集合 数据结构 泛型

文章目录

    • 1.Collection集合
      • 1.1数组和集合的区别【理解】
      • 1.2集合类体系结构【理解】
      • 1.3Collection 集合概述和使用【应用】
        • 内部类
        • 匿名内部类
        • Lambda表达式
      • 1.4Collection集合的遍历【应用】
      • 1.5增强for循环【应用】
    • 2.List集合
      • 2.1List集合的概述和特点【记忆】
      • 2.2List集合的特有方法【应用】
    • 3.数据结构
      • 3.1数据结构之栈和队列【记忆】
      • 3.2数据结构之数组和链表【记忆】
    • 4.List集合的实现类
      • 4.1List集合子类的特点【记忆】
      • 4.2LinkedList集合的特有功能【应用】
    • 5.泛型
      • 5.1泛型概述【理解】
      • 5.2泛型类【应用】
      • 5.3泛型方法【应用】
      • 5.4泛型接口【应用】
      • 5.5类型通配符

1.Collection集合

1.1数组和集合的区别【理解】

  • 相同点

    都是容器,可以存储多个数据

  • 不同点

    • 数组的长度是不可变的,集合的长度是可变的

    • 数组可以存基本数据类型和引用数据类型

      集合只能存引用数据类型,如果要存基本数据类型,需要存对应的包装类

1.2集合类体系结构【理解】

在这里插入图片描述

1.3Collection 集合概述和使用【应用】

  • 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

  • 创建Collection集合的对象

    • 多态的方式
    • 具体的实现类ArrayList
    • Collection coll = new ArrayList();

  • Collection集合常用方法

    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
    boolean removeIf(Object o)根据条件进行移除
    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

对应的练习代码：

package com.situ.day2_19;import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;public class CollectionTest {public static void main(String[] args) {Collection coll = new ArrayList();//添加元素：coll.add(1);coll.add(2);coll.add(3);coll.add(4);coll.add(5);System.out.println("集合初始化之后：");forEach(coll);//删除元素：System.out.println("集合删除元素5之后");coll.remove(5);forEach(coll);//删除符合条件的元素：removeIfSystem.out.println("删除符合条件（>2）的元素");coll.removeIf(new PredicateClass());forEach(coll);}public static void forEach(Collection coll){//增强for循环遍历输出：for(Object i : coll){System.out.println(i);}}}

在使用removeIf的时候，我们发现这个方法对于接口没有实现Predicate，于是我们自己写了一个类实现，然后调用：

package com.situ.day2_19;import java.util.function.Predicate;public class PredicateClass implements Predicate {@Overridepublic boolean test(Object o) {return (Integer)o>2;//删除大于2的元素}
}
内部类

对于刚才上面的例子，我们发现为了使用removeIf将这个单独写成额外写成一个类有点“浪费”,我们可以采用内部的写法：注意内部类的位置

实例化内部类的方式是new外部类.new内部类

package com.situ.day2_19;import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.function.Predicate;public class CollectionTest {//内部类：只能在类的内部使用class PredicateClass implements Predicate {@Overridepublic boolean test(Object o) {return (Integer)o>2;//删除大于2的元素}}public static void main(String[] args) {Collection coll = new ArrayList();//添加元素：coll.add(1);coll.add(2);coll.add(3);coll.add(4);coll.add(5);System.out.println("集合初始化之后：");forEach(coll);//删除元素：System.out.println("集合删除元素5之后");coll.remove(5);forEach(coll);//删除符合条件的元素：removeIfSystem.out.println("删除符合条件（>2）的元素");coll.removeIf(new CollectionTest().new PredicateClass());forEach(coll);}public static void forEach(Collection coll){//增强for循环遍历输出：for(Object i : coll){System.out.println(i);}}}
匿名内部类

直接在removeIf方法里面new一个内部类，这个类没有名字，叫匿名内部类

注意匿名内部类的位置和匿名内部类的使用

package com.situ.day2_19;import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.function.Predicate;public class CollectionTest {//    //内部类：只能在当前类中使用：
//    class PredicateClass implements Predicate {
//        @Override
//        public boolean test(Object o) {
//            return (Integer)o>2;//删除大于2的元素
//        }
//    }public static void main(String[] args) {Collection coll = new ArrayList();//添加元素：coll.add(1);coll.add(2);coll.add(3);coll.add(4);coll.add(5);System.out.println("集合初始化之后：");forEach(coll);//删除元素：System.out.println("集合删除元素5之后");coll.remove(5);forEach(coll);//删除符合条件的元素：removeIfSystem.out.println("删除符合条件（>2）的元素");//匿名内部类coll.removeIf(new Predicate(){@Overridepublic boolean test(Object o) {return (Integer)o>2;//删除大于2的元素}});forEach(coll);}public static void forEach(Collection coll){//增强for循环遍历输出：for(Object i : coll){System.out.println(i);}}}
Lambda表达式

