一种——> 有索引、可以存储重复元素、可以保证存取顺序
ArrayList （重点）——>底层是数组实现的，查询快，增删慢
LinkedList（次之）——>底层是链表实现的，查询慢，增删快
Vector（了解）

Set集合：是单列集合的一种——>无索引、不可以存储重复元素、存取无序
HashSet（重点）：底层是哈希表+（红黑树）实现的，无索引、不可以存储重复元素、存取无序
LinkedHasjSet：底层是哈希表+链表实现的，无索引、不可以存储重复元素、可以保存存取顺序
TreeSet：底层是二叉树实现。一般用于排序

共性的方法:
public boolean add(E e)： 把给定的对象添加到当前集合中 。

//创建集合对象,可以使用多态
        Collection<String> coll = new ArrayList<>();
        //boolean add(E e) 向集合中添加元素
        coll.add("Hello");
        coll.add("World");
        coll.add("He");
        coll.add("Cool");
        sout(coll);//[Hello,World,He,Cool]

public void clear() :清空集合中所有的元素。

//void clear(); 清空集合所有的元素
coll.clear();
sout(coll);//[]

public boolean remove(E e): 把给定的对象在当前集合中删除。

//boolean remove(E e);  删除集合中的某个元素
boolean result =coll.remove("Hello");
boolean result2 =coll.remove("Hell2");
sout(result);//false
sout(result);//true
sout(coll);//[World,He,Cool]

public boolean contains(E e): 判断当前集合中是否包含给定的对象。

//boolean contains(E e); 判断集合中是否包含某个元素
boolean result=coll.contains("His");
sout(result);//false

public boolean isEmpty(): 判断当前集合是否为空。

//boolean isEmpty();判读集合是否为空
sout(coll.isEmpty());//false

public int size(): 返回集合中元素的个数。

//int size();  获取集合长度
sout(coll.size());//4

public Object[] toArray(): 把集合中的元素，存储到数组中。

//Object[] toArray()  将集合转成一个数组
Object[] arr=coll.toArray();
//遍历数组
for(int i=0;i<arr.length;i++){
sout(arr[i]);
}

Iterator接口（迭代器）

java.util.Iterator接口:迭代器(对集合进行遍历)
有两个常用的方法
boolean hasNext() 如果仍有元素可以迭代，则返回 true。
判断集合中还有没有下一个元素,有就返回true,没有就返回false
E next() 返回迭代的下一个元素。
取出集合中的下一个元素
Iterator迭代器,是一个接口,我们无法直接使用,需要使用Iterator接口的实现类对象,获取实现类的方式比较特殊
Collection接口中有一个方法,叫iterator(),这个方法返回的就是迭代器的实现类对象
Iterator< E> iterator() 返回在此 collection 的元素上进行迭代的迭代器。

迭代器的使用步骤(重点):
1.使用集合中的方法iterator()获取迭代器的实现类对象,使用Iterator接口接收(多态)
2.使用Iterator接口中的方法hasNext判断还有没有下一个元素
3.使用Iterator接口中的方法next取出集合中的下一个元素

public class Demo01Iterator {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个集合对象
        Collection<String> coll = new ArrayList<>();
        //往集合中添加元素
        coll.add("姚明");
        coll.add("科比");
        coll.add("麦迪");
        coll.add("詹姆斯");
        coll.add("艾弗森");

        /*
            1.使用集合中的方法iterator()获取迭代器的实现类对象,使用Iterator接口接收(多态)
            注意:
                Iterator<E>接口也是有泛型的,迭代器的泛型跟着集合走,集合是什么泛型,迭代器就是什么泛型
         */
        //多态  接口            实现类对象
        Iterator<String> it = coll.iterator();


        /*
            发现使用迭代器取出集合中元素的代码,是一个重复的过程
            所以我们可以使用循环优化
            不知道集合中有多少元素,使用while循环
            循环结束的条件,hasNext方法返回false
         */
        while(it.hasNext()){
            String e = it.next();
            System.out.println(e);
        }
        System.out.println("----------------------");
        for(Iterator<String> it2 = coll.iterator();it2.hasNext();){
            String e = it2.next();
            System.out.println(e);
        }


