关于java:Java-集合一Collection集合接口Iterator-迭代器和泛型

一、前言

因为明年三四月份想换工作，也为了对 Java 语言有更深的了解，所以想从新学一遍 Java，把以前没有留神到的细节再坚固一下，因为当初工夫还是有的，所以我决定从新的过一遍 Java 的知识点（至多比粗犷的刷 Java 面试题好）。我这里筹备的学习材料次要有十大章，咱们来看一下每章的目录名称（用的 Java 版本是目前用的最多的版本 Java 8）：

Java 根底语法；
面向对象和封装；
罕用 API 第一局部；
继承与多态；
罕用 API 第二局部；
汇合；
异样与多线程；
File 类与 IO 流；
网络编程；
JDK 8 新个性。

然而我不打算从第一章开始看，我决定从第 6 章汇合开始，等 6 到 10 章学完，再学 1 到 5 章，咱们来看一下汇合这一章的目录：

Collection 汇合；
泛型；
综合案例 1；
List 汇合；
Set 汇合；
Collections 工具类；
Map 汇合；
综合案例 2；

汇合这一章的内容的确有点多，所以咱们分三局部来解说，让咱们开始。

二、Collection 汇合

2.1、汇合概述

汇合是 Java 中提供的一种容器，能够用来存储多个数据。汇合和数组都是容器，它们的区别如下：

数组的长度是固定的，汇合的长度是可变的。
数组中存储的是对立类型的元素，能够存储根本数据类型，也能够存储对象。汇合存储的都是对象，不能够存储根本数据类型，而且对象的类型能够不统一。

2.2、汇合框架

汇合的框架如下所示，须要留神的点有：

TreeSet 与 HashSet 是无序的，即存和取的元素的程序有可能不统一，然而 LinkedHashSet 是有序的。
顶层不是接口就是抽象类，无奈创建对象应用，须要底层的子类创建对象应用。

2.3、Collection 汇合罕用性能

Collection 是所有单列汇合的父接口，因而在 Collection 中定义了单列汇合（List 和 Set）通用的一些办法，这些办法可用于操作所有的单列汇合，办法如下：

public boolean add(E e)：把给定的对象增加到以后汇合中。
public void clear()：清空集合中的所有元素。
public boolean remove(E e)：把给定的对象在以后汇合中删除。
public boolean contains(E e)：判断以后汇合中是否蕴含给定的对象。
public boolean isEmpty()：判断以后汇合是否为空。
public int size()：返回汇合中元素个数。
public Object[] toArray()：把汇合转化成数组。

Collection 罕用性能代码演示如下所示，输入后果大家能够本人复制到 Intellij IDEA 中查看。

public class CollectionDemo01 {    public static void main(String[] args) {        // 创立汇合对象        Collection<String> coll = new ArrayList<>();        System.out.println(coll); // 重写了toSting() 办法        /**         * public boolean add(E e)：把给定的对象增加到以后汇合中。         * 返回值是一个 boolean 值，个别都返回 true，能够不必接管         */        boolean b1 = coll.add("张三");        System.out.println("b1:" + b1); // b1:true        System.out.println(coll); // [张三]        coll.add("李四");        coll.add("王五");        coll.add("赵六");        coll.add("田七");        System.out.println(coll); // [张三, 李四, 王五, 赵六, 田七]        System.out.println("---------------------分割线-----------------------");        System.out.println();        /**         * public boolean remove(E e)：把给定的对象在以后汇合中删除。         * 返回值是一个 boolean 值，汇合中存在元素，删除元素，返回 true，汇合中不存在的话，删除失败，返回 false         */        boolean b2 = coll.remove("赵六");        System.out.println("b2:" + b2); // b2:true        boolean b3 = coll.remove("赵四");        System.out.println("b3:" + b3); // b3:false        System.out.println(coll); // [张三, 李四, 王五, 田七]        System.out.println("---------------------分割线-----------------------");        System.out.println();        /**         * public boolean contains(E e)：判断以后汇合中是否蕴含给定的对象。         * 蕴含返回 true，不蕴含返回 false         */        boolean b4 = coll.contains("李四");        System.out.println("b4:" + b4); // b4:true        boolean b5 = coll.contains("赵四");        System.out.println("b5:" + b5); // b5:false        System.out.println("---------------------分割线-----------------------");        System.out.println();        /**         * public boolean isEmpty()：判断以后汇合是否为空。         */        boolean b6 = coll.isEmpty();        System.out.println("b6:" + b6); // b6:false        System.out.println("---------------------分割线-----------------------");        System.out.println();        /**         * public int size()：返回汇合中元素个数。         */        int size = coll.size();        System.out.println("size:" + size);        System.out.println("---------------------分割线-----------------------");        System.out.println();        /**         * public Object[] toArray()：把汇合转化成数组。         */        Object[] arr = coll.toArray();        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {            System.out.println(arr[i]);        }        System.out.println("---------------------分割线-----------------------");        System.out.println();        /**         * public void clear()：清空集合中的所有元素。         * 然而不删除汇合，汇合还存在         */        coll.clear();        System.out.println(coll); // []        System.out.println(coll.isEmpty()); // true    }}

