JAVA集合（九）
一、集合
1.1、集合介绍
集合是java中提供的一种容器，可以用来存储多个数据。
在前面的学习中，我们知道数据多了，可以使用数组存放或者使用ArrayList集合进行存放数据。
那么，集合和数组既然都是容器，它们有啥区别呢？
1）数组的长度是固定的。集合的长度是可变的。
2） 集合中存储的元素必须是引用类型数据
1.2、ArrayList集合存储元素
使用ArrayList存储并遍历的过程：
实例：
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(111);
list.add(222);
list.add(333);
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.println(list.get(i));
}
}
练习：集合存储5个Person类型数据，并循环输出
1.3、集合的继承实现关系
查看ArrayList类，发现它继承了抽象类Abstractlist同时实现list,而list接口又继承了Colection接口。Colection为最顶层接口。
1.4、集合接口
序号 接口描述
1 Collection 接口
Collection 是最基本的集合接口，一个 Collection 代表一组 Object，即 Collection 的元素, Java不提供直接继承自Collection的类，只提供继承于的子接口(如List和set)。
2 List 接口
List接口是一个有序的 Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置，能够通过索引(元素在List中位置，类似于数组的下标)来访问List中的元素，第一个元素的索引为 0，而且允许有相同的元素。
3 Set
Set 具有与 Collection 完全一样的接口，只是行为上不同，Set 不保存重复的元素。
4 SortedSet
继承于Set保存有序的集合。
5 Map
将唯一的键映射到值。
6 Map.Entry
描述在一个Map中的一个元素（键/值对）。是一个Map的内部类。
7 SortedMap
继承于Map，使Key保持在升序排列。
8 Enumeration
这是一个传统的接口和定义的方法，通过它可以枚举（一次获得一个）对象集合中的元素。这个传统接口已被迭代器取代。
1.5、List和set的区别
List接口常用的子类有：ArrayList类、LinkedList类
set接口常用的子类有：HashSet类、LinkedHashSet类
1）Set 接口实例存储的是无序的，不重复的数据。List 接口实例存储的是有序的，可以重复的元素。
2） Set检索效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变 <实现类有HashSet,TreeSet>。
3） List和数组类似，可以动态增长，根据实际存储的数据的长度自动增长List的长度。查找元素效率高，插入删除效率低，因为会引起其他元素位置改变 <实现类有ArrayList,LinkedList,Vector> 。
1.6、集合实现类
Java提供了一套实现了Collection接口的标准集合类。其中一些是具体类，这些类可以直接拿来使用，而另外一些是抽象类，提供了接口的部分实现。
标准集合类汇总于下表：
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序号 类描述
1）AbstractCollection
实现了大部分的集合接口。
2）AbstractList
继承于AbstractCollection 并且实现了大部分List接口。
3）AbstractSequentialList
继承于 AbstractList ，提供了对数据元素的链式访问而不是随机访问。
4）LinkedList
该类实现了List接口，允许有null（空）元素。主要用于创建链表数据结构，该类没有同步方法，如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步，解决方法就是在创建List时候构造一个同步的List。例如：
Listlist=Collections.synchronizedList(newLinkedList(...));
LinkedList 查找效率低。
5）ArrayList
该类也是实现了List的接口，实现了可变大小的数组，随机访问和遍历元素时，提供更好的性能。该类也是非同步的,在多线程的情况下不要使用。ArrayList 增长当前长度的50%，插入删除效率低。
6）AbstractSet
继承于AbstractCollection 并且实现了大部分Set接口。
7）HashSet
该类实现了Set接口，不允许出现重复元素，不保证集合中元素的顺序，允许包含值为null的元素，但最多只能一个。
8）LinkedHashSet
具有可预知迭代顺序的 Set 接口的哈希表和链接列表实现。
9）TreeSet
该类实现了Set接口，可以实现排序等功能。
10） AbstractMap
实现了大部分的Map接口。
11） HashMap
HashMap 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。
该类实现了Map接口，根据键的HashCode值存储数据，具有很快的访问速度，最多允许一条记录的键为null，不支持线程同步。
12） TreeMap
继承了AbstractMap，并且使用一颗树。
13） WeakHashMap
继承AbstractMap类，使用弱**的哈希表。
14） LinkedHashMap
继承于HashMap，使用元素的自然顺序对元素进行排序.
