第一章 Collection集合

1.1 集合概述

在前面基础班我们已经学习过并使用过集合ArrayList<E> ,那么集合到底是什么呢?

• 集合：集合是java中提供的一种容器，可以用来存储多个数据。

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。
• 数组中存储的是同一类型的元素，可以存储基本数据类型值。集合存储的都是对象。而且对象的类型可以不一致。在开发中一般当对象多的时候，使用集合进行存储。

1.2 集合框架

JAVASE提供了满足各种需求的API，在使用这些API前，先了解其继承与接口操作架构，才能了解何时采用哪个类，以及类之间如何彼此合作，从而达到灵活应用。

集合按照其存储结构可以分为两大类，分别是单列集合java.util.Collection和双列集合java.util.Map，今天我们主要学习Collection集合，在day04时讲解Map集合。

Collection：单列集合类的根接口，用于存储一系列符合某种规则的元素，它有两个重要的子接口，分别是java.util.List和

java.util.Set。其中，List的特点是元素有序、元素可重复。Set的特点是元素无序，而且不可重复。List接口的主要实现类有java.util.ArrayList和java.util.LinkedList，Set接口的主要实现类有java.util.HashSet和java.util.TreeSet。

从上面的描述可以看出JDK中提供了丰富的集合类库，为了便于初学者进行系统地学习，接下来通过一张图来描述整个集合类的继承体系。

其中，橙色框里填写的都是接口类型，而蓝色框里填写的都是具体的实现类。这几天将针对图中所列举的集合类进行逐一地讲解。

集合本身是一个工具，它存放在java.util包中。在Collection接口定义着单列集合框架中最最共性的内容。

1.3 Collection 常用功能

Collection是所有单列集合的父接口，因此在Collection中定义了单列集合(List和Set)通用的一些方法，这些方法可用于操作所有的单列集合。方法如下：

• public boolean add(E e)： 把给定的对象添加到当前集合中 。
  
• public void clear() :清空集合中所有的元素。
  
• public boolean remove(E e): 把给定的对象在当前集合中删除。
  
• public boolean contains(E e): 判断当前集合中是否包含给定的对象。
• public boolean isEmpty(): 判断当前集合是否为空。
  
• public int size(): 返回集合中元素的个数。
  
• public Object[] toArray(): 把集合中的元素，存储到数组中。
  

方法演示：

importjava.util.ArrayList;
importjava.util.Collection;
​publicclassDemo1Collection {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 创建集合对象 // 使用多态形式Collection<String>coll=newArrayList<String>();
// 使用方法// 添加功能  boolean  add(String s)coll.add("小李广");
coll.add("扫地僧");
coll.add("石破天");
System.out.println(coll);
​// boolean contains(E e) 判断o是否在集合中存在System.out.println("判断  扫地僧 是否在集合中"+coll.contains("扫地僧"));
​//boolean remove(E e) 删除在集合中的o元素System.out.println("删除石破天："+coll.remove("石破天"));
System.out.println("操作之后集合中元素:"+coll);
// size() 集合中有几个元素System.out.println("集合中有"+coll.size()+"个元素");
​// Object[] toArray()转换成一个Object数组Object[] objects=coll.toArray();
// 遍历数组for (inti=0; i<objects.length; i++) {
System.out.println(objects[i]);
        }
​// void  clear() 清空集合coll.clear();
System.out.println("集合中内容为："+coll);
// boolean  isEmpty()  判断是否为空System.out.println(coll.isEmpty());     
    }
}

tips: 有关Collection中的方法可不止上面这些，其他方法可以自行查看API学习。

第二章 Iterator迭代器

2.1 Iterator接口

在程序开发中，经常需要遍历集合中的所有元素。针对这种需求，JDK专门提供了一个接口java.util.Iterator。Iterator接口也是Java集合中的一员，但它与Collection、Map接口有所不同，Collection接口与Map接口主要用于存储元素，而Iterator主要用于迭代访问（即遍历）Collection中的元素，因此Iterator对象也被称为迭代器。

想要遍历Collection集合，那么就要获取该集合迭代器完成迭代操作，下面介绍一下获取迭代器的方法：

• ublic Iterator iterator(): 获取集合对应的迭代器，用来遍历集合中的元素的。
  

下面介绍一下迭代的概念：

• 迭代：即Collection集合元素的通用获取方式。在取元素之前先要判断集合中有没有元素，如果有，就把这个元素取出来，继续在判断，如果还有就再取出出来。一直把集合中的所有元素全部取出。这种取出方式专业术语称为迭代。
  

