本文概述
本篇文章將分三塊內(nèi)容對(duì)Java中的集合框架進(jìn)行介紹：
一. 集合框架相關(guān)概念
二. 集合體系通用方法
三. 集合遍歷—Iteractor
一. 集合框架相關(guān)概念
集合：用于存儲(chǔ)多個(gè)對(duì)象的容器
1. 為什么使用集合
??在Java的世界中流行這么一句話：“一切皆對(duì)象”，任何事物都是以對(duì)象的形式體現(xiàn)。那有沒(méi)有一種容器能夠滿足我們存儲(chǔ)多個(gè)對(duì)象的需求呢？大家能想到的大概就是數(shù)組了，既然我們有了數(shù)組，那為什么還要使用集合呢？
??首先，雖然數(shù)組能夠存儲(chǔ)對(duì)象，但是一旦對(duì)數(shù)組進(jìn)行初始化，其長(zhǎng)度就無(wú)法改變。其次數(shù)組只能存儲(chǔ)同一類(lèi)型的對(duì)象，這兩點(diǎn)注定了數(shù)組難以滿足Java作為面向?qū)ο笳Z(yǔ)言適應(yīng)存儲(chǔ)對(duì)象不斷變化的需求，這時(shí)集合就發(fā)揮了他的優(yōu)勢(shì)。
2.集合的特點(diǎn)
??集合是一種只用于存儲(chǔ)對(duì)象，但可以存儲(chǔ)不同類(lèi)型的對(duì)象，且長(zhǎng)度可變的容器
3.數(shù)組和集合區(qū)別
??從對(duì)數(shù)組和集合的分析中可以總結(jié)出兩者的區(qū)別：
- 長(zhǎng)度區(qū)別：
??- 數(shù)組長(zhǎng)度不變
??- 集合長(zhǎng)度可變 - 內(nèi)容不同
??-數(shù)組只能存儲(chǔ)同一種類(lèi)型的元素
??-集合可以存儲(chǔ)不同類(lèi)型的元素 - 元素的數(shù)據(jù)類(lèi)型
??-數(shù)組可以存儲(chǔ)基本數(shù)據(jù)類(lèi)型和引用數(shù)據(jù)類(lèi)型
??-集合只能存儲(chǔ)引用數(shù)據(jù)類(lèi)型
4. 集合框架體系的形成
??滿足上述需求之后，如果又有需求提出：在這個(gè)容器中我不要重復(fù)的元素，或者這么多元素我要有一定的排列順序等等。
??針對(duì)不同的需求，Java提供了多種不同的集合類(lèi)，多種集合類(lèi)之間又有不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式），但同時(shí)他們又有共同的特性，比如存儲(chǔ)和獲取的功能，我們把這些集合的共性不斷向上提取，最終形成了我們的繼承體系結(jié)構(gòu)：
二. 集合體系通用方法
在學(xué)習(xí)理論中，一個(gè)人學(xué)習(xí)一樣技能一般方式：
?分析：具體到抽象
?實(shí)現(xiàn)：抽象到具體
?使用：使用具體的
??所以對(duì)于集合體系的學(xué)習(xí)也可以從較為抽象的Collection接口開(kāi)始學(xué)習(xí)，因?yàn)閷W(xué)習(xí)了Collection就相當(dāng)于學(xué)習(xí)了所有集合的共性。既然集合是一個(gè)容器，作為容器的共同方法應(yīng)該不外乎添加，刪除，查看，判斷和修改等功能。所以在Collection接口中應(yīng)該會(huì)提供這些抽象方法，這時(shí)就需要打開(kāi)萬(wàn)能的API文檔進(jìn)行學(xué)習(xí)。
??根據(jù)文檔的查閱，我們可以將Collection中的方法分成以下幾類(lèi)（具體例子中以實(shí)現(xiàn)類(lèi)ArrayList為例子）：
1. 添加元素：
方法：
boolean add(E e);//添加一個(gè)對(duì)象，添加成功返回True
boolean addAll(Collection<? extends E> c);//添加一個(gè)集合中的所有元素
示例1：
public static void main(String args[]) {
Collection c1 = new ArrayList();
System.out.println("c1:" + c1);
c1.add("Java");
c1.add("Python");
System.out.println("c1:" + c1);
}
輸出結(jié)果1：
c1:[]
c1:[Java, Python]
示例2：
public static void main(String args[]) {
Collection c1 = new ArrayList();
Collection c2 = new ArrayList();
c1.add("Java");
c1.add("Python");
c2.add("Java");
c2.add("wjy2");
System.out.println("c1:" + c1);
c1.addAll(c2);
System.out.println("c1:" + c1);
輸出結(jié)果
c1:[Java, Python]
c1:[Java, Python, Java, wjy2]
2. 刪除元素：
方法：
boolean clear();//清除所有元素
boolean remove(Object o);//移除某個(gè)元素
boolean removeAll(Collection<? extends E> c);//移除一個(gè)集合中所包含的元素
示例1：
public static void main(String args[]) {
Collection c1 = new ArrayList();
c1.add("Java");
c1.add("Python");
System.out.println("c1:" + c1);
c1.remove("Python");
System.out.println("c1:" + c1);
}
輸出結(jié)果1：
c1:[Java, Python]
c1:[Java]
示例2：
public static void main(String args[]) {
Collection c1 = new ArrayList();
Collection c2 = new ArrayList();
c1.add("Java");
c1.add("Python");
c2.add("Java");
c2.add("wjy2");
c1.removeAll(c2);
System.out.println("c1:" + c1);
輸出結(jié)果
c1:[Python]
3. 查找元素：
Iterator<E> iterator();//集合的遍歷
Object toArray();//將集合轉(zhuǎn)換成為數(shù)組，從而通過(guò)遍歷數(shù)組的方式遍歷集合
