day05 List集合-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Jenius87v5/article/details/124238183

1.Collection集合

1.1集合体系结构【记忆】

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

1.2Collection集合概述和基本使用【应用】

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

Collection集合基本使用

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);
    }
}

1.3Collection集合的常用方法【应用】

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【应用】

迭代器的介绍
- 迭代器，集合的专用遍历方式
- Iterator 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
Collection集合的遍历

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);
        }
    }
}

1.5集合使用步骤图解【理解】

使用步骤

在这里插入图片描述

1.6集合的案例-Collection集合存储学生对象并遍历【应用】

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

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());
        }
    }
}

2.List集合

2.1List集合概述和特点【记忆】

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【应用】

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-List集合存储学生对象并遍历【应用】

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

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());
        }

    }
}

2.4并发修改异常【应用】

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

示例代码

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);
    }
}

2.5列表迭代器【应用】

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

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);

    }
}

2.6增强for循环【应用】

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

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
            }
        }
        */
    }
}

2.7集合的案例-List集合存储学生对象三种方式遍历【应用】

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

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());
        }
    }
}

3.数据结构

3.1数据结构之栈和队列【记忆】

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【记忆】

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【记忆】

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-ArrayList集合存储学生对象三种方式遍历【应用】

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

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());
        }
    }
}

4.3LinkedList集合的特有功能【应用】

特有方法

方法名	说明
public void addFirst(E e)	在该列表开头插入指定的元素
public void addLast(E e)	将指定的元素追加到此列表的末尾
public E getFirst()	返回此列表中的第一个元素
public E getLast()	返回此列表中的最后一个元素
public E removeFirst()	从此列表中删除并返回第一个元素
public E removeLast()	从此列表中删除并返回最后一个元素

集合
一、集合和数组的区别是什么？
1.数组的长度不可变。而集合的长度可变
2.数组里面元素的类型既可以是基本数据类型，也可以是引用数据类型 // int[] ints = new int[10], Student[] stus = new Student[10];
集合中的元素只能是引用数据类型
3.数组中只能是单列的
集合中既可以是单列的，也可以是双列的

二、集合的体系结构
	1.单列集合-Collection
		（1）List集合：可存储重复元素、有索引、存取有序
			ArrayList 
			LinkedList
		
		（2）Set集合：不可存储重复元素，没有索引、存取无序
			HashSet 
			TreeSet
	
	2.双列集合-Map 
		HashMap
		

三、Collection集合的常用方法
	1.boolean add(E e) 添加元素  //在集合的末尾添加元素
	
	2.boolean remove(Object o) 从集合中移除指定的元素  //从0索引开始删除第一个出现的数据
	
	3.void clear() 清空集合中的元素//了解   高危操作
	
	4.boolean contains(Object o) 判断集合中是否存在指定的元素  //容易忘
		缺点：就是只能知道集合中是否存在某个元素，但是元素的位置不知道
	
	5.boolean isEmpty() 判断集合是否为空  //不要用
	
	6.int size() 集合的长度，也就是集合中元素的个数
		

	//扩展
		1.判空：判断集合不为空
			空：有两层意思，第一层是不能为null；
						第二层是集合中的元素数量要大于0
			if(null!=list && list.size()>0){
				xxxxxxxxxxx
			}
		2.leng、length()、size()三者的区别？
			length:数组的长度（属性）
			length():字符串的长度（方法）
			size():集合的长度（方法）
		
		3.List集合删除元素的时候，有什么注意事项？
			//反向遍历   或者   添加i--
		
四、Collection集合的遍历
	1.为什么Collection集合不用普通for循环来遍历？
		因为Collection集合是单列集合的顶层接口，有两个子接口List和Set，而Set集合是没有索引的，所以用不了get(index)这个方法
		
	2.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"
	
	3.相关的方法
		Iterator<E> iterator() 返回此集合中元素的迭代器。  
		//默认有一个类似于指针的东西，默认位置在元素的最上方
		
		boolean hasNext() 如果迭代具有更多元素，则返回 true 。 	
			//只做一件事
			*判断有没有下一个元素
			
		E next() 返回迭代中的下一个元素。
			//做了两件事
			*第一件事：获取下一个元素的值
			*第二件事：将指针向下移动一位
				//注意事项：next方法不要重复使用
		
