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1、Collection单例集合

1.1 集合概述

• 集合：集合是java中提供的一种容器，可以用来存储多个数据。
• 分类：集合大致分为两类：单例集合、多例集合，这个Collection集合就是所有单例集合的父类，今天就和大家讲讲Collection集合。

1.2 和数组的区别

• 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，可以存储任意类型数据。集合存储的都是引用数据类型。如果想存储基本类型数据需要存储对应的包装类型。
• 判断长度方法也不同，集合大多用size，数组大多用length。

1.3 集合常用类的继承体系

Collection：单列集合类的根接口，用于存储一系列符合某种规则的元素，它有两个重要的子接口，分别是java.util.List 和 java.util.Set 。其中， List 的特点是元素有序、元素可重复 ; Set 的特点是元素不可重复。 List 接口的主要实现类有 java.util.ArrayList 和 java.util.LinkedList ， Set 接口的主要实现类有 java.util.HashSet 和 java.util.LinkedHashSet 。

接下来通过一张图来描述集合常用类的继承体系

注意:这张图只是我们常用的集合有这些，不是说就只有这些集合。

1.4 Collection 常用功能

Collection是所有单列集合的父接口，因此在Collection中定义了单列集合(List和Set)通用的一些方法，这些方法可用于操作所有的单列集合。方法如下：

• public boolean add(E e) ： 把给定的对象添加到当前集合中 。
• public void clear() :清空集合中所有的元素。
• public boolean remove(E e) : 把给定的对象在当前集合中删除。
• public boolean contains(Object obj) : 判断当前集合中是否包含给定的对象。
• public boolean isEmpty() : 判断当前集合是否为空。
• public int size() : 返回集合中元素的个数。
• public Object[] toArray() : 把集合中的元素，存储到数组中

2 Iterator迭代器

2.1 Iterator概述

迭代器就是为了遍历集合中的元素而产生的，针对这种需求，JDL专门提供了一个接口：java.util.Iterator。
想要遍历Collection，就要获取该集合的迭代器进行迭代操作，下面介绍一种迭代方式：

• public Iterator iterator() : 获取集合对应的迭代器，用来遍历集合中的元素的。

下面介绍一下迭代的概念：

• 迭代：即Collection集合元素的通用获取方式。在取元素之前先要判断集合中有没有元素，如果有，就把这个元素取出来，继续再判断，如果还有就再取出来。一直把集合中的所有元素全部取出。这种取出方式专业术语称为迭代。

Iterator接口的常用方法如下：

• public E next() :返回迭代的下一个元素。
• public boolean hasNext() :如果仍有元素可以迭代，则返回 true。

2.2 迭代器实现原理

• 我们在之前案例已经完成了Iterator遍历集合的整个过程。当遍历集合时，首先通过调用t集合的iterator()方法获得迭代器对象，然后使用hashNext()方法判断集合中是否存在下一个元素，如果存在，则调用next()方法将元素取出，否则说明已到达了集合末尾，停止遍历元素。
• Iterator迭代器对象在遍历集合时，内部采用指针的方式来跟踪集合中的元素。在调用Iterator的next方法之前，迭代器的索引位于第一个元素之前，不指向任何元素，当第一次调用迭代器的next方法后，迭代器的索引会向后移动一位，指向第一个元素并将该元素返回，当再次调用next方法时，迭代器的索引会指向第二个元素并将该元素返回，依此类推，直到hasNext方法返回false，表示到达了集合的末尾，终止对元素的遍历。

案例展示：

	public class IteratorDemo { public static void main(String[] args) { // 使用多态方式 创建对象 Collection<String> coll = new ArrayList<String>(); // 添加元素到集合 coll.add("喵星人"); coll.add("吐槽星人"); coll.add("汪星人"); //遍历 //使用迭代器 遍历 每个集合对象都有自己的迭代器 Iterator<String> it = coll.iterator(); // 泛型指的是 迭代出 元素的数据类型 while(it.hasNext()){ //判断是否有迭代元素 String s = it.next();//获取迭代出的元素 System.out.println(s); } }

注意：

1. 在进行集合元素获取时，如果集合中已经没有元素了，还继续使用迭代器的next方法，将会抛出java.util.NoSuchElementException没有集合元素异常。
2. 在进行集合元素获取时，如果添加或移除集合中的元素 , 将无法继续迭代 , 将会抛出
   ConcurrentModificationException并发修改异常.