三、Iterator 迭代器

3.1、Iterator 接口概述

在程序开发中，常常须要遍历汇合中的元素，针对这种需要，JDK 专门提供了一个接口 Iterator。Iterator 接口也是 Java 汇合中的一员，次要用于迭代拜访（即遍历）Collection 中的元素，因为 Iterator 对象也被称为迭代器，是一种通用的取出汇合中元素的形式。

3.2、Iterator 接口罕用办法

罕用办法有一下两个：

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

3.3、迭代器的应用步骤

因为 Iterator 迭代器是一个接口，咱们无奈间接应用，须要应用 Iterator 接口的实现类对象，通过 Collection 接口中的 iterator() 办法返回迭代器的实现类对象。应用步骤如下：

应用汇合中的 iterator() 办法取得迭代器的实现类对象，应用 Iterator 接口接管；
应用 Iterator 中的办法 hasNext() 判断还有没有下一个元素；
应用 Iterator 中的办法 next() 取出汇合中的元素。

留神：Iterator 接口也是有泛型的，迭代器的泛型跟着汇合走，汇合是什么泛型，迭代器就是什么泛型。

3.4、加强 for 循环

加强 for 循环（也称 forEach 循环）是 JDK 1.5当前进去的一个高级 for 循环，专门用来遍历数组和汇合，它的外部原理其实是个 Iterator 迭代器，所以在遍历的过程中，不能对汇合中的元素进行增删操作。

格局：for(汇合/数组的数据类型变量名 : 汇合名/数组名)
for(int i : arr)

Iterator 和加强 for 循环遍历汇合代码演示如下所示，输入后果大家能够本人复制到 Intellij IDEA 中查看。

public class IteratorDemo02 {    public static void main(String[] args) {        // 创立汇合对象        Collection<String> coll = new ArrayList<>();        coll.add("乔丹");        coll.add("詹姆斯");        coll.add("奥尼尔");        coll.add("艾佛森");        coll.add("科比");        /**         * 1、应用汇合中的 iterator() 办法取得迭代器的实现类对象，应用 Iterator 接口接管；         *      留神：Iterator<E> 接口也是有泛型的，迭代器的泛型跟着汇合走，汇合是什么泛型，迭代器就是什么泛型         * 2、应用 Iterator 中的办法 hasNext() 判断还有没有下一个元素         * 3、应用 Iterator 中的办法 next() 取出汇合中的元素。         */        Iterator<String> it = coll.iterator();        while (it.hasNext()) {            System.out.println(it.next());        }        System.out.println("---------------------分割线-----------------------");        System.out.println();        // 利用 for 循环改写 while 循环        for ( Iterator<String> it1 = coll.iterator();it1.hasNext();) {            System.out.println(it1.next());        }        System.out.println("---------------------分割线-----------------------");        System.out.println();        // 能够用加强 for 循环遍历(不能用一般 for 循环遍历)        for (String s : coll) {            System.out.println(s);        }    }}

3.5、迭代器的工作原理

Iterator<String> it = coll.iterator()：获取迭代器的实现类对象，并把援用（能够了解成指针）指向汇合中的 -1 索引;
it.hasNext():判断汇合中还有没有下一个元素；
it.next()：取出下一个元素，并把指针（这里用指针来阐明好了解一点）向后挪动一位。