       /* //2.使用Iterator接口中的方法hasNext判断还有没有下一个元素
        boolean b = it.hasNext();
        System.out.println(b);//true
        //3.使用Iterator接口中的方法next取出集合中的下一个元素
        String s = it.next();
        System.out.println(s);//姚明

        b = it.hasNext();
        System.out.println(b);
        s = it.next();
        System.out.println(s);

        b = it.hasNext();
        System.out.println(b);
        s = it.next();
        System.out.println(s);

        b = it.hasNext();
        System.out.println(b);
        s = it.next();
        System.out.println(s);

        b = it.hasNext();
        System.out.println(b);
        s = it.next();
        System.out.println(s);

        b = it.hasNext();
        System.out.println(b);//没有元素,返回false
        s = it.next();//没有元素,在取出元素会抛出NoSuchElementException没有元素异常
        System.out.println(s);*/
    }
}

迭代器的实现原理

增强for循环

增强for循环:底层使用的也是迭代器,使用for循环的格式,简化了迭代器的书写
是JDK1.5之后出现的新特性
Collectionextends Iterable:所有的单列集合都可以使用增强for
public interface Iterable实现这个接口允许对象成为 “foreach” 语句的目标。

增强for循环:用来遍历集合和数组

格式:
for(集合/数组的数据类型 变量名: 集合名/数组名){
sout(变量名);
}

使用增强for循环遍历数组

    private static void demo01() {
        int[] arr = {1,2,3,4,5};
        for(int i:arr){
            System.out.println(i);
        }
    }
}

使用增强for循环遍历集合

  private static void demo02() {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("aaa");
        list.add("bbb");
        list.add("ccc");
        list.add("ddd");
        for(String s : list){
            System.out.println(s);
        }
    }

泛型

泛型：是一种未知的数据类型，当我们不知道使用什么数据类型的时候，可以使用泛型。
泛型也可以看出是一个变量，用来接受数据类型

使用泛型的好处

创建集合对象,不使用泛型
好处:
集合不使用泛型,默认的类型就是Object类型,可以存储任意类型的数据
弊端:
不安全,会引发异常

private static void show01() {
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add("abc");
        list.add(1);

        //使用迭代器遍历list集合
        //获取迭代器
        Iterator it = list.iterator();
        //使用迭代器中的方法hasNext和next遍历集合
        while(it.hasNext()){
            //取出元素也是Object类型
            Object obj = it.next();
            System.out.println(obj);

            //想要使用String类特有的方法,length获取字符串的长度;不能使用  多态 Object obj = "abc";
            //需要向下转型
            //会抛出ClassCastException类型转换异常,不能把Integer类型转换为String类型
            String s = (String)obj;
            System.out.println(s.length());
        }
    }
}

创建集合对象,使用泛型
好处:
1.避免了类型转换的麻烦,存储的是什么类型,取出的就是什么类型
2.把运行期异常(代码运行之后会抛出的异常),提升到了编译期(写代码的时候会报错)
弊端:
泛型是什么类型,只能存储什么类型的数据

private static void show02() {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("abc");
        //list.add(1);//add(java.lang.String)in ArrayList cannot be applied to (int)

        //使用迭代器遍历list集合
        Iterator<String> it = list.iterator();
        while(it.hasNext()){
            String s = it.next();
            System.out.println(s+"->"+s.length());
        }
    }

泛型的定义与使用

定义一个泛型的类

public class GenericClass<E> {
    private E name;

    public E getName() {
        return name;
    }

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

这边就可以实用想要的类型

  //不写泛型默认为Object类型
        GenericClass gc = new GenericClass();
        gc.setName("只能是字符串");
        Object obj = gc.getName();

        //创建GenericClass对象,泛型使用Integer类型
        GenericClass<Integer> gc2 = new GenericClass<>();
        gc2.setName(1);

        Integer name = gc2.getName();
        System.out.println(name);