15） IdentityHashMap
继承AbstractMap类，比较文档时使用引用相等。
二、迭代器
2.1、迭代器使用
通常情况下，你会希望遍历一个集合中的元素。例如，显示集合中的每个元素。
一般遍历数组都是采用for循环或者增强for，这两个方法也可以用在集合框架，但是还有一种方法是采用迭代器遍历集合框架，它是一个对象，实现了Iterator 接口或ListIterator接口。
迭代器，使你能够通过循环来得到或删除集合的元素。ListIterator 继承了Iterator，以允许双向遍历列表和修改元素。
使用 Java Iterator：这里通过实例列出Iterator和listIterator接口提供的所有方法。
实例（遍历ArrayList）：
import java.util.*;
public class Test{
public static void main(String[] args) {
List<String> list=new ArrayList<String>();
list.add("Hello");
list.add("World");
list.add("HAHAHAHA");
//第一种遍历方法使用foreach遍历List
for (String str : list) { //也可以改写for(int i=0;i<list.size();i++)这种形式
System.out.println(str);
}
//第二种遍历，把链表变为数组相关的内容进行遍历
String[] strArray=new String[list.size()];
list.toArray(strArray);
for(int i=0;i<strArray.length;i++) //这里也可以改写为 foreach(String str:strArray)这种形式
{
System.out.println(strArray[i]);
}
//第三种遍历 使用迭代器进行相关遍历
Iterator<String> ite=list.iterator();
while(ite.hasNext())//判断下一个元素之后有值
{
System.out.println(ite.next());
}
}
}
解析：
三种方法都是用来遍历ArrayList集合，第三种方法是采用迭代器的方法，该方法可以不用担心在遍历的过程中会超出集合的长度。
实例（遍历Map）：
import java.util.*;
public class Test{
public static void main(String[] args) {
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
map.put("1", "value1");
map.put("2", "value2");
map.put("3", "value3");
//第一种：普遍使用，二次取值
System.out.println("通过Map.keySet遍历key和value：");
for (String key : map.keySet()) {
System.out.println("key= "+ key + " and value= " + map.get(key));
}
//第二种
System.out.println("通过Map.entrySet使用iterator遍历key和value：");
Iterator<Map.Entry<String, String>> it = map.entrySet().iterator();
while (it.hasNext()) {
Map.Entry<String, String> entry = it.next();
System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
}
//第三种：推荐，尤其是容量大时
System.out.println("通过Map.entrySet遍历key和value");
for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
}
//第四种
System.out.println("通过Map.values()遍历所有的value，但不能遍历key");
for (String v : map.values()) {
System.out.println("value= " + v);
}
}
}
2.2、如何使用比较器
TreeSet和TreeMap的按照排序顺序来存储元素. 然而，这是通过比较器来精确定义按照什么样的排序顺序。
这个接口可以让我们以不同的方式来排序一个集合。
1）使用 Java Comparator
这里通过实例列出Comparator接口提供的所有方法
三、Java泛型
Java 泛型（generics）是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。
泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。
1）假定我们有这样一个需求：写一个排序方法，能够对整型数组、字符串数组甚至其他任何类型的数组进行排序，该如何实现？
答案是可以使用 Java 泛型。
使用 Java 泛型的概念，我们可以写一个泛型方法来对一个对象数组排序。然后，调用该泛型方法来对整型数组、浮点数数组、字符串数组等进行排序。
3.1、泛型方法
你可以写一个泛型方法，该方法在调用时可以接收不同类型的参数。根据传递给泛型方法的参数类型，编译器适当地处理每一个方法调用。
下面是定义泛型方法的规则：
所有泛型方法声明都有一个类型参数声明部分（由尖括号分隔），该类型参数声明部分在方法返回类型之前（在下面例子中的<E>）。
每一个类型参数声明部分包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。一个泛型参数，也被称为一个类型变量，是用于指定一个泛型类型名称的标识符。
类型参数能被用来声明返回值类型，并且能作为泛型方法得到的实际参数类型的占位符。
泛型方法体的声明和其他方法一样。注意类型参数只能代表引用型类型，不能是原始类型（像int,double,char的等）。
实例：
下面的例子演示了如何使用泛型方法打印不同字符串的元素：