四、泛型

4.1、泛型概述

泛型是一种未知的数据类型，当咱们不晓得用什么数据类型的时候，能够应用泛型，泛型也能够看成是一个变量，用来接收数据类型。ArrayList 汇合在定义的时候（源码中就是利用泛型的），不晓得汇合中都会存储什么类型的数据，所以应用泛型。

4.2、应用泛型的长处与弊病

汇合不应用泛型，默认的类型就是 Object 类型，能够存储任意类型的数据，然而同时也使得汇合变得不平安，容易引发异样，所有应用泛型的长处有：

防止了类型转化的麻烦；
把运行期异样（代码运行之后会抛出的异样），晋升到了编译期（写代码的时候就会报错）。

应用泛型创立汇合和不应用泛型创立汇合代码演示如下所示，输入后果大家能够本人复制到 Intellij IDEA 中查看。

public class GenericDemo01 {    public static void main(String[] args) {        // 不应用泛型        //show01();        // 应用泛型        show02();    }    /**     * 创立汇合对象，不应用泛型     * 益处：     *      汇合不应用泛型，默认的类型就是 Object 类型，能够存储任意类型的数据     * 弊病：     *      不平安，容易引发异样     */    private static void show01() {        ArrayList list = new ArrayList();        list.add("abc");        list.add(1);        // 应用迭代器遍历        Iterator it = list.iterator();        while (it.hasNext()) {            Object obj = it.next();            System.out.println(obj);            String s = (String) obj;            // 运行后，会有异样            System.out.println(s.length()); // java.lang.ClassCastException: Integer cannot be cast to String        }    }    /**     * 创立汇合对象，应用泛型     * 益处：     *      1、防止了类型转化的麻烦     *      2、把运行期异样（代码运行之后会抛出的异样），晋升到了编译期（写代码的时候就会报错）     * 弊病：     *      泛型是什么类型，只能存储什么类型的数据     */    private static void show02() {        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();        list.add("abc");        // 应用迭代器遍历        Iterator<String> it = list.iterator();        while (it.hasNext()) {            String s = it.next();            System.out.println(s);            System.out.println(s.length());        }    }}

4.3、定义含有泛型的类

含有泛型的类定义如下代码所示：

public class GenericDemo02<E> {    private E name;    public E getName() {        return name;    }    public void setName(E name) {        this.name = name;    }    public static void main(String[] args) {        GenericDemo02<String> g1 = new GenericDemo02();        g1.setName("testGeneric");        System.out.println(g1.getName());        GenericDemo02<Integer> g2 = new GenericDemo02();        g2.setName(123);        System.out.println(g2.getName());    }}

4.4、定义含有泛型的办法

定义含有泛型的办法，泛型须要定义在办法的修饰符和返回值类型之间，定义格局如下所示：

修饰符 <泛型> 返回值类型办法名(参数列表(应用泛型))

public <E> void method01(E e) {    System.out.println(e);}// 静态方法public static <E> void method2(E e) {    System.out.println(e);}

4.5、定义并应用含有泛型的接口

含有泛型的接口如下所示：

public interface GenericInterface04<I> {    public abstract void method(I i);}

含有泛型的接口的应用形式有两种：

在定义接口的实现类的时候指定接口的泛型。

public class GenericInterface04Impl1 implements GenericInterface04<String> {    @Override    public void method(String s) {        System.out.println(s);    }}

接口应用什么泛型，实现类就应用什么泛型，类跟着接口走。就相当于定义了一个含有泛型的类，创建对象的时候确定泛型的类型；
```
public class GenericInterface04Impl2 implements GenericInterface04 { @Override public void method(I i) { System.out.println(i); }}
```

4.6、泛型通配符

当应用泛型类或者接口时，传递的数据中，泛型类型不确定，能够通过通配符 <?> 示意，然而应用通配符只能作为办法的参数传递，不能定义对象。泛型通配符的应用如下所示：

public class GenericDemo05 {    public static void main(String[] args) {        ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<>();        list1.add(1);        list1.add(2);        ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();        list2.add("a");        list2.add("b");        printArray(list1);        printArray(list2);    }    public static void printArray(ArrayList<?> list) {        Iterator<?> iterator = list.iterator();        while (iterator.hasNext()) {            System.out.println(iterator.next());        }    }}

