Collection_迭代器使用細節_泛型_綜合案例

主要內容

• Collection集合
• 迭代器
• 增強for
• 泛型

第一章 Collection集合

1.1 集合概述

• 集合：集合是java中提供的一種容器，可以用來存儲多個數據。

集合和數組既然都是容器，他們之間的區別:

• 數組的長度是固定的。集合的長度是可變的。
• 數組中存儲的是同一類型的元素，可以存儲基本數據類型值。集合存儲的都是對象。而且對象的類型可以不一致。在開發中一般當對象多的時候，使用集合進行存儲。

注:說白了, 集合就是對基本數據的一種封裝, 例如對數組, 鏈表, 樹結構, 圖結構的封裝, 這種封裝可以讓我們更好地使用數據結構, 提高程序開發效率.

1.2 集合框架

集合按照其存儲結構可以分為兩大類，分別是單列集合java.util.Collection和雙列集合java.util.Map(Collection的每一個元素存儲的都是一個value, 例如ArrayList; Map的每一個元素包含兩個內容key與value;其實我感覺這樣描述還是存在一個問題, 在ArrayList中, 每一個元素也可以說是key與value, 只不過key不用我們直接定義, key直接就是數組的下標).

• Collection：單列集合類的根接口，用于存儲一系列符合某種規則的元素，它有兩個重要的子接口，分別是java.util.List和java.util.Set。其中，List的特點是元素有序、元素可重復。Set的特點是元素無序，而且不可重復。List接口的主要實現類有java.util.ArrayList和java.util.LinkedList，Set接口的主要實現類有java.util.HashSet和java.util.TreeSet。
  Collection結構如下圖:
  
  集合本身是一個工具，它存放在java.util包中。在Collection接口定義著單列集合框架中最最共性的內容。

1.3 Collection 常用功能

Collection是所有單列集合的父接口，因此在Collection中定義了單列集合(List和Set)通用的一些方法，這些方法可用于操作所有的單列集合。方法如下：

• public boolean add(E e)： 把給定的對象添加到當前集合中 。
• public void clear() :清空集合中所有的元素。
• public boolean remove(E e): 把給定的對象在當前集合中刪除。
• public boolean contains(E e): 判斷當前集合中是否包含給定的對象。
• public boolean isEmpty(): 判斷當前集合是否為空。
• public int size(): 返回集合中元素的個數。
• public Object[] toArray(): 把集合中的元素，存儲到數組中。

下面使用Collection的子類ArrayList來演示上面的方法(這些方法都被ArrayList重載了)演示：

import java.util.ArrayList; import java.util.Collection;public class Demo1Collection {public static void main(String[] args) {// 創建集合對象 // 使用多態形式Collection<String> coll = new ArrayList<String>();// 使用方法// 添加功能 boolean add(String s)coll.add("骨傲天");coll.add("妮蔻");coll.add("石破天");System.out.println(coll);// boolean contains(E e) 判斷o是否在集合中存在System.out.println("判斷 妮蔻 是否在集合中"+coll.contains("妮蔻"));//boolean remove(E e) 刪除在集合中的o元素System.out.println("刪除石破天："+coll.remove("石破天"));System.out.println("操作之后集合中元素:"+coll);// size() 集合中有幾個元素System.out.println("集合中有"+coll.size()+"個元素");// Object[] toArray()轉換成一個Object數組Object[] objects = coll.toArray();// 遍歷數組for (int i = 0; i < objects.length; i++) {System.out.println(objects[i]);}// void clear() 清空集合coll.clear();System.out.println("集合中內容為："+coll);// boolean isEmpty() 判斷是否為空System.out.println(coll.isEmpty()); } }

tips: 有關Collection中的方法可不止上面這些，其他方法可以自行查看API學習。

第二章 Iterator迭代器

2.1 Iterator接口

在程序開發中，經常需要遍歷集合中的所有元素。針對這種需求，JDK專門提供了一個接口java.util.Iterator。Iterator接口也是Java集合中的一員，但它與Collection、Map接口有所不同，Collection接口與Map接口主要用于存儲元素，而Iterator主要用于迭代訪問（即遍歷）Collection中的元素，因此Iterator對象也被稱為迭代器。