        //创建GenericClass对象,泛型使用String类型
        GenericClass<String> gc3 = new GenericClass<>();
        gc3.setName("小明");
        String name1 = gc3.getName();
        System.out.println(name1);
    }
}

定义和实用含有泛型的方法

定义含有泛型的方法:泛型定义在方法的修饰符和返回值类型之间

格式:
修饰符 <泛型> 返回值类型 方法名(参数列表(使用泛型)){
方法体;
}

含有泛型的方法,在调用方法的时候确定泛型的数据类型
传递什么类型的参数,泛型就是什么类型

public class GenericMethod {
    //定义一个含有泛型的方法
    public <M> void method01(M m){
        System.out.println(m);
    }

    //定义一个含有泛型的静态方法
    public static <S> void method02(S s){
        System.out.println(s);
    }
}

测试含有泛型的方法

public class Demo03GenericMethod {
    public static void main(String[] args) {
        //创建GenericMethod对象
        GenericMethod gm = new GenericMethod();

        /*
            调用含有泛型的方法method01
            传递什么类型,泛型就是什么类型
         */
        gm.method01(10);
        gm.method01("abc");
        gm.method01(8.8);
        gm.method01(true);

        gm.method02("静态方法,不建议创建对象使用");

        //静态方法,通过类名.方法名(参数)可以直接使用
        GenericMethod.method02("静态方法");
        GenericMethod.method02(1);
    }
}

定义和使用含有泛型的接口

定义含有泛型的接口

public interface GenericInterface<I> {
    public abstract void method(I i);
}

含有泛型的接口,第一种使用方式:定义接口的实现类,实现接口,指定接口的泛型
public interface Iterator {
E next();
}
Scanner类实现了Iterator接口,并指定接口的泛型为String,所以重写的next方法泛型默认就是String
public final class Scanner implements Iterator{
public String next() {}
}

public class GenericInterfaceImpl1 implements GenericInterface<String>{
    @Override
    public void method(String s) {
        System.out.println(s);
    }
}

含有泛型的接口第二种使用方式：接口使用什么泛型，实现类就使用什么泛型，类跟着接口走
就相当于定义了一个含有泛型的类，创建对象的时候确定泛型的类型
public interface List{
boolean add(E e);
E get(int index);
}
public class ArrayList implements List{
public boolean add(E e){}
public E get(int index);{}
}

public class GenericInterfaceImpl2<I> implements GenericInterface<I>{

    @Override
    public void method(I i){
        System.out.println(i);
    }

}

测试含有泛型的接口

public class Demo04GenericInterface {
    public static void main(String[] args) {
        //创建GenericInterfaceImpl1对象
        GenericInterfaceImpl1 gi1 = new GenericInterfaceImpl1();
        gi1.method("字符串");

        //创建GenericInterfaceImpl2对象
        GenericInterfaceImpl2<Integer> gi2 = new GenericInterfaceImpl2<>();
        gi2.method(10);

        GenericInterfaceImpl2<Double> gi3 = new GenericInterfaceImpl2<>();
        gi3.method(8.8);
    }
}

泛型通配符

泛型的通配符:
?:代表任意的数据类型
使用方式:
不能创建对象使用
只能作为方法的参数使用

public class Demo05Generic {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list01 = new ArrayList<>();
        list01.add(1);
        list01.add(2);

        ArrayList<String> list02 = new ArrayList<>();
        list02.add("a");
        list02.add("b");

        printArray(list01);
        printArray(list02);

        //ArrayList<?> list03 = new ArrayList<?>();
    }

    /*
        定义一个方法,能遍历所有类型的ArrayList集合
        这时候我们不知道ArrayList集合使用什么数据类型,可以泛型的通配符?来接收数据类型
        注意:
            泛型没有继承概念的
     */
    public static void printArray(ArrayList<?> list){
        //使用迭代器遍历集合
        Iterator<?> it = list.iterator();
        while(it.hasNext()){
            //it.next()方法,取出的元素是Object,可以接收任意的数据类型
            Object o = it.next();
            System.out.println(o);
        }
    }
}