4.7、受限泛型

泛型的下限限定：
格局：类型名称 <? extends E> 对象名称
意义：只能承受 E 类型及其子类。

泛型的上限限定：
格局：类型名称 <? super E> 对象名称
意义：只能承受 E 类型及其父类。

受限泛型代码演示如下所示，大家能够本人复制到 Intellij IDEA 中查看。

public class GenericDemo06 {    public static void main(String[] args) {        Collection<Integer> list1 = new ArrayList<>();        Collection<String> list2 = new ArrayList<>();        Collection<Number> list3 = new ArrayList<>();        Collection<Object> list4 = new ArrayList<>();        /**         * Integer extends Number extends Object         * String extends 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);    }    // 泛型的下限：此时的泛型？，必须是 Number 类型或者是 Number 类型的子类    public static void getElement1(Collection<? extends Number> coll) {    }    // 泛型的上限：此时的泛型？，必须是 Number 类型或者是 Number 类型的父类    public static void getElement2(Collection<? super Number> coll) {    }}

五、汇合综合案例——斗地主

综合案例步骤：

筹备牌：

54 张牌存储到一个汇合中；
非凡牌：大王，小王；
其余 52 张牌：
定义一个数组，存储 4 种花色 $\color{red}{♥ ♦}$ $\color{black}{♠ ♣}$；
定义一个数组，存储 13 个序号[2、A、K...3]；
循环嵌套遍历下面两个数组，组装 52 张牌[$\color{red}{♥2}$，$\color{red}{♦A}$，$\color{black}{♥K}$，$\color{black}{♣Q}$，...]；

洗牌

利用汇合工具类 Collections.shuffle() 来随机打乱汇合中元素的地位；

发牌

发牌要求如下：
一人 17 张牌，残余 3 张作为底牌，一人一张轮流发牌(汇合的索引 % 3)；
定义四个汇合，存储 3 个玩家的牌和底牌；

看牌

间接打印汇合，遍历存储玩家和底牌的汇合；

具体实现代码如下所示：

public class DouDiZhu {    public static void main(String[] args) {        // 1、筹备牌        // 定义一个存储 54 张牌的汇合；        ArrayList<String> poker = new ArrayList<>();        // 定义两个汇合，一个存储牌的花色，一个存储牌的序号        String[] colors = {"♠", "♥", "♣", "♦"};        String[] numbers = {"2", "A", "k", "q", "J", "10", "9", "8", "7", "6", "5", "4", "3"};        // 先把大王和小王存储到poker汇合中        poker.add("大王");        poker.add("小王");        // 循环嵌套两个数组，组装52张牌        for (String number : numbers) {            for (String color : colors) {                // 把组装好的牌存到poker汇合中                poker.add(color + number);            }        }        // 2、洗牌        // 利用汇合工具类 Collections.shuffle() 来随机打乱汇合中元素的地位；        Collections.shuffle(poker);        // 3、发牌        // 定义四个汇合，存储 3 个玩家的牌和底牌；        ArrayList<String> player01 = new ArrayList<>();        ArrayList<String> player02 = new ArrayList<>();        ArrayList<String> player03 = new ArrayList<>();        ArrayList<String> dipai = new ArrayList<>();        // 4、遍历poker汇合，获取每一种牌        // 应用poker汇合的索引 % 3 给三个玩家轮流发牌，最初残余三张牌给底牌        for (int i = 0; i < poker.size(); i++) {            String p = poker.get(i);            if (i >= 51) {                dipai.add(p);            } else if (i % 3 == 0) {                player01.add(p);            } else if (i % 3 == 1) {                player02.add(p);            } else {                player03.add(p);            }        }                // 不便起见间接打印        System.out.println("玩家1的牌：" + player01);        System.out.println("玩家2的牌：" + player02);        System.out.println("玩家3的牌：" + player03);        System.out.println("底牌：" + dipai);    }}

打印后果如下所示：

六、小结

汇合第一局部中咱们讲了 Collection汇合接口、Iterator 迭代器、泛型和斗地主综合案例，下一节咱们讲数据结构、List 汇合和 Set 汇合。

七、源码

文章中用到的所有源码已上传至 github，有须要的能够去下载。