用于函数式接口上面

函数式接口（Functional Interface）是一个只包含一个抽象方法的接口。它可以有多个默认方法（default 方法）或静态方法（static 方法），但只能有一个抽象方法。函数式接口是Java 8引入的，用于支持Lambda表达式的编写。

package com.situ.day2_19;import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.function.Predicate;public class CollectionTest {//    //内部类：只能在当前类中使用：
//    class PredicateClass implements Predicate {
//        @Override
//        public boolean test(Object o) {
//            return (Integer)o>2;//删除大于2的元素
//        }
//    }public static void main(String[] args) {Collection coll = new ArrayList();//添加元素：coll.add(1);coll.add(2);coll.add(3);coll.add(4);coll.add(5);System.out.println("集合初始化之后：");forEach(coll);//删除元素：System.out.println("集合删除元素5之后");coll.remove(5);forEach(coll);//删除符合条件的元素：removeIfSystem.out.println("删除符合条件（>2）的元素");//        //匿名内部类
//        coll.removeIf(new Predicate(){
//            @Override
//            public boolean test(Object o) {
//                return (Integer)o>2;//删除大于2的元素
//            }
//        });//Lambda表达式  用于函数式接口
//        下面是完整lambda表达式写法
//        col.removeIf(o-> {return (Integer)o>2;});
//       简洁版：coll.removeIf(o -> (Integer)o>2);forEach(coll);}public static void forEach(Collection coll){//增强for循环遍历输出：for(Object i : coll){System.out.println(i);}}}

1.4Collection集合的遍历【应用】

  • 迭代器介绍

    • 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,通过集合对象的iterator()方法得到

  • Iterator中的常用方法

    ​ boolean hasNext(): 判断当前位置是否有元素可以被取出
    ​ E next(): 获取当前位置的元素,将迭代器对象移向下一个索引位置

  • Collection集合的遍历

 public class IteratorDemo1 {public static void main(String[] args) {//创建集合对象Collection<String> c = new ArrayList<>();//添加元素c.add("hello");c.add("world");c.add("java");c.add("javaee");//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();//用while循环改进元素的判断和获取while (it.hasNext()) {String s = it.next();System.out.println(s);}}}

  • 迭代器中删除的方法

    ​ void remove(): 删除迭代器对象当前指向的元素

 public class IteratorDemo2 {public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("a");list.add("b");list.add("b");list.add("c");list.add("d");Iterator<String> it = list.iterator();while(it.hasNext()){String s = it.next();if("b".equals(s)){//指向谁,那么此时就删除谁.it.remove();}}System.out.println(list);}}

1.5增强for循环【应用】

  • 介绍

    • 它是JDK5之后出现的,其内部原理是一个Iterator迭代器
    • 实现Iterable接口的类才可以使用迭代器和增强for
    • 简化数组和Collection集合的遍历

  • 格式

    ​ for(集合/数组中元素的数据类型 变量名 : 集合/数组名) {

    ​ // 已经将当前遍历到的元素封装到变量中了,直接使用变量即可

    ​ }

  • 代码

    public class MyCollectonDemo1 {public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list =  new ArrayList<>();list.add("a");list.add("b");list.add("c");list.add("d");list.add("e");list.add("f");//1,数据类型一定是集合或者数组中元素的类型//2,str仅仅是一个变量名而已,在循环的过程中,依次表示集合或者数组中的每一个元素//3,list就是要遍历的集合或者数组for(String str : list){System.out.println(str);}}
}

2.List集合

2.1List集合的概述和特点【记忆】

  • List集合的概述
    • 有序集合,这里的有序指的是存取顺序
    • 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集合的特点
    • 存取有序
    • 可以重复
    • 有索引

2.2List集合的特有方法【应用】

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)删除指定索引处的元素，返回被删除的元素
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

3.数据结构

3.1数据结构之栈和队列【记忆】

  • 栈结构

    ​ 先进后出

  • 队列结构

    ​ 先进先出

3.2数据结构之数组和链表【记忆】

  • 数组结构

    ​ 查询快、增删慢

  • 队列结构

    ​ 查询慢、增删快

4.List集合的实现类

4.1List集合子类的特点【记忆】

  • 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

4.2LinkedList集合的特有功能【应用】

  • 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

5.泛型

5.1泛型概述【理解】

  • 泛型的介绍

    ​ 泛型是JDK5中引入的特性，它提供了编译时类型安全检测机制

  • 泛型的好处

    1. 把运行时期的问题提前到了编译期间
    2. 避免了强制类型转换

  • 泛型的定义格式

    • <类型>: 指定一种类型的格式.尖括号里面可以任意书写,一般只写一个字母.例如:
    • <类型1,类型2…>: 指定多种类型的格式,多种类型之间用逗号隔开.例如: <E,T> <K,V>

