最新Java基础系列课程--Day11-范型与集合（一）https://developer.aliyun.com/article/1423516
三、Collection接口
各位同学，接下来我们学习一下Collection集合的遍历方式。有同学说：“集合的遍历之前不是学过吗？就用普通的for循环啊? “ 没错！之前是学过集合遍历，但是之前学习过的遍历方式，只能遍历List集合，不能遍历Set集合，因为以前的普通for循环遍历需要索引，只有List集合有索引，而Set集合没有索引。
所以我们需要有一种通用的遍历方式，能够遍历所有集合。
3.1 迭代器遍历集合
接下来学习的迭代器就是一种集合的通用遍历方式。
代码写法如下：
Collection<String> c = new ArrayList<>(); c.add("赵敏"); c.add("小昭"); c.add("素素"); c.add("灭绝"); System.out.println(c); //[赵敏, 小昭, 素素, 灭绝] //第一步：先获取迭代器对象 //解释：Iterator就是迭代器对象，用于遍历集合的工具) Iterator<String> it = c.iterator(); //第二步：用于判断当前位置是否有元素可以获取 //解释：hasNext()方法返回true，说明有元素可以获取；反之没有 while(it.hasNext()){ //第三步：获取当前位置的元素，然后自动指向下一个元素. String e = it.next(); System.out.println(s); }
迭代器代码的原理如下：
- 当调用iterator()方法获取迭代器时，当前指向第一个元素
- hasNext()方法则判断这个位置是否有元素，如果有则返回true，进入循环
- 调用next()方法获取元素，并将当月元素指向下一个位置，
- 等下次循环时，则获取下一个元素，依此内推
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最后，我们再总结一下，使用迭代器遍历集合用到哪些方法
3.2 增强for遍历集合
同学们刚才我们学习了迭代器遍历集合，但是这个代码其实还有一种更加简化的写法，叫做增强for循环。
格式如下：
需要注意的是，增强for不光可以遍历集合，还可以遍历数组。接下来我们用代码演示一em.o下：
Collection<String> c = new ArrayList<>(); c.add("赵敏"); c.add("小昭"); c.add("素素"); c.add("灭绝"); //1.使用增强for遍历集合 for(String s: c){ System.out.println(s); } //2.再尝试使用增强for遍历数组 String[] arr = {"迪丽热巴", "古力娜扎", "稀奇哈哈"}; for(String name: arr){ System.out.println(name); }
3.3 forEach遍历集合
在JDK8版本以后还提供了一个forEach方法也可以遍历集合，如果下图所示：
我们发现forEach方法的参数是一个Consumer接口，而Consumer是一个函数式接口，所以可以传递Lambda表达式
Collection<String> c = new ArrayList<>(); c.add("赵敏"); c.add("小昭"); c.add("素素"); c.add("灭绝"); //调用forEach方法 //由于参数是一个Consumer接口，所以可以传递匿名内部类 c.forEach(new Consumer<String>{ @Override public void accept(String s){ System.out.println(s); } }); //也可以使用lambda表达式对匿名内部类进行简化 c.forEach(s->System.out.println(s)); //[赵敏, 小昭, 素素, 灭绝]
3.4 遍历集合案例
接下来，我们看一个案例，在集合中存储自定义的对象，并遍历。具体要求如下
首先，我们得写一个电影类，用来描述每一步电影应该有哪些信息。
public class Movie{ private String name; //电影名称 private double score; //评分 private String actor; //演员 //无参数构造方法 public Movie(){} //全参数构造方法 public Movie(String name, double score, String actor){ this.name=name; this.score=score; this.actor=actor; } //...get、set、toString()方法自己补上.. }
接着，再创建一个测试类，完成上面的需求
public class Test{ public static void main(String[] args){ Collection<Movie> movies = new ArrayList<>(); movies.add(new MOvie("《肖申克的救赎》", 9.7, "罗宾斯")); movies.add(new MOvie("《霸王别姬》", 9.6, "张国荣、张丰毅")); movies.add(new MOvie("《阿甘正传》", 9.5, "汤姆汉克斯")); for(Movie movie : movies){ System.out.println("电影名：" + movie.getName()); System.out.println("评分：" + movie.getScore()); System.out.println("主演：" + movie.getActor()); } } }
以上代码的内存原理如下图所示：当往集合中存对象时，实际上存储的是对象的地址值
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四、List系列集合
前面我们已经把Collection通用的功能学习完了，接下来我们学习Collection下面的一个子体系List集合。如下图所示：
4.1 List集合的常用方法
List集合是索引的，所以多了一些有索引操作的方法，如下图所示：
接下来，我们用代码演示一下这几个方法的效果
