Java基础知识（二十六）集合（一）

本文主要是介绍Java基础知识（二十六）集合（一），对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

一、集合的概述：

1、集合与数组的不同点：

2、集合的特点：

二、Collection接口：

1、Collection中的各种功能：

二、集合的遍历：

1、使用获取功能实现遍历：

三、 List接口（继承自Collection接口）

1、List接口的特点：

2、List相关集合拥有的功能：

一、集合的概述：

引例：利用数组存储三个学生信息，遍历数组获取每个学生信息。

该例的实现较为简单，但是当数组中突然需要加入一个新同学的信息时，则需要重新创建一个长度为四的数组重新实现，若是数据过多则需要不断的创建新的数组去存放，这样的操作非常繁琐，于是Java可以根据元素的不同，元素的特点和存储的方式不同提供一个集合继承机制供使用。

1、集合与数组的不同点：

1、数组的长度是不可变的，集合的长度是可变的

2、数组可以存放同一种基本数据类型或引用数据类型的元素，而集合只能存放引用数据类型的元素，但集合可以存放不同引用数据类型的元素。（实际开发中一个集合只存放一种引用数据类型元素）

2、集合的特点：

集合只用于存储对象；集合长度是可变的；集合可以存放不同类型的对象。

集合不是单一的，针对不同的需求，使用Java提供的不同的集合。这些不同的集合应该有某种共性，根据他们之间的共性不断向上提取，最终形成一个继承机制。

集合的继承体系（机制）

简略图：

二、Collection接口：

是集合的顶层接口，它存在由他展开而来的继承体系

由于Collection是一个接口，所以无法被实例化，我们需要找它一个子类来进行接口多态的方式实例化，暂时使用ArrayList来举例

1、Collection中的各种功能：

1、添加功能：

boolean add(Object e) 确保此集合包含指定的元素（可选操作）

boolean addAll（Collection c）将指定集合的所有元素添加到此集合（可选操作）

2、删除功能：

boolean remove（Object o）从该集合中删除指定元素的单个实例（如果存在）

boolean removeAll（Collection c）删除指定集合中包含的所有此集合的元素

void clear（）从此集合中删除所有元素

3、获取功能：

Iterator iterator（）返回此集合中的元素的迭代器

4、判断功能：

boolean contains（Object o）如果此集合包含指定元素，返回true

boolean containsAll（Collection c）如果此集合包含指定集合中的所有元素，则返回true

boolean isEmpty（）如果此集合不包含元素，则返回true

5、获取长度方法：

int size（）返回此集合中的元素数

6、求交集功能：

boolean retainAll（Collection c）仅保留此集合中包含在指定集合中的元素

7、将集合转为数组：

Object[] toArray（）返回一个包含此集合中的所有元素的数组

具体部分实现：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
 
public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Collection c=new ArrayList();
//        Collection的添加功能：
        c.add("hello");
        c.add("world");
        c.add("java");
        c.add("bigdata");
        System.out.println("添加后的集合："+c);
//        Collection的删除功能remove：
        c.remove("world");
        System.out.println("删除后的集合："+c);
//      Collection的判断功能：
        System.out.println("判断是否含有world："+c.contains("world"));
//        判断是否为空：
        System.out.println("判断是否为空："+c.isEmpty());
//        获取长度：
        System.out.println("集合的长度为"+c.size());
//        Collection的删除功能clear:
        c.clear();
        System.out.println("清除后的集合："+c);
 
    }
}

输出结果：

对于使用在两个集合之间的功能实现如下：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
/*
        boolean addAll(Collection c) 将指定集合中的所有元素添加到此集合（可选操作）
        boolean removeAll(Collection c) 删除指定集合中包含的所有此集合的元素（可选操作）。
        boolean containsAll(Collection c) 如果此集合包含指定 集合中的所有元素，则返回true。
        boolean retainAll(Collection c) 仅保留此集合中包含在指定集合中的元素（可选操作）。
 */
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Collection c1 = new ArrayList();
        c1.add("hello");
        c1.add("world");
        c1.add("java");
        c1.add("bigdata");
        System.out.println(c1);
        Collection c2=new ArrayList();
        c2.add("hello");
        c2.add("world");
        c2.add("superman");
        System.out.println(c2);
        System.out.println("==============================================");
        System.out.println("将c2添加到c1：" );
        c1.addAll(c2);
        System.out.println(c1);
        System.out.println(c2);
        System.out.println("==============================================");
        System.out.println("判断c1是否包含c2：");
        boolean b = c1.containsAll(c2);
        System.out.println(b);
        System.out.println("==============================================");
        System.out.println("c1仅保留c2中的元素(取交集)：");
//        取交集功能
        c1.retainAll(c2);
        System.out.println(c1);
        System.out.println(c2);
//        c1对c2交集，结果保存在c1中，c2不变，且c1删除与c2不是共同的元素
        System.out.println("==============================================");
        System.out.println("将c1中删除包含c2中的元素：");
        c1.removeAll(c2);
        System.out.println(c1);
        System.out.println(c2);
 