想要遍歷Collection集合，那么就要獲取該集合迭代器完成迭代操作，下面介紹一下獲取迭代器的方法：

• public Iterator iterator(): 獲取集合對應的迭代器，用來遍歷集合中的元素的。

下面介紹一下迭代的概念：

• 迭代：即Collection集合元素的通用獲取方式。在取元素之前先要判斷集合中有沒有元素，如果有，就把這個元素取出來，繼續在判斷，如果還有就再取出出來。一直把集合中的所有元素全部取出。這種取出方式專業術語稱為迭代。

注:

• Collection接口繼承了Iterable接口, Iterable中存在Iterator<T> iterator();方法;
• Iterable與Iterator是一個聚合的關系;
• Collection的子類使用Iterator<T> iterator();獲取Iterator對象, 在Collection不同的子類中對Iterator接口有不同的實現(使用內部類的方式)

Iterator接口的常用方法如下：

• public E next():返回迭代的下一個元素。
• public boolean hasNext():如果仍有元素可以迭代，則返回 true。

接下來我們通過案例學習如何使用Iterator迭代集合中元素：

public class IteratorDemo {public static void main(String[] args) {// 使用多態方式 創建對象, Collection<String> coll = new ArrayList<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");//遍歷//使用迭代器 遍歷 每個集合對象都有自己的迭代器Iterator<String> it = coll.iterator();// 泛型指的是 迭代出 元素的數據類型while(it.hasNext()){ //判斷是否有迭代元素String s = it.next();//獲取迭代出的元素System.out.println(s);}} }

tips:：在進行集合元素取出時，如果集合中已經沒有元素了，還繼續使用迭代器的next方法，將會發生java.util.NoSuchElementException沒有集合元素的錯誤。

注: 在使用迭代器的過程中不要執行集合的remove操作, remove操作會導致修改異常, 如果要在迭代器迭代過程中使用remove, 請使用Iterator自己的remove操作:

public class Test {public static void main(String[] args) {ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList();arrayList.add(1);arrayList.add(2);arrayList.add(3);arrayList.add(4);Iterator iterator = arrayList.iterator();while (iterator.hasNext()) {System.out.println(iterator.next());if (arrayList.contains(4)) {// iterator.remove();//此行代碼將會導致修改異常arrayList.remove(new Integer(4));}}} }

原因如下:
ArrayList執行remove時內部執行如下代碼:

private void fastRemove(int index) {//修改值的個數加一modCount++;int numMoved = size - index - 1;if (numMoved > 0)System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,numMoved);elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work}

迭代器每次執行hashNext都將執行checkForComodification方法檢查預期修改數組值的個數與已經修改數組值個數如果二者的值不相同, 將拋出修改異常, 因為在arrayList執行了一次刪除, 但是這次刪除操作沒有記錄到Itr的exceptedModCount值中, 導致二者的比對錯誤, 拋出修改異常:

final void checkForComodification() {if (modCount != expectedModCount)throw new ConcurrentModificationException(); }

2.2 迭代器的實現原理

我們在之前案例已經完成了Iterator遍歷集合的整個過程。當遍歷集合時，首先通過調用t集合的iterator()方法獲得迭代器對象，然后使用hashNext()方法判斷集合中是否存在下一個元素，如果存在，則調用next()方法將元素取出，否則說明已到達了集合末尾，停止遍歷元素。

Iterator迭代器對象在遍歷集合時，內部采用指針的方式來跟蹤集合中的元素.
在調用Iterator的next方法之前，迭代器的索引位于第一個元素之前，不指向任何元素，當第一次調用迭代器的next方法后，迭代器的索引會向后移動一位，指向第一個元素并將該元素返回，當再次調用next方法時，迭代器的索引會指向第二個元素并將該元素返回，依此類推，直到hasNext方法返回false，表示到達了集合的末尾，終止對元素的遍歷。

2.3 增強for(forEach)

增強for循環(也稱for each循環)是JDK1.5以后出來的一個高級for循環，專門用來遍歷數組和集合的。它的內部原理其實是個Iterator迭代器，所以在遍歷的過程中，不能對集合中的元素進行增刪操作。