4. 判斷內(nèi)容：
方法：
boolean contains(object o);//集合中是否包括該元素
boolean contains(Collection<? extends E> c);//集合中是否包括該集合
boolean isEmpty();//判斷集合是否為空
int size();//集合中元素的數(shù)量
示例：
public static void main(String args[]) {
Collection c1 = new ArrayList();
Collection c2 = new ArrayList();
c1.add("Java");
c1.add("Python");
c2.add("Java");
c2.add("wjy2");
System.out.println(c1.contains("xxx"));
System.out.println(c1.containsAll(c2));
System.out.println(c1.size());
System.out.println(c1.isEmpty());
}
輸出結(jié)果：
false
false
2
false
思考：String類(lèi)和Array類(lèi)中判斷長(zhǎng)度是使用size()方法，還是length()方法，還是length屬性呢？
5. 修改元素
方法：
boolean retainAll(Collection<? extends E> c);//取兩個(gè)集合的交集，直接會(huì)對(duì)元素本身產(chǎn)生作用
示例：
public static void main(String args[]) {
Collection c1 = new ArrayList();
Collection c2 = new ArrayList();
c1.add("Java");
c1.add("Python");
c2.add("Java");
c2.add("wjy2");
c1.retainAll(c2);
System.out.println("c1:" + c1);
}
輸出結(jié)果：
c1:[Java]
注意：該方法會(huì)在原有集合上做出改變，只要原來(lái)的集合有改動(dòng)就會(huì)返回True
三. 集合遍歷—Iteractor
1. 集合遍歷的方法
??還記得集合體系圖中最上層的接口Iterable嗎？
??我們可以通過(guò)Iterator來(lái)進(jìn)行集合的遍歷，使用while和for語(yǔ)句的代碼如下：
while語(yǔ)句方法：
public static void main(String args[]) {
Collection c1 = new ArrayList();
c1.add(new Student("張三",18));
c1.add(new Student("李四",28));
c1.add(new Student("王五",38));
c1.add(new Student("趙六",48));
Iterator iter = c1.iterator();
while(iter.hasNext()) {
Student s = (Student) iter.next();
System.out.println(s.getName() + "---------" + s.getAge());
}
}
for語(yǔ)句方法：
for(Iterator iter = c1.iterator();iter.hasNext();) {
Student s = (Student) iter.next();
System.out.println(s.getName() + "---------" + s.getAge());
}
輸出結(jié)果：
張三---------18
李四---------28
王五---------38
趙六---------48
??從兩種方法中不難發(fā)現(xiàn)，使用while方法代碼非常清晰，具有良好的可讀性。使用for方法可讀性不如前者，但是能夠在一次循環(huán)中很快的將Iterator對(duì)象變成內(nèi)存垃圾，及時(shí)回收，效率更高。
??具體使用哪種方法完全看個(gè)人喜好,所以不必糾結(jié)。
我們來(lái)總結(jié)一下集合的使用步驟：
??1. 創(chuàng)建集合對(duì)象
??2. 創(chuàng)建元素對(duì)象
??3. 把元素添加到集合當(dāng)中
??4. 通過(guò)Iterator遍歷集合
????- 通過(guò)集合對(duì)象獲取迭代器
????- 通過(guò)迭代器中hasNext()方法判斷是否又元素
????- 通過(guò)迭代器對(duì)象next()獲取元素并移動(dòng)到下一個(gè)位置
2. 從原理層面理解Iterator集合遍歷
??學(xué)會(huì)了遍歷的基本格式是不夠的，還需要從源碼角度理解Iterator的使用機(jī)制，才能夠更好掌握集合的遍歷。
??Interator在源碼中的框架大致是這樣的：
public interface Iterator{
public abstract boolean hasNext();
public abstract Object next();
}
public interface Iterable{
Iterator iterator();
}
public interface Collection extends Iterable{
}
public interface List extends Collection{
}
public class ArrayList implements List{
}
??迭代器之所以定義成接口而不是一個(gè)類(lèi)，是因?yàn)镴ava中提供了很多集合類(lèi)，而這些集合類(lèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是不同的，存儲(chǔ)方式和遍歷方式也是不同的，所以最終迭代器被設(shè)計(jì)為了接口。最終的實(shí)現(xiàn)方法不在Collection中，不再List中，而是在具體的實(shí)現(xiàn)子類(lèi)ArrayList中才得以實(shí)現(xiàn)。
??而無(wú)論是集合本身還是集合遍歷，都體現(xiàn)出Java作為面向?qū)ο笳Z(yǔ)言所具備的繼承，多態(tài)的特性，體現(xiàn)這Java設(shè)計(jì)語(yǔ)言本身的智慧與魅力。
??本文對(duì)集合框架做了簡(jiǎn)單的概述，之后的文章會(huì)對(duì)集合具體的實(shí)現(xiàn)類(lèi)做更深入的介紹，歡迎繼續(xù)觀看后續(xù)內(nèi)容，一起體會(huì)Java語(yǔ)言的智慧與魅力。