    }
}

输出结果：

二、集合的遍历：

目的就是将集合中的元素依次提取出来

使用到功能7：将集合转为数组： toArray()方法

具体实现为将集合转为数组，再对数组进行遍历即可：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
 
public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
        Collection c=new ArrayList();
        c.add("hello");
        c.add("world");
        c.add("java");
        c.add("bigdata");
//        使用toArray()将集合转为数组
        Object[] objects = c.toArray();
//        对数组进行遍历
        for(int i=0;i< objects.length;i++){
            System.out.println(objects[i]);//Object o = objects[i](String类型的)
/*        这里使用Object类型接收，但是实际上是String类型
          这就形成了一个多态
*/
        }
    }
}

输出结果：

若是想要获取每一个字符串元素的长度，直接加入一行语句：

System.out.println(objects[i].length());

会报错：因为这里使用的是多态，编译看左，运行看右，Object类中没有length()方法。

所以需要向下转型，具体代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
 
public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
        Collection c=new ArrayList();
        c.add("hello");
        c.add("world");
        c.add("java");
        c.add("bigdata");
//        使用toArray()将集合转为数组
        Object[] objects = c.toArray();
//        这里由于不清楚该集合转为数组后是什么数据类型，因此使用Object[]类型接收
//        对数组进行遍历
        for(int i=0;i< objects.length;i++){
//            System.out.println(objects[i]);
//            获取每个字符串元素的长度：
//            向下转型：
            String s=(String)objects[i];
            System.out.println(s+"---"+s.length());
        }
    }
}

输出结果：

学生实例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
 
/*
    需求：向集合中添加3个学生对象，并遍历学生学生信息
 */
public class Test3a {
    public static void main(String[] args) {
//        创建集合对象
        Collection c=new ArrayList();
//        创建学生对象
        Student s1=new Student("马超",18);
        Student s2=new Student("关羽",17);
        Student s3=new Student("张飞",16);
//        将学生对象添加到集合中
        c.add(s1);
        c.add(s2);
        c.add(s3);
//        将集合转换为数组
        Object[] objects = c.toArray();
//        遍历数组
        for (int i=0;i<objects.length;i++){
//            向下转型
            Student s=(Student)objects[i];
            System.out.println(s.getName()+"---"+s.getAge());
        }
 
    }
}

输出结果：

1、使用获取功能实现遍历：

Iterator iterator() 返回此集合中的元素的迭代器。它是Collection集合遍历的专有方式

迭代器是一个接口

两个主要方法：

boolean hasNext() 判断迭代器中是否还有元素

Object next() 返回迭代器中的元素

使用迭代器实现遍历：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
 
public class Test4 {
    public static void main(String[] args) {
        Collection c=new ArrayList();
        c.add("hello");
        c.add("world");
        c.add("java");
        c.add("bigdata");
//        获取迭代器对象
        Iterator iterator = c.iterator();//Iterator iterator = new Itr();
//        该接口的具体实现是类Itr()
//        System.out.println(iterator);//java.util.ArrayList$Itr@4554617c
//        使用next()获取下一个元素
        Object next = iterator.next();
        System.out.println(next);//获取hello
        System.out.println(iterator.next());//获取world
        System.out.println(iterator.next());//获取java
        System.out.println(iterator.next());//获取bigdata
//        System.out.println(iterator.next());//NoSuchElementException
        /*
        当无意中多使用一次next方法时，报错
        原因是该遍历已经执行到最后一个元素了，不应该再指向下一个元素，是多余的
         */
    }
}

输出结果:

上述代码中出现的问题的解决办法：在执行next方法前加入判断：hasnext()

以下为改进代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
 
public class Test4 {
    public static void main(String[] args) {
        Collection c=new ArrayList();
        c.add("hello");
        c.add("world");
        c.add("java");
        c.add("bigdata");
//        获取迭代器对象
        Iterator iterator = c.iterator();//Iterator iterator = new Itr();
//        该接口的具体实现是类Itr()
//        System.out.println(iterator);//java.util.ArrayList$Itr@4554617c
 