格式：

for(元素的數據類型 變量 : Collection集合or數組){ //寫操作代碼 }

它用于遍歷Collection和數組。通常只進行遍歷元素，不要在遍歷的過程中對集合元素進行增刪操作, 由于內部使用Iterator, 所以在其內部進行修改操作, 將會出現上面的問題(拋出修改異常)。

練習1：遍歷數組

public class NBForDemo1 {public static void main(String[] args) {int[] arr = {3,5,6,87};//使用增強for遍歷數組for(int a : arr){//a代表數組中的每個元素System.out.println(a);}} }

練習2:遍歷集合

public class NBFor {public static void main(String[] args) { Collection<String> coll = new ArrayList<String>();coll.add("小河神");coll.add("老河神");coll.add("神婆");//使用增強for遍歷for(String s :coll){//接收變量s代表 代表被遍歷到的集合元素System.out.println(s);}} }

tips: 新for循環必須有被遍歷的目標。目標只能是Collection或者是數組。新式for僅僅作為遍歷操作出現(這里很容易想到, 既然forEach底層是Iterator, 那么只有實現Iterator接口的類才能做到使用forEach)。

第三章 泛型

3.1 泛型概述

在前面學習集合時，我們都知道集合中是可以存放任意對象的，只要把對象存儲集合后，那么這時他們都會被提升成Object類型。當我們在取出每一個對象，并且進行相應的操作，這時必須采用類型轉換。

大家觀察下面代碼：

public class GenericDemo {public static void main(String[] args) {Collection coll = new ArrayList();coll.add("abc");coll.add("itcast");coll.add(5);//由于集合沒有做任何限定，任何類型都可以給其中存放Iterator it = coll.iterator();while(it.hasNext()){//需要打印每個字符串的長度,就要把迭代出來的對象轉成String類型String str = (String) it.next();System.out.println(str.length());}} }

程序在運行時發生了問題java.lang.ClassCastException。 為什么會發生類型轉換異常呢？ 我們來分析下：由于集合中什么類型的元素都可以存儲。導致取出時強轉引發運行時 ClassCastException。 怎么來解決這個問題呢？ Collection雖然可以存儲各種對象，但實際上通常Collection只存儲同一類型對象。例如都是存儲字符串對象。因此在JDK5之后，新增了泛型(Generic)語法，讓你在設計API時可以指定類或方法支持泛型，這樣我們使用API的時候也變得更為簡潔，并得到了編譯時期的語法檢查。
注: 當Collection的子類沒有填寫泛型的時候, 例如ArrayList list = new ArrayList(); 默認的泛型是Object類.

• 泛型：可以在類或方法中預支地使用未知的類型。

tips:一般在創建對象時，將未知的類型確定具體的類型。當沒有指定泛型時，默認類型為Object類型。

3.2 使用泛型的好處

上一節只是講解了泛型的引入，那么泛型帶來了哪些好處呢？

• 將運行時期的ClassCastException，轉移到了編譯時期變成了編譯失敗。
• 避免了類型強轉的麻煩。

通過我們如下代碼體驗一下：

public class GenericDemo2 {public static void main(String[] args) {Collection<String> list = new ArrayList<String>();list.add("abc");list.add("itcast");// list.add(5);//當集合明確類型后，存放類型不一致就會編譯報錯// 集合已經明確具體存放的元素類型，那么在使用迭代器的時候，迭代器也同樣會知道具體遍歷元素類型Iterator<String> it = list.iterator();while(it.hasNext()){String str = it.next();//當使用Iterator<String>控制元素類型后，就不需要強轉了。獲取到的元素直接就是String類型System.out.println(str.length());}} }

tips:泛型是數據類型的一部分，我們將類名與泛型合并一起看做數據類型。

3.3 泛型的定義與使用

我們在集合中會大量使用到泛型，這里來完整地學習泛型知識。

泛型，用來靈活地將數據類型應用到不同的類、方法、接口當中。將數據類型作為參數進行傳遞。

定義和使用含有泛型的類

定義格式：

修飾符 class 類名<代表泛型的變量> { }

例如，API中的ArrayList集合：

class ArrayList<E>{ public boolean add(E e){ }public E get(int index){ }.... }

使用泛型： 即什么時候確定泛型。

在創建對象的時候確定泛型

例如，ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

此時，變量E的值就是String類型,那么我們的類型就可以理解為：

class ArrayList<String>{ public boolean add(String e){ }public String get(int index){ }... }