泛型通配符的高级使用

泛型的上限限定: ? extends E 代表使用的泛型只能是E类型的子类/本身
泛型的下限限定: ? super E 代表使用的泛型只能是E类型的父类/本身

public class Demo06Generic {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
        Collection<String> list2 = new ArrayList<String>();
        Collection<Number> list3 = new ArrayList<Number>();
        Collection<Object> list4 = new ArrayList<Object>();

        getElement1(list1);
        //getElement1(list2);//报错
        getElement1(list3);
        //getElement1(list4);//报错

        //getElement2(list1);//报错
        //getElement2(list2);//报错
        getElement2(list3);
        getElement2(list4);

        /*
            类与类之间的继承关系
            Integer extends Number extends Object
            String extends Object
         */

    }
    // 泛型的上限：此时的泛型?，必须是Number类型或者Number类型的子类
    public static void getElement1(Collection<? extends Number> coll){}
    // 泛型的下限：此时的泛型?，必须是Number类型或者Number类型的父类
    public static void getElement2(Collection<? super Number> coll){}
}

泛型的使用总结

• 泛型类和泛型方法
  创建一个泛型类
  类名<泛型>
  方法名(泛型)

public class Myclass<T>{
public void print (T t){
sout(t);
}
}

Myclass<String> my=new Myclass<>();
my.print("hello");

Myclass<Integer> my2=new Myclass<>();
my2.print(50);

• 泛型接口和泛型方法
  创建一个接口

public interface MyInter<O>{
 public abstract void print(O o);
}

创建接口的实现类

public class MyInterImpl implements MyInter<O>{
public void print(O o){
sout(o);
}

MyInterImpl<String> mi=new MyInterImpl<>();
mi.print("world");
MyInterImpl<Double> mi=new MyInterImpl<>();
mi.print(5.5);

• 泛型通配符

斗地主案例

package demo04.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;

/*
    斗地主综合案例:
        1.准备牌
        2.洗牌
        3.发牌
        4.看牌
 */
public class DouDiZhu {
    public static void main(String[] args) {
        //1.准备牌
        //定义一个存储54张牌的ArrayList集合,泛型使用String
        ArrayList<String> poker = new ArrayList<>();
        //定义两个数组,一个数组存储牌的花色,一个数组存储牌的序号
        String[] colors = {"♠","♥","♣","♦"};
        String[] numbers = {"2","A","K","Q","J","10","9","8","7","6","5","4","3"};
        //先把大王和小王存储到poker集合中
        poker.add("大王");
        poker.add("小王");
        //循环嵌套遍历两个数组,组装52张牌
        for(String number : numbers){
            for (String color : colors) {
                //System.out.println(color+number);
                //把组装好的牌存储到poker集合中
                poker.add(color+number);
            }
        }
        //System.out.println(poker);

        /*
            2.洗牌
            使用集合的工具类Collections中的方法
            static void shuffle(List<?> list) 使用默认随机源对指定列表进行置换。
         */
        Collections.shuffle(poker);
        //System.out.println(poker);

        /*
            3.发牌
         */
        //定义4个集合,存储玩家的牌和底牌
        ArrayList<String> player01 = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> player02 = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> player03 = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> diPai = new ArrayList<>();

        /*
            遍历poker集合,获取每一张牌
            使用poker集合的索引%3给3个玩家轮流发牌
            剩余3张牌给底牌
            注意:
                先判断底牌(i>=51),否则牌就发没了
         */
        for (int i = 0; i < poker.size() ; i++) {
            //获取每一张牌
            String p = poker.get(i);
            //轮流发牌
            if(i>=51){
                //给底牌发牌
                diPai.add(p);
            }else if(i%3==0){
                //给玩家1发牌
                player01.add(p);
            }else if(i%3==1){
                //给玩家2发牌
                player02.add(p);
            }else if(i%3==2){
                //给玩家3发牌
                player03.add(p);
            }
        }

        //4.看牌
        System.out.println("刘德华:"+player01);
        System.out.println("周润发:"+player02);
        System.out.println("周星驰:"+player03);
        System.out.println("底牌:"+diPai);
    }
}