	4.遍历的步骤
		*得到迭代器对象
			 Iterator<Integer> iterator = arr.iterator();
		*使用迭代器对象去判断集合中是否有元素
		*使用迭代器元素对象取出元素
			 while (iterator.hasNext()){
					int temp = iterator.next();
					System.out.println(temp);
				}
	
	5.Collection集合存储学生对象并遍历
		//难点：使用迭代器去遍历学生对象集合

五、List集合
	1.软件包  java.util 
		Interface List<E>
		//使用的util包下的List

	2.特点
		（1）存取有序
		（2）可重复
		（3）有索引

	3.List集合的"特有"方法
		（1）void add(int index,E element) 在此集合中的指定位置插入指定的元素
		（2）E remove(int index) 删除指定索引处的元素，返回被删除的元素   //掌握
		（3）E set(int index,E element) 修改指定索引处的元素，返回被修改的元素  //掌握
		（4）E get(int index) 返回指定索引处的元素   //掌握
		//注意：这四个方法都有一个共同点，就是参数里面都有索引
			*这里的remove方法和Collection中的remove方法的区别
				List集合的remove方法是根据"索引"删除
				Collection中的remove方法是根据元素删除
		
	4.List集合存储和遍历学生对象
		（1）创建集合对象的时候，要是用List接口多态
		（2）加上集合的判空
		（3）使用迭代器和普通for循环两种方式来遍历
			代码实现：
				public class Demo3 {
				public static void main(String[] args) {
					List<Student> list1 = new ArrayList<>();

					Student s1 = new Student("王小二",12);
					Student s2 = new Student("王小三",13);
					Student s3 = new Student("王小四",14);
					Student s4 = new Student("王小五",15);
					Student s5 = new Student("王小六",16);

					list1.add(s1);
					list1.add(s2);
					list1.add(s3);
					list1.add(s4);
					list1.add(s5);

					if (null!=list1 && list1.size()>0){  //集合的判空
						//使用迭代器方式遍历
						Iterator<Student> iterator = list1.iterator();
						while (iterator.hasNext()){
							System.out.println(iterator.next());
						}

						//使用普通for循环的方式遍历
						for (int i = 0; i < list1.size(); i++) {
							System.out.println(list1.get(i));
						}


					}

				}
			}
			
			ArrayList<Student> list = new ArrayList<>();

			泛型是Student,所以可以存储Student对象

			ArrayList<Object> list = new ArrayList<>();

			泛型是Object.可以存储任意类型的对象.

			ArrayList list = new ArrayList();

			不定义泛型,默认就是Object的.所以也能存储Student对象.
		
	5.并发修改异常   //了解
		//视频中的源码分析不需要大家掌握
		（1）概念
			"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
			
		（2）并发修改异常的前提："迭代器遍历的过程中"
				前提就是一定要在迭代器遍历的过程中
					代码体现：
						Iterator<Student> iterator = list1.iterator();   //迭代器遍历开始
						while (iterator.hasNext()){
							System.out.println(iterator.next());
						}                                                //迭代器遍历结束

		（3）并发修改异常产生的条件
			并：并行，同时
			发：发生
			并发：同时发生   //必须至少要有两个对象
			修改：指的是"添加"或者"删除"元素
			
			//并发修改异常产生的条件
				*第一个条件：至少有两个对象
				*第二个条件：要添加或者删除元素

	6.列表迭代器
		（1）列表迭代器的获取
			ListIterator<E> listIterator() 返回列表中的列表迭代器（按适当的顺序）。  

		（2）列表迭代器特有方法   
			*void add(E e) 将指定的元素插入列表（可选操作）。  
			
			*boolean hasPrevious() 如果此列表迭代器在相反方向遍历列表时具有更多元素，则返回 true 。  
				//相比较hasNext方法学习    只做一件事：判断有没有上一个元素
			*E previous() 返回列表中的上一个元素，并向后移动光标位置。  
				//相比较next方法学习   做了两件事：
					*第一件事：获取上一个元素的值
					*第二件事：将指针向上移动一位
						//注意事项：previous方法不要重复使用
				代码实现：
					public class Demo5 {
					public static void main(String[] args) {
						List<String> list1 = new ArrayList<>();
						list1.add("王小二");
						list1.add("王小三");
						list1.add("王小四");
						list1.add("王小五");
						list1.add("王小六");