再例如，ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

此時，變量E的值就是Integer類型,那么我們的類型就可以理解為：

class ArrayList<Integer> { public boolean add(Integer e) { }public Integer get(int index) { }... }

舉例自定義泛型類

public class MyGenericClass<MVP> {//沒有MVP類型，在這里代表 未知的一種數據類型 未來傳遞什么就是什么類型private MVP mvp;public void setMVP(MVP mvp) {this.mvp = mvp;}public MVP getMVP() {return mvp;} }

使用:

public class GenericClassDemo {public static void main(String[] args) { // 創建一個泛型為String的類MyGenericClass<String> my = new MyGenericClass<String>(); // 調用setMVPmy.setMVP("大胡子登登");// 調用getMVPString mvp = my.getMVP();System.out.println(mvp);//創建一個泛型為Integer的類MyGenericClass<Integer> my2 = new MyGenericClass<Integer>(); my2.setMVP(123); Integer mvp2 = my2.getMVP();} }

含有泛型的方法

定義格式：

修飾符 <代表泛型的變量> 返回值類型 方法名(參數){ }

例如，

public class MyGenericMethod { public <MVP> void show(MVP mvp) {System.out.println(mvp.getClass());}public <MVP> MVP show2(MVP mvp) { return mvp;} }

使用格式：調用方法時，確定泛型的類型

public class GenericMethodDemo {public static void main(String[] args) {// 創建對象MyGenericMethod mm = new MyGenericMethod();// 演示看方法提示mm.show("aaa");mm.show(123);mm.show(12.45);} }

含有泛型的接口

定義格式：

修飾符 interface接口名<代表泛型的變量> { }

例如，

public interface MyGenericInterface<E>{public abstract void add(E e);public abstract E getE(); }

使用格式：

1、定義類時確定泛型的類型

例如

public class MyImp1 implements MyGenericInterface<String> {@Overridepublic void add(String e) {// 省略...}@Overridepublic String getE() {return null;} }

此時，泛型E的值就是String類型。

2、始終不確定泛型的類型，直到創建對象時，確定泛型的類型

例如

public class MyImp2<E> implements MyGenericInterface<E> {@Overridepublic void add(E e) {// 省略...}@Overridepublic E getE() {return null;} }

確定泛型：

/** 使用*/ public class GenericInterface {public static void main(String[] args) {MyImp2<String> my = new MyImp2<String>(); my.add("aa");} }

3.4 泛型通配符

當使用泛型類或者接口時，傳遞的數據中，泛型類型不確定，可以通過通配符<?>表示。但是一旦使用泛型的通配符后，只能使用Object類中的共性方法，集合中元素自身方法無法使用。

通配符基本使用

泛型的通配符:不知道使用什么類型來接收的時候,此時可以使用?,?表示未知通配符。

此時只能接受數據,不能往該集合中存儲數據。

舉個例子大家理解使用即可：

public static void main(String[] args) {Collection<Intger> list1 = new ArrayList<Integer>();getElement(list1);Collection<String> list2 = new ArrayList<String>();getElement(list2); } public static void getElement(Collection<?> coll){} //？代表可以接收任意類型

