第三阶段 JAVA 常见对象的学习

集合框架概述和集合的遍历

(一) 集合框架的概述

(1) 集合的由来

如果一个程序只包含固定数量的且其生命周期都是已知的对象，那么这是一个非常简单的程序。

通常，程序总是根据运行时才知道的某些条件去创建新对象。在此之前，不会知道你所需要对象的数量，甚至不知道确切的类型。为了解决这个普遍的编程问题，需要在任意时刻和任意位置创建任意数量的对象。所以，就不能依靠创建命名的引用来持有每一个对象，因为你不知道实际上会需要多少这样的引用

​ ——Thinking in Java

我们来简单的解释一下：

首先要知道我们所学习的 Java 语言是一个完全 面向对象 的语言，而这种语言对事物的描述是通过对象体现的，为了方便 对多个对象进行操 作，我们就必须把这多个 对象进行存储。

一个基本类型的变量显然是无法满足存储多个对象的，所以应该是一个 容器类型 的变量，通过前面的知识，我们知道数组和 StringBuffe、StringBuilder 均属于容器类型。但是呢? StringBuffer 的结果是一个字符串，不一定满足我们的要求，所以我们只能选择数组，这就是对象数组。

可是问题又来了，对象数组 又不能适应变化的需求，因为数组的 长度是固定的 ，这个时候，为了适应变化的需求，Java 就提供了 集合类 供我们使用。

(2) 数组和集合的区别?

A: 长度区别

数组的 长度固定

集合 长度可变

B: 内容不同

数组存储的是 同一种类型 的元素

而集合可以存储 不同类型 的元素

C: 元素的数据类型问题

数组可以存储基本数据类型，也可以存储引用数据类型

集合 只能存储引用类型（装对象）

虽然数组看起来有一丝不太灵活，但数组也确实是保存一组对象的有效方法，如果想要保存一组基本数据类型，我们也推荐使用这种方法，只是由于其长度固定，导致它在很多时候也受到一些限制。

补充：

在 Java 中，数组是一种效率最高的存储和随机访问对象的引用序列的方式。数组就是一个简单的线性序列，这使得元素访问非常快速。但是为这种速度所付出的代价是数组对象的大小被固定，并且在其生命周期中不可改变。你可能会建议使用 ArrayList，它可以通过创建一个新实例，然后把旧实例中所有的引用到移到新实例中，从而实现更多空间的自动分配。尽管通常应该首选 ArrayList 而不是数组、但是这种弹性需要开销，因此，ArrayList 的效率比数组低很多。

——Thinking in Java 第 16 章

(3) 集合框架关系，以及 Collection 类简介

Java 提供了很多种集合类，他们的数据结构是不同的，但是，它们肯定有一些共性的地方（存储，获取，判断）一直向上追溯，我们可以的得到这样继承体系

Collection : 是集合的顶层接口，它的子体系有重复的，有唯一的，有有序的，有无序的。

Collection c = new Collection(); // 这是错误的 接口不能实例化

Collection 的功能概述：

1：添加功能

// 添加一个元素
Boolean add(Object obj)

// 添加一个集合的元素
Boolean addAll(Collection c)

2: 删除功能

// 移除所有元素  
void clear()

// 移除一个元素
boolean remove(Object o)

// 移除一个集合的元素（有一个移除就返回 true）Boolean removeAll(Collection c)

3: 判断功能

// 判断集合中是否包含指定的元素
Boolean contains(Object o)

// 判断集合中是否包含指定的集合元素（包含所有）Boolean containsAll(Collection c)

// 判断集合是否为空
Boolean isEmpty()

4: 获取功能(重点)

 Iterator<E> iterator()    

5: 长度功能

int size()

面试题：数组有没有 length()方法呢? 字符串有没有 length()方法呢? 集合有没有 length()方法呢?

