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集合框架（1）

news 来源：原创 2025/7/16 23:55:00

集合框架（1）

1、数组的特点与弊端

（1）特点：

- 数组初始化以后，长度就确定了。
- 数组中的添加的元素是依次紧密排列的，有序的，可以重复的。
- 数组声明的类型，就决定了进行元素初始化时的类型。不是此类型的变量，就不能添加。
- 可以存储基本数据类型值，也可以存储引用数据类型的变量
- Object []arr = new Object[10];

arr[0] = new String();

arr[1] = new Date();

（2）弊端

- 数组初始化以后，长度就不可变了，不便于扩展
- 数组中提供的属性和方法少，不便于进行添加、删除、插入、获取元素个数等操作，且效率不高。
- 数组存储数据的特点单一，只能存储有序的、可以重复的数据
Java 集合框架中的类可以用于存储多个对象，还可用于保存具有映射关系的关联数组。

2、集合框架体系介绍

Java 集合可分为 Collection 和 Map 两大体系：

Collection接口：用于存储一个一个的数据，也称单列数据集合。
- List子接口：用来存储有序的、可以重复的数据（主要用来替换数组，"动态"数组）

实现类：ArrayList(主要实现类)、LinkedList、Vector

-- Set子接口：用来存储无序的、不可重复的数据（类似于高中讲的"集合"）

实现类：HashSet(主要实现类)、LinkedHashSet、TreeSet

Map接口：用于存储具有映射关系“key-value对”的集合，即一对一对的数据，也称双列数据集合。(类似于高中的函数、映射。(x1,y1),(x2,y2) ---> y = f(x) )
- HashMap(主要实现类)、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties
JDK提供的集合API位于java.util包内

3、Collection接口

JDK不提供此接口的任何直接实现，而是提供更具体的子接口（如：Set和List）去实现
Collection 接口是 List和Set接口的父接口，该接口里定义的方法既可用于操作 Set 集合，也可用于操作 List 集合。方法如下：

（1）添加：add方法

@Test
public void test1(){Collection collection = new ArrayList();//add 向集合中添加元素,添加内容为Object o；collection.add("TIRENDNESS");collection.add(1314);//自动装箱，int-->Integercollection.add(new Object());collection.add(new Person("QUM",18));}

addAll方法

//addAll
collection.addAll(collection1);//将collection1中的元素全部加入方法调用者Collection中
//加入后，对比原本的size长度  collection.size() = collection.size()+collection1.size()

另外；

//collection.add(collection1);此时将集合collection1看作一个对象
//加入后collection的size为 collection.size()++；
collection.addAll(collection1);
System.out.println(collection.size());

（2）判断

<3> int size()：获取当前集合中实际存储的元素个数

<4>boolean isEmpty()：判断当前集合是否为空集合

<5>boolean contains(Object obj)：判断当前集合中是否存在一个与obj对象equals返回true的元素，此方法调用equals方法，若在String或者包装类Integer中已经重写，则检验字面量；若尚未重写，则比较地址值。


//contains
System.out.println(collection.contains(1314));//超出128，实际上比较两个new的对象，比较字面量。
//与==不同，与重写后的equals相同
System.out.println(collection.contains(new String("Qum")));//String类中重写过equals方法
System.out.println(collection.contains(new Person("Qum",18)));//false
//Person类中没有重写equals方法,因此调用equals方法时比较对象的地址，输出false

<6>boolean containsAll(Collection coll)：判断coll集合中的元素是否在当前集合中都存在。即coll集合是否是当前集合的“子集”

<7>boolean equals(Object obj)：判断当前集合与obj是否相等

（3）删除

<8> void clear()：清空集合元素

<9> boolean remove(Object obj) ：从当前集合中删除第一个找到的与obj对象equals返回true的元素。（需要注意对象所属的类中equals方法是否完成重写）

<10> boolean removeAll(Collection coll)：从当前集合中删除所有与coll集合中相同的元素。即this = this - this ∩ coll ，删除交集

<11> boolean retainAll(Collection coll)：从当前集合中删除两个集合中不同的元素，使得当前集合仅保留与coll集合中的元素相同的元素，即当前集合中仅保留两个集合的交集，即this = this ∩ coll；保留交集

@Test
public void test2(){Collection collection = new ArrayList();collection.add("TIRENDNESS");collection.add(1314);collection.add(new Object());collection.add(new Person("Qum",18));System.out.println(collection);Collection collection1 = new ArrayList();collection1.add(new String("winner") );collection1.add(521);collection1.add(1314);System.out.println(collection.size());//remove,移除指定元素collection.remove(1314);//collection.remove(new Object());//无法移除,调用equals方法时无法找到与新建对象相同的集合元素collection.remove(new Person("Qum",18));//在Person类中重写equals方法则可以移除System.out.println(collection);//removeAll,从当前集合中删除与输入集合中相同的元素collection.removeAll(collection1);//retainAll,保留交集//clearcollection1.clear();System.out.println(collection1);
}

（4）其它

<12> Object[] toArray()：返回包含当前集合中所有元素的数组

<13> hashCode()：获取集合对象的哈希值

<14> iterator()：返回迭代器对象，用于集合遍历

@Test
public void test3(){Collection collection = new ArrayList();collection.add("TIRENDNESS");collection.add(1314);collection.add(new Object());collection.add(new Person("Qum",18));System.out.println(collection);Collection collection1 = new ArrayList();collection1.add(new String("winner") );collection1.add(521);collection1.add(1314);Object []arr = collection1.toArray();System.out.println(Arrays.toString(arr));//打印数组值}

补充：关于数组与集合之间的转换

集合--->数组调用toArray方法；collection.toArray();.