2.3 扩展

需求：在集合中添加元素

package com.itcast.Yest;import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.ListIterator;/*** 案例需求：*          在王五后面加上赵六*/
public class Test {public static void main(String[] args) {//先创建一个Collection集合Collection<String> list = new ArrayList<String>();list.add("张三");list.add("李四");list.add("王五");list.add("田七");//ListIterator实现了Iterator接口ListIterator<String> listIterator = ((ArrayList<String>) list).listIterator();while(listIterator.hasNext()){String name = listIterator.next();if(name.equals("王五")){//必须用迭代器加内容listIterator.add("赵六");}}//循环之后打印输出list集合中的内容System.out.println(list);}
}

2.4 增强for

增强for也叫foreach循环，是JDK1.5以后出来的一个高级for循环，用来遍历数组和集合，它的内部原理其实是一个迭代器，所以在遍历过程中，不能对元素进行增删操作。

格式：

	for(元素的数据类型 变量 : Collection集合or数组){ //写操作代码 }

foreach通常来进行遍历Collection和数组，但不要在遍历过程中对元素进行增删操作。

代码演示：

	int[] arr = {3,5,6,87}; //使用增强for遍历数组 for(int a : arr){//a代表数组中的每个元素 System.out.println(a); }Collection<String> coll = new ArrayList<String>(); coll.add("小河神"); coll.add("老河神"); coll.add("神婆");for(String s :coll){ System.out.println(s); }

注意：
增强for循环必须有被遍历的目标，目标只能是Collection或者是数组；
增强for（迭代器）仅仅作为遍历操作出现，不能对集合进行增删元素操作，否则抛出ConcurrentModificationException并发修改异常

3 泛型

3.1 泛型概述

在前面学习集合时，我们都知道集合中是可以存放任意对象的，只要把对象存储集合后，那么这时他们都会被提升成Object类型。当我们在取出每一个对象，并且进行相应的操作，这时必须采用类型转换。

观察代码：

	public class GenericDemo { public static void main(String[] args) { Collection coll = new ArrayList(); coll.add("abc"); coll.add("张三"); coll.add(5);//由于集合没有做任何限定，任何类型都可以向其中存放 Iterator it = coll.iterator(); while(it.hasNext()){ //需要打印每个字符串的长度,就要把迭代出来的对象转成String类型 String str = (String) it.next(); System.out.println(str.length()); } } }

最后运行发现报错了：java.lang.ClassCastException，数据类型转换异常，由于
集合中什么类型的元素都可以存储。导致取出时强转引发运行时ClassCastException,为了解决这个问题，就必须加上泛型了，让你在设计API时可以指定类或方法支持泛型，这样我们使用API的时候也变得更为简洁，并得到了编译时期的语法检查。

• 泛型：可以在类或方法中预知地使用未知的类型。

tips:泛型的作用是在创建对象时，将未知的类型确定具体的类型。当没有指定泛型时，默认类型为Object类型。

3.1 使用泛型的好处

• 将运行时期的ClassCastException，转移到了编译时期变成了编译失败。
• 避免了类型强转的麻烦。

3.3 泛型的定义与使用

定义格式：

	修饰符 class 类名<代表泛型的变量> { }

泛型在定义的时候不具体，使用的时候才变得具体。在使用的时候确定泛型的具体数据类型。

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

使用泛型： 即什么时候确定泛型。

在创建对象的时候确定泛型

例如， ArrayList list = new ArrayList();

此时，变量E的值就是String类型,那么我们的类型就可以理解为：

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

再例如， ArrayList list = new ArrayList();
此时，变量E的值就是Integer类型,那么我们的类型就可以理解为：

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

含有泛型的方法

定义格式：

	修饰符 <代表泛型的变量> 返回值类型 方法名(参数){ }

含有泛型的接口

定义格式：

	修饰符 interface接口名<代表泛型的变量> { }

3.4 泛型通配符

当使用泛型类或者接口时，传递的数据中，泛型类型不确定可以通过通配符<?>表示。但是一旦使用泛型的通配符后，只能使用Object类中的共性方法，集合中元素自身方法无法使用。

通配符基本使用

泛型的通配符:不知道使用什么类型来接收的时候,此时可以使用?,?表示未知通配符。

此时只能接受数据,不能往该集合中存储数据。

通配符高级使用----受限泛型

之前设置泛型的时候，实际上是可以任意设置的，只要是类就可以设置。但是在JAVA的泛型中可以指定一个泛型的上限和下限。

泛型的上限:

• 格式： 类型名称 <? extends 类 > 对象名称
• 意义： 只能接收该类型及其子类

泛型的下限：

• 格式： 类型名称 <? super 类 > 对象名称
• 意义： 只能接收该类型及其父类型

比如：现已知Object类，String 类，Number类，Integer类，其中Number是Integer的父类

	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>(); 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(Collection<? extends Number> coll){} // 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(Collection<? super Number> coll){}

?表示泛型通配符，如果要对?泛型通配符的取值范围进行限制，可以使用泛型限定