//1.创建一个ArrayList集合对象（有序、有索引、可以重复） List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("蜘蛛精"); list.add("至尊宝"); list.add("至尊宝"); list.add("牛夫人"); System.out.println(list); //[蜘蛛精, 至尊宝, 至尊宝, 牛夫人] //2.public void add(int index, E element): 在某个索引位置插入元素 list.add(2, "紫霞仙子"); System.out.println(list); //[蜘蛛精, 至尊宝, 紫霞仙子, 至尊宝, 牛夫人] //3.public E remove(int index): 根据索引删除元素, 返回被删除的元素 System.out.println(list.remove(2)); //紫霞仙子 System.out.println(list);//[蜘蛛精, 至尊宝, 至尊宝, 牛夫人] //4.public E get(int index): 返回集合中指定位置的元素 System.out.println(list.get(3)); //5.public E set(int index, E e): 修改索引位置处的元素，修改后，会返回原数据 System.out.println(list.set(3,"牛魔王")); //牛夫人 System.out.println(list); //[蜘蛛精, 至尊宝, 至尊宝, 牛魔王]
4.2 List集合的遍历方式
List集合相比于前面的Collection多了一种可以通过索引遍历的方式，所以List集合遍历方式一共有四种：
- 普通for循环（只因为List有索引）
- 迭代器
- 增强for
- Lambda表达式
List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("蜘蛛精"); list.add("至尊宝"); list.add("糖宝宝"); //1.普通for循环 for(int i = 0; i< list.size(); i++){ //i = 0, 1, 2 String e = list.get(i); System.out.println(e); } //2.增强for遍历 for(String s : list){ System.out.println(s); } //3.迭代器遍历 Iterator<String> it = list.iterator(); while(it.hasNext()){ String s = it.next(); System.out.println(s); } //4.lambda表达式遍历 list.forEach(s->System.out.println(s));
4.3 ArrayList底层的原理
为了让同学们更加透彻的理解ArrayList集合，接下来，学习一下ArrayList集合的底层原理。
ArrayList集合底层是基于数组结构实现的，也就是说当你往集合容器中存储元素时，底层本质上是往数组中存储元素。 特点如下：
我们知道数组的长度是固定的，但是集合的长度是可变的，这是怎么做到的呢？原理如下：
数组扩容，并不是在原数组上扩容（原数组是不可以扩容的），底层是创建一个新数组，然后把原数组中的元素全部复制到新数组中去。
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4.4 LinkedList底层原理
学习完ArrayList底层原理之后，接下来我们看一下LinkedList集合的底层原理。
LinkedList底层是链表结构，链表结构是由一个一个的节点组成，一个节点由数据值、下一个元素的地址组成。如下图所示
假如，现在要在B节点和D节点中间插入一个元素，只需要把B节点指向D节点的地址断掉，重新指向新的节点地址就可以了。如下图所示：
假如，现在想要把D节点删除，只需要让C节点指向E节点的地址，然后把D节点指向E节点的地址断掉。此时D节点就会变成垃圾，会把垃圾回收器清理掉。
上面的链表是单向链表，它的方向是从头节点指向尾节点的，只能从左往右查找元素，这样查询效率比较慢；还有一种链表叫做双向链表，不光可以从做往右找，还可以从右往左找。如下图所示：
LinkedList集合是基于双向链表实现了，所以相对于ArrayList新增了一些可以针对头尾进行操作的方法，如下图示所示：
4.5 LinkedList集合的应用场景
刚才我们学习了LinkedList集合，那么LInkedList集合有什么用呢？可以用它来设计栈结构、队列结构。
- 我们先来认识一下队列结构，队列结构你可以认为是一个上端开口，下端也开口的管子的形状。元素从上端入队列，从下端出队列。
入队列可以调用LinkedList集合的addLast方法，出队列可以调用removeFirst()方法.
//1.创建一个队列：先进先出、后进后出 LinkedList<String> queue = new LinkedList<>(); //入对列 queue.addLast("第1号人"); queue.addLast("第2号人"); queue.addLast("第3号人"); queue.addLast("第4号人"); System.out.println(queue); //出队列 System.out.println(queue.removeFirst()); //第4号人 System.out.println(queue.removeFirst()); //第3号人 System.out.println(queue.removeFirst()); //第2号人 System.out.println(queue.removeFirst()); //第1号人
- 接下来，我们再用LinkedList集合来模拟一下栈结构的效果。还是先来认识一下栈结构长什么样。栈结构可以看做是一个上端开头，下端闭口的水杯的形状。
元素永远是上端进，也从上端出，先进入的元素会压在最底下，所以栈结构的特点是先进后出，后进先出
有没有感觉栈结构很像，手枪的子弹夹呀！！第一个压进入的子弹在最底下，最后一个才能打出来，最后一个压进入的子弹在最顶上，第一个打出来。
接着，我们就用LinkedList来模拟下栈结构，代码如下：
//1.创建一个栈对象 LinkedList<String> stack = new ArrayList<>(); //压栈(push) 等价于 addFirst() stack.push("第1颗子弹"); stack.push("第2颗子弹"); stack.push("第3颗子弹"); stack.push("第4颗子弹"); System.out.println(stack); //[第4颗子弹, 第3颗子弹, 第2颗子弹,第1颗子弹] //弹栈(pop) 等价于 removeFirst() System.out.println(statck.pop()); //第4颗子弹 System.out.println(statck.pop()); //第3颗子弹 System.out.println(statck.pop()); //第2颗子弹 System.out.println(statck.pop()); //第1颗子弹 //弹栈完了，集合中就没有元素了 System.out.println(list); //[]
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