tips:泛型不存在繼承關系 Collection list = new ArrayList();這種是錯誤的。

通配符高級使用----受限泛型

之前設置泛型的時候，實際上是可以任意設置的，只要是類就可以設置。但是在JAVA的泛型中可以指定一個泛型的上限和下限。

泛型的上限：

• 格式： 類型名稱 <? extends 類 > 對象名稱
• 意義： 只能接收該類型及其子類

泛型的下限：

• 格式： 類型名稱 <? super 類 > 對象名稱
• 意義： 只能接收該類型及其父類型

比如：現已知Object類，String 類，Number類，Integer類，其中Number是Integer的父類

public static void main(String[] args) {Collection<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();Collection<String> list2 = new ArrayList<String>();Collection<Number> list3 = new ArrayList<Number>();Collection<Object> list4 = new ArrayList<Object>();getElement(list1);getElement(list2);//報錯getElement(list3);getElement(list4);//報錯getElement2(list1);//報錯getElement2(list2);//報錯getElement2(list3);getElement2(list4);} // 泛型的上限：此時的泛型?，必須是Number類型或者Number類型的子類 public static void getElement1(Collection<? extends Number> coll){} // 泛型的下限：此時的泛型?，必須是Number類型或者Number類型的父類 public static void getElement2(Collection<? super Number> coll){}

第四章 集合綜合案例

4.1 案例介紹

按照斗地主的規則，完成洗牌發牌的動作。
具體規則：

使用54張牌打亂順序,三個玩家參與游戲，三人交替摸牌，每人17張牌，最后三張留作底牌。

4.2 案例分析

• 準備牌：

  牌可以設計為一個ArrayList,每個字符串為一張牌。
  每張牌由花色數字兩部分組成，我們可以使用花色集合與數字集合嵌套迭代完成每張牌的組裝。
  牌由Collections類的shuffle方法進行隨機排序。

• 發牌

  將每個人以及底牌設計為ArrayList,將最后3張牌直接存放于底牌，剩余牌通過對3取模依次發牌。

• 看牌

  直接打印每個集合。

4.3 代碼實現

import java.util.ArrayList; import java.util.Collections;public class Poker {public static void main(String[] args) {/** 1: 準備牌操作*///1.1 創建牌盒 將來存儲牌面的 ArrayList<String> pokerBox = new ArrayList<String>();//1.2 創建花色集合ArrayList<String> colors = new ArrayList<String>();//1.3 創建數字集合ArrayList<String> numbers = new ArrayList<String>();//1.4 分別給花色 以及 數字集合添加元素colors.add("?");colors.add("?");colors.add("?");colors.add("?");for(int i = 2;i<=10;i++){numbers.add(i+"");}numbers.add("J");numbers.add("Q");numbers.add("K");numbers.add("A");//1.5 創造牌 拼接牌操作// 拿出每一個花色 然后跟每一個數字 進行結合 存儲到牌盒中for (String color : colors) {//color每一個花色 //遍歷數字集合for(String number : numbers){//結合String card = color+number;//存儲到牌盒中pokerBox.add(card);}}//1.6大王小王pokerBox.add("小?");pokerBox.add("大?"); // System.out.println(pokerBox);//洗牌 是不是就是將 牌盒中 牌的索引打亂 // Collections類 工具類 都是 靜態方法// shuffer方法 /** static void shuffle(List<?> list) * 使用默認隨機源對指定列表進行置換。 *///2:洗牌Collections.shuffle(pokerBox);//3 發牌//3.1 創建 三個 玩家集合 創建一個底牌集合ArrayList<String> player1 = new ArrayList<String>();ArrayList<String> player2 = new ArrayList<String>();ArrayList<String> player3 = new ArrayList<String>();ArrayList<String> dipai = new ArrayList<String>(); //遍歷 牌盒 必須知道索引 for(int i = 0;i<pokerBox.size();i++){//獲取 牌面String card = pokerBox.get(i);//留出三張底牌 存到 底牌集合中if(i>=51){//存到底牌集合中dipai.add(card);} else {//玩家1 %3 ==0if(i%3==0){player1.add(card);}else if(i%3==1){//玩家2player2.add(card);}else{//玩家3player3.add(card);}}}//看看System.out.println("令狐沖："+player1);System.out.println("田伯光："+player2);System.out.println("綠竹翁："+player3);System.out.println("底牌："+dipai); } }

上面有錯, 還請指出, 如果認為我寫的還不錯, 還請點個贊, 多多支持一下, O(∩_∩)O~~

總結

以上是生活随笔為你收集整理的复习Collection_迭代器使用细节_泛型_综合案例的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。