数组求长度用 length 属性

字符串求长度用 length()方法

集合求长度用 size()方法

6: 交集功能

// 两个集合 A B，A 对 B 交集，最终的结果保存在 A    中，B 不变。返回值表示的是 A 是否发生过改变
boolean retainAll(Collection c)

7：把集合转换为数组

Object[] toArray()

(二) 集合的遍历

(1) 集合转数组遍历

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

public class Demo {public static void main(String[] args) {Collection c = new ArrayList();
        c.add("I");
        c.add("love");
        c.add("you");
        c.add("!");

        Object[] objs = c.toArray();
        for (int x = 0; x < objs.length; x++) {//System.out.println(objs[x]);
            // 得到的元素是字符串，我在获取到元素的同时，如果还想知道元素的长度
            //System.out.println(objs[x] + "---" + objs[x].length());
            // 上述代码实现不了是因为，Object 中没有 length()方法
            // 我们想要使用字符串的方法，就必须把元素还原成字符串
            // 向下转型
            String s = (String) objs[x];
            System.out.println(s + "---" + s.length());
        }
    }
}

/*
 *    Collection 存储自定义对象并遍历案例
 */

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

public class StudentDemo {public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        Collection c = new ArrayList();

        // 创建学生对象
        Student s1 = new Student("admin", 10);
        Student s2 = new Student("张三", 20);
        Student s3 = new Student("李四", 30);
        Student s4 = new Student("王五", 40);

        // 把学生添加到集合
        c.add(s1);
        c.add(s2);
        c.add(s3);
        c.add(s4);

        // 把集合转化为数组
        Object[] objs = c.toArray();
        // 遍历数组
        for (int x = 0; x < objs.length; x++) {//System.out.println(objs[x]);
            // 得到的元素是字符串，我在获取到元素的同时，如果还想知道元素的长度
            //System.out.println(objs[x] + "---" + objs[x].length());
            // 上述代码实现不了是因为，Object 中没有 length()方法
            // 我们想要使用字符串的方法，就必须把元素还原成字符串
            // 向下转型
            Student s = (Student) objs[x];
            System.out.println(s.getName() + "-" + s.getAge());
        }

    }
}

(2) 集合迭代器遍历

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

/*
 *  Iterator iterator() 迭代器，集合的专用遍历方式
 *  Object next()：获取元素
 *  oolean hasNext(): 如果仍有元素可以迭代，则返回 true。*/
public class IteratorDemo {public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        Collection c = new ArrayList();
        c.add("I");
        c.add("love");
        c.add("you");
        c.add("!");

        // 实际返回的肯定是子类对象，这里是多态
        Iterator it = c.iterator();

        while (it.hasNext()) {String s = (String) it.next();
            System.out.println(s);
        }
    }
}

// 运行结果
I
love
you
!

集合的使用步骤：

1. 创建集合元素
2. 创建元素对象
3. 把元素添加到集合
4. 遍历集合

   (1) 通过集合对象获取迭代器对象 —— Iterator it = c.iterator();

   (2) 通过迭代器对象的 hasNext()方法判断是否有元素 ——while

   通过迭代器对象的 next()方法获取元素并且移动到下一个位置

迭代器为什么不定义成一个类，而是一个接口？

假设迭代器定义的是一个类，这样我们就可以创建该类的对象，调用该类的方法来实现集合的遍历。但是呢？我们想想，Java 中提供了很多的集合类，而这些集合类的数据结构是不同的，所以存储的方式和遍历的方式应该是不同的。进而它们的遍历方式也应该是不同的，最终就没有定义迭代器类。

而无论你是哪种集合，你都应该具备获取元素的操作，并且，最好再辅助于判断功能，这样在获取前，先判断，这样就更不容易出错。也就是说，判断功能和获取功能应该是一个集合遍历所具备的，而每种集合的方式又不太一样，所以我们把这两个功能给提取出来，并不提供具体实现，这种方式就是接口。

那么，真正的具体实现类在哪里呢？

在真正的具体的子类中，以内部类的方式体现。

结尾：

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