						//获取列表迭代器对象
						ListIterator<String> ite = list1.listIterator();
						while (ite.hasNext()){
							System.out.println(ite.next());
						}

						System.out.println("--------------------");

						while (ite.hasPrevious()){
							System.out.println(ite.previous());
						}

					}
				}
				
			//注意：hasPrevious和previous不常用，因为使用这两个方法的前提是需要先正向遍历到末尾。

		（3）研究列表迭代器的add方法
			*第一点：列表迭代器的add方法和list集合的add方法的区别？
				列表迭代器的add方法：在当前元素的后面添加
				list集合的add方法：在集合的末尾添加

			*为什么没有产生并发修改异常
				思路：想要产生并发修改异常需要有一个前提和两个条件
					前提：在迭代器遍历的过程中  --------  符合
					条件一：至少有两个操作集合的对象   -------------  //不符合
					
					条件二：要添加或者删除元素    -------------  符合
	
	7.增强for循环
		（1）格式
			for(元素数据类型 变量名 : 数组/集合对象名) {
				循环体;
				}
				
				代码举例：
					for (String s : list1){
						   System.out.println(s);
					   }
		
		（2）本质
			增强for循环其实就是用来简化迭代器的代码的，底层就是迭代器

		（3）好处
			简化了迭代器的步骤

		（4）注意事项
			在使用增强for循环之前，一定要对集合判空
				代码举例：
					List<String> list = null;

					if (null!=list && list.size()>0){
						for (String s : list){
							System.out.println(s);
						}
					}

	8.list集合三种遍历方式的总结
		（1）迭代器     
		（2）普通for循环   //涉及到增删元素
		（3）增强for循环   //仅仅遍历

数据结构相关知识 //重点掌握它们的特点
1.栈：进栈 /压栈出栈/弹栈
特点：先进后出

2.队 ：  入队列   出队列
	特点：先进先出

3.数组：存储同一种类型的多个元素的容器  //有索引
	特点：查询快、增删慢
	应用：ArrayList

4.链表：由一个链子把多个节点连接起来组成的数据
	节点：由数据和地址组成
	特点：查询慢、增删快
	应用：LinkedList


5.List集合子类的特点   //笔试题     掌握
	ArrayList： 
		底层结构是数组，查询快、增删慢
		线程不安全的、效率高
	
	Vector：
		底层结构是数组，查询快、增删慢 
		线程安全的，效率低
	
	LinkedList：
		底层结构是链表，查询慢、增删快
		线程不安全的，效率高

6.LinkedList集合的特有功能    //了解
	public void addFirst(E e) 在该列表开头插入指定的元素
	public void addLast(E e) 将指定的元素追加到此列表的末尾
	public E getFirst() 返回此列表中的第一个元素
	public E getLast() 返回此列表中的最后一个元素
	public E removeFirst() 从此列表中删除并返回第一个元素
	public E removeLast() 从此列表中删除并返回最后一个元素

List集合的总结
//以后基本上使用ArrayList
增：
*boolean add(E e) 添加元素 //在集合的末尾添加元素

	删：
		*boolean remove(Object o) 从集合中移除指定的元素  //从0索引开始删除第一个出现的数据
		*E remove(int index) 删除指定索引处的元素，返回被删除的元素   //掌握
	
	改：
		*E set(int index,E element) 修改指定索引处的元素，返回被修改的元素  //掌握
	
	遍历：
		*迭代器遍历 
		*普通for循环遍历
		*增强for循环遍历
	
	判空：
		if(null!=list && list.size()>0){
				xxxxxxxxxxx
			}