public class GenericMethodTest
{
// 泛型方法 printArray
public static < E > void printArray( E[] inputArray )
{
// 输出数组元素
for ( E element : inputArray ){
System.out.printf( "%s ", element );
}
System.out.println();
}
public static void main( String args[] )
{
// 创建不同类型数组： Integer, Double 和 Character
Integer[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5 };
Double[] doubleArray = { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4 };
Character[] charArray = { 'H', 'E', 'L', 'L', 'O' };
System.out.println( "整型数组元素为:" );
printArray( intArray ); // 传递一个整型数组
System.out.println( "\n双精度型数组元素为:" );
printArray( doubleArray ); // 传递一个双精度型数组
System.out.println( "\n字符型数组元素为:" );
printArray( charArray ); // 传递一个字符型数组
}
}
以上实例运行结果如下：
整型数组元素为:
1 2 3 4 5
双精度型数组元素为:
1.1 2.2 3.3 4.4
字符型数组元素为:
H E L L O
3.2、泛型类
泛型类的声明和非泛型类的声明类似，除了在类名后面添加了类型参数声明部分。
和泛型方法一样，泛型类的类型参数声明部分也包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。一个泛型参数，也被称为一个类型变量，是用于指定一个泛型类型名称的标识符。因为他们接受一个或多个参数，这些类被称为参数化的类或参数化的类型。
实例（定义泛型类）：
public class Box<T> {
private T t;
public void add(T t) {
this.t = t;
}
public T get() {
return t;
}
public static void main(String[] args) {
Box<Integer> integerBox = new Box<Integer>();
Box<String> stringBox = new Box<String>();
integerBox.add(new Integer(10));
stringBox.add(new String("云班"));
System.out.printf("整型值为 :%d\n\n", integerBox.get());
System.out.printf("字符串为 :%s\n", stringBox.get());
}
}
以上实例运行结果如下：
整型值为 :10
字符串为 :云班
3.3、类型通配符
1）类型通配符一般是使用?代替具体的类型参数。例如 List<?> 在逻辑上是List<String>,List<Integer> 等所有List<具体类型实参>的父类。
实例：
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
List<String> name = new ArrayList<String>();
List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
List<Number> number = new ArrayList<Number>();
name.add("icon");
age.add(18);
number.add(314);
getData(name);
getData(age);
getData(number);
}
public static void getData(List<?> data) {
System.out.println("data :" + data.get(0));
}
}
以上实例运行结果如下：
data :icon
data :18
data :314
解析： 因为getData()方法的参数是List类型的，所以name，age，number都可以作为这个方法的实参，这就是通配符的作用
2）类型通配符上限通过形如List来定义，如此定义就是通配符泛型值接受Number及其下层子类类型。
实例：
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
List<String> name = new ArrayList<String>();
List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
List<Number> number = new ArrayList<Number>();
name.add("icon");
age.add(18);
number.add(314);
//getUperNumber(name);//1
getUperNumber(age);//2
getUperNumber(number);//3
}
public static void getData(List<?> data) {
System.out.println("data :" + data.get(0));
}
public static void getUperNumber(List<? extends Number> data) {
System.out.println("data :" + data.get(0));
}
}
以上实例运行结果如下：
data:18
data:314
解析： 在(//1)处会出现错误，因为getUperNumber()方法中的参数已经限定了参数泛型上限为Number，所以泛型为String是不在这个范围之内，所以会报错