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day11-12(集合进阶)

 

1. Collection集合

1.1集合体系结构

  • 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

 

1.2 Collection集合概述和基本使用

  • 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);
​
    }
}

 

1.3 Collection集合的常用方法

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

 

 

1.4 Collection集合的遍历

  • 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

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
​
/*
    Iterator：迭代器，集合的专用遍历方式
        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
        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
​
    Iterator中的常用方法
        E next()：返回迭代中的下一个元素
        boolean hasNext()：如果迭代具有更多元素，则返回 true
 */
public class IteratorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        Collection<String> c = new ArrayList<String>();
​
        //添加元素
        c.add("hello");
        c.add("world");
        c.add("java");
​
        //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();
        /*
            public Iterator<E> iterator() {
                return new Itr();
            }
​
            private class Itr implements Iterator<E> {
                ...
            }
         */
​
        //E next()：返回迭代中的下一个元素
        /*
        System.out.println(it.next());
        System.out.println(it.next());
        System.out.println(it.next());
        System.out.println(it.next()); //NoSuchElementException:表示被请求的元素不存在
        */
​
        //boolean hasNext()：如果迭代具有更多元素，则返回 true
        /*
        if(it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }
​
        if(it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }
​
        if(it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }
​
        if(it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }
        */
​
        //用while循环改进判断
        while (it.hasNext()) {
//            System.out.println(it.next());
            String s = it.next();
            System.out.println(s);
        }
​
    }
}

 

1.5 集合使用步骤图解

  • 使用步骤

 

 

1.6 集合的案例-Collection集合存储学生对象并遍历

  • 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;
          @Override
          public String toString() {
              return "Student{" +
                      "name='" + name + '\'' +
                      ", age=" + age +
                      '}';
          }
      }

    • 测试类

      import java.util.ArrayList;
      import java.util.Collection;
      import java.util.Iterator;
      ​
      /*
          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
      ​
          思路：
              1:定义学生类
              2:创建Collection集合对象
              3:创建学生对象
              4:把学生添加到集合
              5:遍历集合(迭代器方式)
       */
      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("冬冬", 23);
              Student s2 = new Student("栗子", 23);
              Student s3 = new Student("三号", 24);
      ​
              //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.toString());
              }
      ​
          }
      }

 

 

2. List集合

2.1 List集合概述和特点

  • 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

 

2.2 List集合的特有方法

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) 在此集合中的指定位置插入指定的元素
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

  • 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() {
        }
    ​
        @Override
        public String toString() {
            return "学生信息{" +
                    "姓名='" + name + '\'' +
                    ", 年龄=" + age +
                    '}';
        }
    ​
        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
        ArrayList<Student> list = new ArrayList<>();
        Student s1 = new Student("冬冬", 23);
        Student s2 = new Student("栗子", 23);
        Student s3 = new Student("三号", 24);
​
        list.add(s1);
        list.add(s2);
        list.add(s3);
​
        Iterator<Student> it = list.iterator();
        while (it.hasNext()){
            Student s = it.next();
            System.out.println(s.toString());
        }
​
        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

  • 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

 

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
​
/*
    需求：
        我有一个集合：List<String> list = new ArrayList<String>();
        里面有三个元素：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
​
    ConcurrentModificationException:当不允许这样的修改时，可以通过检测到对象的并发修改的方法来抛出此异常
 */
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);
    }
}
public interface List<E> {
    Iterator<E> iterator();
    boolean add(E e);
}
​
public abstract class AbstractList<E> {
    protected int modCount = 0;
}
​
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E> {
​
    public E get(int index) {
        Objects.checkIndex(index, size);
        return elementData(index);
    }
​
    public boolean add(E e) {
        modCount++;
        add(e, elementData, size);
        return true;
    }
​
    public Iterator<E> iterator() {
        return new Itr();
    }
​
    private class Itr implements Iterator<E> {
        int expectedModCount = modCount;
        /*
            modCount:实际修改集合的次数
            expectedModCount:预期修改集合的次数
        */
​
        public E next() {
            checkForComodification();
            int i = cursor;
            if (i >= size)
                throw new NoSuchElementException();
            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length)
                throw new ConcurrentModificationException();
            cursor = i + 1;
            return (E) elementData[lastRet = i];
        }
​
        final void checkForComodification() {
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }
​
}