Iterator接口的常用方法如下：

• public E next():返回迭代的下一个元素。
  
• public boolean hasNext():如果仍有元素可以迭代，则返回 true。
  

接下来我们通过案例学习如何使用Iterator迭代集合中元素：

publicclassIteratorDemo {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
// 使用多态方式 创建对象Collection<String>coll=newArrayList<String>();
​// 添加元素到集合coll.add("串串星人");
coll.add("吐槽星人");
coll.add("汪星人");
//遍历//使用迭代器 遍历   每个集合对象都有自己的迭代器Iterator<String>it=coll.iterator();
//  泛型指的是 迭代出 元素的数据类型while(it.hasNext()){ //判断是否有迭代元素Strings=it.next();//获取迭代出的元素System.out.println(s);
        }
    }
}

tips:：在进行集合元素取出时，如果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。

2.2 迭代器的实现原理

我们在之前案例已经完成了Iterator遍历集合的整个过程。当遍历集合时，首先通过调用t集合的iterator()方法获得迭代器对象，然后使用hashNext()方法判断集合中是否存在下一个元素，如果存在，则调用next()方法将元素取出，否则说明已到达了集合末尾，停止遍历元素。

Iterator迭代器对象在遍历集合时，内部采用指针的方式来跟踪集合中的元素，为了让初学者能更好地理解迭代器的工作原理，接下来通过一个图例来演示Iterator对象迭代元素的过程：

在调用Iterator的next方法之前，迭代器的索引位于第一个元素之前，不指向任何元素，当第一次调用迭代器的next方法后，迭代器的索引会向后移动一位，指向第一个元素并将该元素返回，当再次调用next方法时，迭代器的索引会指向第二个元素并将该元素返回，依此类推，直到hasNext方法返回false，表示到达了集合的末尾，终止对元素的遍历。

2.3 增强for

增强for循环(也称for each循环)是JDK1.5以后出来的一个高级for循环，专门用来遍历数组和集合的。它的内部原理其实是个Iterator迭代器，所以在遍历的过程中，不能对集合中的元素进行增删操作。

格式：

for(元素的数据类型变量 : Collection集合or数组){ 
//写操作代码}
它用于遍历Collection和数组。通常只进行遍历元素，不要在遍历的过程中对集合元素进行增删操作。练习1：遍历数组publicclassNBForDemo1 {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
int[] arr= {3,5,6,87};
//使用增强for遍历数组for(inta : arr){//a代表数组中的每个元素System.out.println(a);
        }
    }
}
练习2:遍历集合publicclassNBFor {
publicstaticvoidmain(String[] args) {        
Collection<String>coll=newArrayList<String>();
coll.add("小河神");
coll.add("老河神");
coll.add("神婆");
//使用增强for遍历for(Strings :coll){//接收变量s代表 代表被遍历到的集合元素System.out.println(s);
        }
    }
}

tips: 新for循环必须有被遍历的目标。目标只能是Collection或者是数组。新式for仅仅作为遍历操作出现。

第三章 泛型

3.1 泛型概述

在前面学习集合时，我们都知道集合中是可以存放任意对象的，只要把对象存储集合后，那么这时他们都会被提升成Object类型。当我们在取出每一个对象，并且进行相应的操作，这时必须采用类型转换。

大家观察下面代码：

publicclassGenericDemo {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
Collectioncoll=newArrayList();
coll.add("abc");
coll.add("itcast");
coll.add(5);//由于集合没有做任何限定，任何类型都可以给其中存放Iteratorit=coll.iterator();
while(it.hasNext()){
//需要打印每个字符串的长度,就要把迭代出来的对象转成String类型Stringstr= (String) it.next();
System.out.println(str.length());
        }
    }
}

程序在运行时发生了问题java.lang.ClassCastException。 为什么会发生类型转换异常呢？ 我们来分析下：由于集合中什么类型的元素都可以存储。导致取出时强转引发运行时 ClassCastException。 怎么来解决这个问题呢？ Collection虽然可以存储各种对象，但实际上通常Collection只存储同一类型对象。例如都是存储字符串对象。因此在JDK5之后，新增了泛型(Generic)语法，让你在设计API时可以指定类或方法支持泛型，这样我们使用API的时候也变得更为简洁，并得到了编译时期的语法检查。

• 泛型：可以在类或方法中预支地使用未知的类型。
  

tips:一般在创建对象时，将未知的类型确定具体的类型。当没有指定泛型时，默认类型为Object类型。