//        解决办法：在执行next方法前加入判断：hasnext()
        if(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
        if(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
        if(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
        if(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
        if(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

输出结果同上面相同，但这里加入了判断之后，使用了五次if判断和next方法，但不影响最终结果。若是添加到集合中的数据量过于庞大，使用if语句的次数便不明确，这里使用while循环进一步进行改进。

最终改进代码为：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
 
public class Test4 {
    public static void main(String[] args) {
        Collection c=new ArrayList();
        c.add("hello");
        c.add("world");
        c.add("java");
        c.add("bigdata");
//        获取迭代器对象
        Iterator iterator = c.iterator();//Iterator iterator = new Itr();
//        该接口的具体实现是类Itr()
//        System.out.println(iterator);//java.util.ArrayList$Itr@4554617c
 
//        使用while循环改进：
         while(iterator.hasNext()){
            Object next = iterator.next();
            String s=(String)next;
            System.out.println(s+"---"+s.length());
        }
    }
}

最终输出结果：

1、能否将while循环改为for循环？

可以，但是一般情况下不推荐使用普通for循环遍历

2、java为什么要将iterator定义为一个接口而不是一个类？

将来需要根据不同的数据创建不同的集合去存储，每个集合都有自身特点，很有可能每一个集合遍历的顺序和方式都不一样所以将来取值的时候，使用的方式也不一定是一样的，所以迭代器不应该直接实现如何遍历，而是提供一个接口将来特有的集合类去实现这个接口中的取值方法，来实现自身的取值特点。

三、 List接口（继承自Collection接口）

1、List接口的特点：

1、List集合中的元素是有序的（存储和取出顺序相同）存储1,2,3,4,5，输出1,2,3,4,5

2、List集合包含了索引的概念

3、List集合中的元素是可以重复的

2、List相关集合拥有的功能：

因为List集合拥有下标索引的概念，故根据这个概念衍生出特有方法：

1、添加功能：

void add(int index, Object element)

将指定的元素插入此列表中的指定位置（可选操作）。

2、删除功能：

Object remove(int index) 删除该列表中指定位置的元素（可选操作）。

3、获取功能：

Object get(int index) 返回此列表中指定位置的元素。

4、修改功能：

Object set(int index, Object element) 用指定的元素（可选操作）替换此列表中指定位置的元素。

5、List集合特有的迭代器

ListIterator listIterator() 返回列表中的列表迭代器（按适当的顺序）。

功能1到4的实现：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class ListTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        List list=new ArrayList();
        list.add("hello");
        list.add("world");
        list.add("java");
        list.add("bigdata");
        System.out.println(list);
//        添加功能：
        list.add(0,"hadoop");
        System.out.println(list);
        list.add(2,"hive");
        System.out.println(list);
        list.add(6,"spark");
        System.out.println(list);
//        list.add(10,"flink");
//        System.out.println(list);//IndexOutOfBoundsException
//        这里会有索引越界异常，因此得出添加索引范围为：
//        0<=index<=size()，一旦超出该范围则会异常
        System.out.println("============================================");
        System.out.println("删除前：\r\n"+list);
//        删除功能：
        System.out.println(list.remove(3));
        System.out.println("删除后：\r\n"+list);
        System.out.println("============================================");
//        获取功能：
        System.out.println("获取元素:"+list.get(4));
        System.out.println(list);
        System.out.println("============================================");
//        修改功能：
        Object o = list.set(4, "Superman");
        System.out.println("被修改的元素："+o);
        System.out.println(list);
 
    }
}

输出结果：

List特有的迭代器：

ListIterator listIterator() 返回列表中的列表迭代器（按适当的顺序）。

public interface ListIterator extends Iterator

由于继承自Iterator接口，故内部一定具有hasNext()和next()方法

其中还含有的方法：

Object previous() 返回列表的上一个元素，并向后移动光标位置

可以反复调用此方法以向后方遍历列表，或者与调用next()进行混合来回。

1、该方法是获取集合中前一个元素

2、该方法获取元素的指针与next()获取元素的指针是同一个

注意：要想倒着遍历，就必须先正着遍历，先将指针移动到末尾。在开发中不常用，但是在面试中可能会问到。

boolean hasPrevious() 返回 true如果遍历反向列表，列表迭代器有多个元素。判断上一个位置是否有元素，如果有元素返回true，如果没有元素，返回false。