数组--->集合调用Arrays.asList(Object o);方法

@Test
public void test4(){String [] arr = new String[]{"AA","BB"};Collection collection = Arrays.asList(arr);System.out.println(collection);
}

注意：包装类中的Integer值将基本数据类型int包装为对象，因此下面代码中两个数组size长度不同

@Test
public void test5(){//Arrays.asList（Object o);要求传入对象值，包装类可以做到，但基础数据类型不行。Integer []arr = new Integer[]{1,2,3};//包装类，Integer的值可以视作三个对象List list = Arrays.asList(arr);System.out.println(list.size());int []arr1 = new int[]{1,2,3};//基本数据类型，只能将数组视作对象放入asList方法中。List list1= Arrays.asList(arr1);System.out.println(list1.size());
}

4. Iterator(迭代器)接口

（1） Iterator接口

在程序开发中，经常需要遍历集合中的所有元素。针对这种需求，JDK专门提供了一个接口java.util.Iterator。Iterator接口也是Java集合中的一员，但它与Collection、Map接口有所不同。
- Collection接口与Map接口主要用于存储元素
- Iterator，被称为迭代器接口，本身并不提供存储对象的能力，主要用于遍历Collection中的元素
Collection接口继承了java.lang.Iterable接口，该接口有一个iterator()方法，那么所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象。
- public Iterator iterator(): 获取集合对应的迭代器，用来遍历集合中的元素的。
- 集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前。

while (collection.iterator().hasNext()){System.out.println(iterator.next());
}//错误写法，会循环输出第一个集合元素//匿名对象只能使用一次！

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。
注意：在调用it.next()方法之前必须要调用it.hasNext()进行检测。若不调用，且下一条记录无效，直接调用it.next()会抛出NoSuchElementException异常。

@Test
public void test1(){Collection collection = new ArrayList();collection.add("AA");collection.add("AA");Person p1 = new Person("Frank",24);collection.add(p1);collection.add(128);//自动装箱，int --->Intergercollection.add(new String("十二月一日，晴"));Iterator iterator = collection.iterator();//System.out.println(iterator.getClass());for (int i = 0; i <collection.size(); i++) {System.out.println(iterator.next());}//遍历输出//System.out.println(iterator.next());//如果超出集合中元素的个数，报NoSuchElementException异常//但操作中常常与hasNext搭配使用,hasNext方法检验迭代器中是否还存在没有输出的元素，并返回对应的布尔值，while (iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next());}}

（2）迭代器的执行原理

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。

首先，调用hasNext（）方法判断Iteractor实例是否还存在可以输出的集合元素，若返回true，则进入while循环，调用next（）方法。

一旦next（）方法执行，指针下移，将下移之后指向的集合元素返回。

使用Iterator迭代器删除元素：java.util.Iterator迭代器中有一个方法：void remove() ;

注意：

Iterator可以删除集合的元素，但是遍历过程中通过迭代器对象的remove方法，不是集合对象的remove方法。
如果还未调用next()或在上一次调用 next() 方法之后已经调用了 remove() 方法，再调用remove()都会报IllegalStateException。
Collection已经有remove(xx)方法了，为什么Iterator迭代器还要提供删除方法呢？因为迭代器的remove()可以按指定的条件进行删除。

（3）foreach循环

foreach循环（也称增强for循环）是 JDK5.0 中定义的一个高级for循环，专门用来遍历数组和集合的。
它用于遍历Collection和数组。通常只进行遍历元素，在遍历的过程中对集合元素不进行增删操作。
foreach循环的语法格式：

for(元素的数据类型局部变量 : Collection集合或数组){
//操作局部变量的输出操作
}
//这里局部变量就是一个临时变量，自己命名就可以

public class ForeachTest {@Testpublic void test1(){Collection collection = new ArrayList();collection.add("TIRENDNESS");collection.add(1314);collection.add(new Object());collection.add(new Person("Qum",18));System.out.println(collection);for (Object obj : collection){//对象类型 对象名 ： 需要遍历的集合/数组名System.out.println(obj);}Object[]arr = collection.toArray();for (Object obj : arr){System.out.println(obj);}}
}

关于元素的增删：for循环内部输出语句可以输出修改后的值，若在for循环外部重新遍历，输出未进行修改的值。

@Test
public void test2(){String [] arr = new String[]{"AA","BB"};for (String str : arr){str = "HIHI";System.out.println(str);}//HIHI HIHI  虽然str与数组元素的地址不同，但此循环中输出修改后的strSystem.out.println();for (String str : arr){str = "HIHI";}for (String str : arr){System.out.println(str);}//AA BB,类似于String不可变性的讲解，str与数组中的元素位于不同地址System.out.println();for (int i = 0;i<arr.length;i++){arr[i] = "HIHI";System.out.println(arr[i]);}//HIHI HIHI}