章六、集合（1）—— 概念、API、List 接口及实现类、集合迭代

三木几2024-03-11 8:09

零、 关闭IDEA调试时自动隐藏空元素

一、 集合的概念

存储一个班学员信息，假定一个班容纳20名学员

当我们需要保存一组一样（类型相同 ）的元素的时候，我们应该使用一个容器来存储，数组就是这样一个容器。

数组有什么缺点？

数组一旦定义，长度将不能再变化。然而在我们的开发实践中，经常需要保存一些变长的数据集合，于是，我们需要一些能够动态增长长度的容器来保存我们的数据。

● 而我们需要对数据的保存的逻辑可能各种各样，于是就有了各种各样的数据结构。++Java中对于各种数据结构的实现，就是我们用到的集合。++

集合和数组既然都是容器，它们的区别：

数组的长度是固定的。集合的长度是可变的。

数组中存储的是同一类型的元素，可以存储基本数据类型值。集合存储的都是对象。而且对象的类型可以不一致。在开发中一般当对象多的时候，使用集合进行存储。

二、集合API

集合体系概述

Java的集合框架是由很多接口、抽象类、具体类组成的，都位于java.util包中。

单列集合：一次放进去一个值（对象）

双列集合：键值

三、 Collection****接口

Collection 接口：定义了存取一组对象的方法，其子接口 Set 和 List 分别定义了存储方式：

● Set 中的数据对象不可以重复。

● List 中的数据对象有顺序(添加顺序)且可以重复。

四、 List****接口及实现类

●List 的实现类

List继承了Collection接口,有三个实现的类

－ ArrayList ：数组列表，数据采用数组方式存储。

－LinkedList ：链表

－Vector ：数组列表，添加同步锁,线程安全的

●ArrayList

• ArrayList 实现

ArrayList实现了长度可变的数组，在内存中分配连续的空间。遍历元素和随机访问元素的效率比较高

• ArrayList 常用方法

add(E element) //在数组尾部添加

add(int index , E element) //在索引处添加

get(int index) //获得索引处的值

indexOf(Object o) //返回指定字符在此字符串中第一次一次出现处的索引

lastIndexOf(Object o) //返回指定字符在此字符串中最后一次出现处的索引

remove(int index) // 删除并返回指定位置元素

set(int index, E element) //用于替换动态数组中指定索引的元素

java 复制代码 
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class ArrayListDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        //添加元素（数组尾部）
        arrayList.add("a");
        arrayList.add(1);
        arrayList.add('b');
        arrayList.add("a");
        arrayList.add(true);
        System.out.println(arrayList);

        //在指定索引处添加元素，其他依次后移
        arrayList.add(1,"new");
        System.out.println(arrayList);

        //获得索引处的元素
        System.out.println("arrayList.get(1) = "+arrayList.get(1));

        //返回指定字符在此字符串中第一次出现处的索引
        System.out.println(arrayList.indexOf("a"));  //0
        //返回指定字符在此字符串中最后一次出现处的索引
        System.out.println(arrayList.lastIndexOf("a"));  //4

        //删除元素（单次）
        arrayList.remove("a");   //通过直接输入删除的值来删
        arrayList.remove(1);   //通过索引来删除
        System.out.println(arrayList);
        arrayList.remove("1");  //数字只能通过索引来删除
        System.out.println(arrayList);
        arrayList.remove("b");  //遇到重复相同的字符串，只会删除第一个
        System.out.println(arrayList);

        //删除元素（指定索引处），其后的依次前移
        arrayList.remove(1);
        System.out.println(arrayList);

        //替换元素（不考虑元素类型）
        arrayList.set( 1,"newNew");
        System.out.println(arrayList);

        //清空元素
        arrayList.clear();
        System.out.println(arrayList);

        //判断是否为空
        System.out.println(arrayList.isEmpty()); //true 

    }
}

• 易错处

由于ArrayList可以存储任何类型的对象，而遍历时，会默认为Object类型，要使用子类的还要涉及向下转型，既麻烦又不可取。因而Java引入一种泛型（ <E> ），用来限制可以输入的对象类型