2.5 ListIterator列表迭代器

  • 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

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;
​
/*
    ListIterator：列表迭代器
        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列表的列表的迭代器，在迭代期间修改列表，并获取列表中迭代器的当前位置
​
    ListIterator中的常用方法
        E next()：返回迭代中的下一个元素
        boolean hasNext()：如果迭代具有更多元素，则返回 true
        E previous()：返回列表中的上一个元素
        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
        void add(E e)：将指定的元素插入列表
 */
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

 

增强for：简化数组和Collection集合的遍历

  • 实现Iterable接口的类允许其对象成为增强型for语句的目标

  • 它是JDK5之后出现的，其内部原理是一个Iterator迭代器

  • 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.print(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("--------");
    }
}

 

2.7 集合的案例-List集合存储学生对象三种方式遍历

 

  • 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;
          }
      ​
          @Override
          public String toString() {
              return "学生信息{" +
                      "名字='" + name + '\'' +
                      ", 年龄=" + age +
                      '}';
          }
      ​
          public void setAge(int age) {
              this.age = age;
          }
      }

    • 测试类

      /*
          思路：
              1:定义学生类
              2:创建List集合对象
              3:创建学生对象
              4:把学生添加到集合
              5:遍历集合
                  迭代器：集合特有的遍历方式
                  普通for：带有索引的遍历方式
                  增强for：最方便的遍历方式
       */
      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("冬冬", 23);
              Student s2 = new Student("栗子", 23);
              Student s3 = new Student("三号", 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.toString());
              }
              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.toString());
              }
              System.out.println("--------");
      ​
              //增强for：最方便的遍历方式
              for (Student s :list){
                  System.out.println(s.toString());
              }
          }
      }

 

 

3. 数据结构

数据结构是计算机存储、组织数据的方式。是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合

通常情况下，精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率。

3.1 常见数据结构之栈和队列

  • 栈结构

    先进后出

  • 队列结构

    先进先出

3.2 常见数据结构之数组和链表

  • 数组是一种查询快，增删慢的模型

    • 查询数据通过索引定位，查询任意数据耗时相同，查询效率高

    • 删除数据时，要将原始数据删除，同时后面每个数据前移，删除效率低

    • 添加数据时，添加位置后的每个数据后移，再添加元素，添加效率极低

数组结构 查询快、增删慢

 

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链表是一种增删快的模型(对比数组)

链表是一种查询慢的模型(对比数组)

 

 

4. List集合的实现类

4.1 List集合子类的特点

  • 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

  • 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;
          }
      ​
          @Override
          public String toString() {
              return "学生信息{" +
                      "学生姓名='" + name + '\'' +
                      ", 学生年龄=" + age +
                      '}';
          }
      ​
          public void setAge(int age) {
              this.age = age;
          }
      }

    • 测试类

      /*
          思路：
              1:定义学生类
              2:创建ArrayList集合对象
              3:创建学生对象
              4:把学生添加到集合
              5:遍历集合
                  迭代器：集合特有的遍历方式
                  普通for：带有索引的遍历方式
                  增强for：最方便的遍历方式
       */
      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("冬冬", 23);
              Student s2 = new Student("栗子", 23);
              Student s3 = new Student("三号", 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.toString());
              }
              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.toString());
              }
              System.out.println("--------");
      ​
              //增强for：最方便的遍历方式
              for (Student s : array) {
                  System.out.println(s.toString());
              }
          }
      }

 

4.3 LinkedList集合的特有功能

  • 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
posted on 2021-06-26 13:52  Dongdong98  阅读(39)  评论(0)    收藏  举报
 
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