集合框架和泛型

1，认识集合
开发应用程序时，可以使用数组来存储多个同类型的数据，但是有以下缺陷：
（1），数组长度固定不变，不能很好的适应元素数量动态变化的情况
（2），可通过数组名.length获取数组的长度，却无法直接获取数组中实际存储的元素个数
（3），数组采用在内存中分配连续空间的存储方式存储，根据元素信息查找时效率比较低，需要多次比较
针对数组的缺陷，Java提供了比数组更灵活，更实用的集合框架，可大大提高软件的开发效率，并且不同的集合可适用于不同应用场合
Java集合框架提供了一套性能优良，使用方便的接口和类，它们都位于java.util包中，Java的集合类主要由Map接口和Collection接口派生而来，其中Collection接口有两个常用的子接口即List接口和Set接口
2，List接口
Collection接口是最基本的集合接口，可以存储一组不唯一，无序的对象，List接口继承自Collection接口，可以存储一组不唯一，有序的对象
List接口常用的实现类有ArrayList和LinkedList
1，使用ArrayList类动态存储数据
ArrayList集合类对数组进行了封装，实现了长度可变，并且和数组采用相同的存储方式，而且ArrayList集合中可以添加任何类型的数据，添加的数据都将转换成Object类型
注意：
（1），调用ArrayList类的add（Object obj）方法时，添加到集合当中的数据将被转换为Object类型
（2），使用ArrayList类之前，需要导入相应的接口和类，代码如下：
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
ArrayList集合因为可以使用索引来直接获取元素，所以其优点是遍历元素和随机访问元素的效率比较高，但在添加和删除非尾部元素时性能低下，效率比较低
2，使用LinkedList类动态存储数据
LinkedList类是List接口的链接列表实现类，它支持实现所有List接口可选的列表的操作，并且允许元素值是任何数据，包括null
LinkedList类采用链表存储方式存储数据，优点在于插入，删除元素时效率比较高，但查找效率很低
3，Set接口
Set接口是Collection接口的另外一个常用子接口，可以存储一组唯一，无序的对象
Set接口常用的实现类有HashSet
使用HashSet类动态存储数据，HashSet集合的特点：
（1），集合内的元素是无序排列的
（2）HashSet类是非线程安全的
（3）允许集合元素值为null
注意：
使用HashSet类之前，需要导入相应的接口和类，代码如下：
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
4，Iterator接口
Iterator接口表示对集合进行迭代的迭代器，Iterator接口为集合而生，专门实现集合的遍历，此接口的主要方法：
（1），hasNext（）：判断是否存在下一个可访问的元素，如果仍有元素可以迭代，则返回true
（2），next（）：返回要访问的下一个元素
凡是由Collection接口派生而来的接口或者类，都实现了iterate（）方法，iterate（）方法返回一个Iterator对象
5，Map接口
Map接口存储一组成对的键（key）——值（value）对象，提供key到value的映射，通过key来检索，Map接口中的key不要求有序，不允许重复，value同样不要求有序，但允许重复
Map接口中存储的数据都是键——值对，最常用的Map实现类是HashMap，优点是查询指定元素效率高
注意：
（1），数据添加到HashMap集合后，所有数据的数据类型将转换为Object类型，所以从其中获取数据时需要进行强制类型转换
（2），HashMap类不保证映射的顺序，特别是不保证顺序恒久不变
6，Collections类
Collections类是Java提供的一个集合操作工具类，它包含了大量的静态方法，用于实现对集合元素的排序，查找和替换等操作
注意：
Collections和Collection的区别：前者是集合的操作类，后者是集合接口
在Java中，如果想实现一个类的对象之间比较大小，那么这个类就要实现Comparable接口，此接口强行对实现它的每个类的对象进行整体排序，这种排序被称为类的自然排序，类的compareTo（）方法被称为它的自然比较方法，此方法用于比较此对象与指定对象的顺序
compareTo（）方法的定义语法格式：
int compareTo（Object obj）；
其中：
（1），参数：obj既要比较的对象
（2），返回值：负整数，零或正整数，根据此对象是小于，等于还是大于指定对象返回不同的值
实现此接口的对象列表（和数组）可以通过Collections.sort（）方法（和Arrays.sort（）方法）进行自动排序
元素之间可以比较大小之后，就可以使用Collections类的sort（）方法对元素进行排序操作，Map接口本身是无序的，所以不能对Map接口做排序操作，但List接口是有序的，所以可以对List接口进行排序，注意List接口中存放的元素，必须是实现了Comparable接口的元素才可以
替换集合元素：需要把一个List集合中的所有元素都替换为相同的元素，可以使用Collections类的静态方法fill（）来实现
7，认识泛型
1，泛型的定义
将对象的类型作为参数，指定到其他类或者方法上，从而保证类型转换的安全性和稳定性，这就是泛型，泛型的本质就是参数化类型
泛型的定义语法格式：类1或者接口<类型实参>对象 = new 类2<类型实参>()；
注意：
首先，“类2”可以是“类1”本身，可以是“类1”的子类，还可以是接口的实现类，其次，“类2”的类型实参必须与“类1”中的类型实参相同
2，泛型在集合中的应用
使用泛型集合在创建集合对象时指定集合中元素的类型，从集合中取出元素时无需进行强制类型转换，并且如果把非指定类型对象放入集合，会出现编译错误
List和ArrayList的泛型形式是List和ArrayList，Map和HashMap的泛型形式是Map<K.V>和HashMap<K.V>
泛型使集合的使用更方便，也提升了安全：
（1），存储数据时进行严格类型检查，确保只有合适类型的对象才能存储在集合中
（2），从集合中检索对象时，减少了强制类型转换
3，深入泛型
泛型的本质就是参数化类型，参数化类型的重要性在于允许创建一些类，接口和方法，其所操作的数据类型被定义为参数，可以在真正使用时指定具体的类型
学习泛型之前，需要了解的概念：
（1），参数化类型：参数化类型包含一个类或者接口，以及实际的类型参数列表
（2），类型变量：是一种非限定性标识符，用来指定类，接口或者方法的类型
泛型类就是具有一个或者多个类型参数的类
语法格式：访问修饰符class className
TypeList表示类型参数列表，每个类型变量之间以逗号分隔
泛型接口就是拥有一个或者多个类型参数的接口
语法格式：访问修饰符 interface interfaceName
泛型方法实际上就是带有类型参数的方法，可以简化代码，提高代码重用性，无论是泛型类还是非泛型类，如果需要就可以定义泛型方法
语法格式：访问修饰符<类型参数>返回值 方法名（类型参数列表）
注意：在泛型方法中，类型变量放置在访问修饰符与返回值之间
面对对象的特性同样适用于泛型类，所以泛型类也可以继承，不过，继承了泛型类的子类，必须也是泛型类
语法格式：class 子类extends父类{}