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>

java 复制代码 
import java.util.ArrayList;

public class ArrayListDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
        集合容器中默认可以添加Object类型
         */
        //但是不建议，毕竟好进去不好出来
        //因而我们使用 <>泛型 来限定输入的类型
        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add("a");
        //arrayList.add(1); //报错



    }
}

●LinkedList

• LinkedList 实现

LinkedList采用链表存储方式。插入、删除元素时效率比较高

• LinkedList 常用方法

add(int index , Object element) //添加

addFirist(Object element) //头添加

addLast(Object element) //尾添加

get(int index) //获得索引元素

removeFirst() // 返回头元素

removeLast() //返回尾元素

remove(int index) //删除并返回索引的元素

getFirst() //获得头元素

getLast() //获得尾元素

java 复制代码 
import java.util.LinkedList;

public class LinkListDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
        linkedList.add("a");
        linkedList.add("b");
        linkedList.add("c");
        System.out.println(linkedList);
        linkedList.add(1,"dd"); //向指定位置插入
        System.out.println(linkedList);
        //获取指定位置上的元素
        System.out.println(linkedList.get(1));

        //删除并返回是否删除成功
        System.out.println(linkedList.remove("a")); 
        System.out.println(linkedList);
        System.out.println(linkedList.pop()); //从这个列表表示的堆栈中弹出一个元素。弹出意味着移除并返回这个列表的第一个元素。
    }
}

●Vector

Vector 数组列表，添加同步锁，它是线程安全的

java 复制代码 
import java.util.Vector;
/*
数组列表，线程安全的
 */
public class VectorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Vector<String> vector = new Vector<>();
        vector.add("a");
        vector.add("b");
        vector.add("c");

    }
}

五、 List****接口集合迭代

●for循环遍历

java 复制代码 
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class ListTraverse {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add("a");
        arrayList.add("b");
        arrayList.add("c");

        /*
        通过for循环遍历
         */
        for(int i = 0;i<arrayList.size();i++){
            System.out.println(arrayList.get(i));
        }
        System.out.println();
        //for循环时可以修改元素
        for(int i = 0;i<arrayList.size();i++){
            if("a".equals(arrayList.get(i))){
                arrayList.remove(i);
            }
            System.out.println(arrayList.get(i));
        }
        System.out.println();

    }
}

●增强for循环的遍历

java 复制代码 
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class ListTraverse {
    public static void main(String[] args) {

        ArrayList<String> arrayList1 = new ArrayList<>();
        arrayList1.add("a");
        arrayList1.add("b");
        arrayList1.add("c");
        /*
        通过增强for循环遍历
         */
        for(String s:arrayList1){
            System.out.println(s);
        }
        System.out.println();
        //增强for循环时不允许修改元素
        for(String s:arrayList1){
            if(s.equals("a")){
                arrayList1.remove(s);
            }
            System.out.println(s);
        }
    }
}

注：增强for循环遍历元素时，不允许修改元素（增添或删除）

●迭代器遍历（Iterator）

java 复制代码 
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

public class ListTraverse1 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add("a");
        arrayList.add("b");
        arrayList.add("c");

        /*
        使用迭代器遍历
         */
        //获得集合对象的迭代器对象
        Iterator<String> it = arrayList.iterator();
        while (it.hasNext()){
            String s = it.next();//获取到下一个元素
            System.out.println(s);
        }


        ArrayList<String> arrayList1 = new ArrayList<>();
        arrayList1.add("a");
        arrayList1.add("b");
        arrayList1.add("c");
        Iterator<String> its = arrayList1.iterator();
        while (its.hasNext()){
            String s = its.next();//获取到下一个元素
            if(s.equals("a")){
                its.remove(); //使用迭代器对象删除元素
            }
            System.out.println(s);
        }

    }
}
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