5.2泛型类【应用】

  • 定义格式

    修饰符 class 类名<类型> {  }

  • 示例代码

    • 泛型类

      public class Generic<T> {private T t;public T getT() {return t;}public void setT(T t) {this.t = t;}
}

    • 测试类

      public class GenericDemo1 {public static void main(String[] args) {Generic<String> g1 = new Generic<String>();g1.setT("杨幂");System.out.println(g1.getT());Generic<Integer> g2 = new Generic<Integer>();g2.setT(30);System.out.println(g2.getT());Generic<Boolean> g3 = new Generic<Boolean>();g3.setT(true);System.out.println(g3.getT());}
}

5.3泛型方法【应用】

  • 定义格式

    修饰符 <类型> 返回值类型 方法名(类型 变量名) {  }

  • 示例代码

    • 带有泛型方法的类

      public class Generic {public <T> void show(T t) {System.out.println(t);}
}

    • 测试类

      public class GenericDemo2 {public static void main(String[] args) {Generic g = new Generic();g.show("柳岩");g.show(30);g.show(true);g.show(12.34);}
}

5.4泛型接口【应用】

  • 定义格式

    修饰符 interface 接口名<类型> {  }

  • 示例代码

    • 泛型接口

      public interface Generic<T> {void show(T t);
}

    • 泛型接口实现类1

      ​ 定义实现类时,定义和接口相同泛型,创建实现类对象时明确泛型的具体类型

      public class GenericImpl1<T> implements Generic<T> {@Overridepublic void show(T t) {System.out.println(t);}
}

    • 泛型接口实现类2

      ​ 定义实现类时,直接明确泛型的具体类型

      public class GenericImpl2 implements Generic<Integer>{@Overridepublic void show(Integer t) {System.out.println(t);}
}

    • 测试类

      public class GenericDemo3 {public static void main(String[] args) {GenericImpl1<String> g1 = new GenericImpl<String>();g1.show("林青霞");GenericImpl1<Integer> g2 = new GenericImpl<Integer>();g2.show(30);GenericImpl2 g3 = new GenericImpl2();g3.show(10);}
}

5.5类型通配符

  • 类型通配符: <?>

    • ArrayList<?>: 表示元素类型未知的ArrayList,它的元素可以匹配任何的类型
    • 但是并不能把元素添加到ArrayList中了,获取出来的也是父类类型
    import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class GenericWildcardExample {public static void main(String[] args) {List<?> unknownList = new ArrayList<String>();// unknownList.add("Hello"); // 编译错误，无法确定具体类型// unknownList.add(null); // 允许添加null// 从列表中获取元素需要进行强制类型转换Object element = unknownList.get(0); // 获取元素作为Object类型System.out.println(element);}
}

  • 类型通配符上限: <? extends 类型>

    • ArrayListList <? extends Number>: 它表示的类型是Number或者其子类型
    import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class UpperBoundedWildcardExample {public static void main(String[] args) {List<Integer> intList = new ArrayList<>();intList.add(1);printOnlyNumbers(intList);List<Double> doubleList = new ArrayList<>();doubleList.add(2.5);printOnlyNumbers(doubleList);}// 只能接受Number类型或其子类型的列表private static void printOnlyNumbers(List<? extends Number> list) {for (Number n : list) {System.out.println(n);}}
}

  • 类型通配符下限: <? super 类型>

    • ArrayListList <? super Number>: 它表示的类型是Number或者其父类型
    import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class LowerBoundedWildcardExample {public static void main(String[] args) {List<Object> objectList = new ArrayList<>();addNumbers(objectList);List<Number> numberList = new ArrayList<>();addNumbers(numberList);}// 可以向其中添加Number类型或其子类型的对象private static void addNumbers(List<? super Number> list) {list.add(1); // Integer 是 Number 的子类list.add(2.5); // Double 是 Number 的子类// 注意：从list读取元素时，只能将其视为Object类型for (Object o : list) {System.out.println(o);}}
}

  • 泛型通配符的使用

    public class GenericDemo4 {public static void main(String[] args) {ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<>();ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();ArrayList<Number> list3 = new ArrayList<>();ArrayList<Object> list4 = new ArrayList<>();method(list1);method(list2);method(list3);method(list4);getElement1(list1);getElement1(list2);//报错getElement1(list3);getElement1(list4);//报错getElement2(list1);//报错getElement2(list2);//报错getElement2(list3);getElement2(list4);}// 泛型通配符: 此时的泛型?,可以是任意类型public static void method(ArrayList<?> list){}// 泛型的上限: 此时的泛型?,必须是Number类型或者Number类型的子类public static void getElement1(ArrayList<? extends Number> list){}// 泛型的下限: 此时的泛型?,必须是Number类型或者Number类型的父类public static void getElement2(ArrayList<? super Number> list){}}

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