代码举例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;
 
public class ListDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        //1、创建List集合对象
        List list = new ArrayList();
 
        //2、添加元素到集合中
        list.add("hello");
        list.add("world");
        list.add("java");
        list.add("bigdata");
 
        //3、遍历
//        Object previous = listIterator.previous();
//        System.out.println(previous); //NoSuchElementException
//        若是直接使用previous会报错，因为此时光标是在第一个位置，没有上一个元素
        ListIterator listIterator = list.listIterator();
        while (listIterator.hasNext()) {
            String s = (String) listIterator.next();
            System.out.println(s + ",字符串的长度为：" + s.length());
        }
        System.out.println("==============使用previous================");
        while (listIterator.hasPrevious()){
            Object previous = listIterator.previous();
            System.out.println(previous);
        }
    }
}

输出结果：

List集合特有的遍历方式：size()与get()方法结合使用：

具体实现：三种方法一同实现：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
 
public class ListTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        List list=new ArrayList();
        Student s1=new Student("刘备",51);
        Student s2=new Student("曹操",45);
        Student s3=new Student("孙权",40);
        list.add(s1);
        list.add(s2);
        list.add(s3);
 
//        遍历
//        a:转成数组遍历
        Object[] obj = list.toArray();
        for(int i=0;i< obj.length;i++){
            Student s=(Student)obj[i];
            System.out.println(s.getName()+"---"+s.getAge());
        }
        System.out.println("===============================================");
//        b:迭代器遍历：
        Iterator iterator = list.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            Student s=(Student)iterator.next();
            System.out.println(s.getName()+"---"+s.getAge());
        }
        System.out.println("===============================================");
//        c:size()与get()方法结合使用
        for(int i=0;i< list.size();i++){
            Student s=(Student)list.get(i);
            System.out.println(s.getName()+"---"+s.getAge());
        }
    }
}

输出结果：

现在有一个需求：有一个集合，集合中存储着一些字符串类型的元素，我想判断一下里面有没有"bigdata"这个字符串如果有，我们就添加一个"yes"。

按照我们上述所学知识，使用Iterator迭代器遍历即可:

但实际上当我们使用迭代器遍历时，会报错：

ConcurrentModificationException: 并发修改异常当不允许这样的修改的时候，java就检测到该对象出现了并发修改异常。

原因：

迭代器是依赖于集合而存在的，在遍历迭代器中的元素的时候，当我们判断成功后，往集合中添加一个元素，但是这时候，迭代器并不知道已经添加了元素，所以迭代器依然不变，但此时迭代器的元素和集合就不一致了，所以就报错了。

简单描述：在迭代器遍历的时候，不能通过集合去修改元素

解决办法：迭代器遍历，迭代器修改；集合遍历，集合修改

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;
 
 
public class ListDemo6 {
    public static void main(String[] args) {
        //1、创建一个集合对象
        List list = new ArrayList();
 
        //2、向集合中添加元素
        list.add("hello");
        list.add("world");
        list.add("java");
        list.add("bigdata");
        list.add("hive");
 
        //遍历
//        Iterator iterator = list.iterator();
//        while (iterator.hasNext()){
//            Object next = iterator.next();
//            String s = (String) next;
//            if("bigdata".equals(s)){
//                list.add("yes");
//            }
//        }
//        以下为两种解决办法：
        //迭代器遍历，迭代器修改
//        ListIterator listIterator = list.listIterator();
//        while (listIterator.hasNext()){
//            Object next = listIterator.next();
//            String s = (String) next;
//            if("bigdata".equals(s)){
//                listIterator.add("yes"); //在bigdata后面添加，因为此时指针正好指到这里
//            }
//        }
 
        //集合遍历，集合修改
        for(int i=0;i<list.size();i++){
            String s = (String) list.get(i);
            if("bigdata".equals(s)){
                list.add("yes"); //在集合末尾添加
            }
        }
 
 
        System.out.println(list);
    }
}

输出结果：两种输出结果：

迭代器遍历输出结果：yes加在当前光标所处位置

集合遍历输出结果：yes加在末尾

这篇关于Java基础知识（二十六）集合（一）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！

Java教程

Java基础知识（二十六）集合（一）

一、集合的概述：

1、集合与数组的不同点：

2、集合的特点：

二、Collection接口：

1、Collection中的各种功能：

二、集合的遍历：

1、使用获取功能实现遍历：

三、 List接口（继承自Collection接口）

1、List接口的特点：

2、List相关集合拥有的功能：

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