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  • Java集合框架的知识总结（1）

    说明：先从整体介绍了Java集合框架包含的接口和类，然后总结了集合框架中的一些基本知识和关键点，并结合实例进行简单分析。

    1、综述

            所有集合类都位于java.util包下。集合中只能保存对象（保存对象的引用变量）。（数组既可以保存基本类型的数据也可以保存对象）。

           当我们把一个对象放入集合中后，系统会把所有集合元素都当成Object类的实例进行处理。从JDK1.5以后，这种状态得到了改进：可以使用泛型来限制集合里元素的类型，并让集合记住所有集合元素的类型（参见具体泛型的内容）。

        Java的集合类主要由两个接口派生而出：Collection和Map，Collection和Map是Java集合框架的根接口，这两个接口又包含了一些接口或实现类。

    image

    Set和List接口是Collection接口派生的两个子接口，Queue是Java提供的队列实现，类似于List。

    image

    Map实现类用于保存具有映射关系的数据（key-value）。

    Set、List和Map可以看做集合的三大类。

         List集合是有序集合，集合中的元素可以重复，访问集合中的元素可以根据元素的索引来访问。

         Set集合是无序集合，集合中的元素不可以重复，访问集合中的元素只能根据元素本身来访问（也是不能集合里元素不允许重复的原因）。

         Map集合中保存Key-value对形式的元素，访问时只能根据每项元素的key来访问其value。

    对于Set、List和Map三种集合，最常用的实现类分别是HashSet、ArrayList和HashMap三个实现类。（并发控制的集合类，以后有空研究下）。

    2、Collection接口

         Collection接口是List、Set和Queue接口的父接口，同时可以操作这三个接口。

    Collection接口定义操作集合元素的具体方法大家可以参考API文档，这里通过一个例子来说明Collection的添加元素、删除元素、返回集合中元素的个数以及清空集合元素的方法。

    01 public class TestCollection
    02 {
    03     public static void main(String[] args)
    04     {
    05         Collection c = new ArrayList();
    06         //添加元素
    07         c.add("孙悟空");
    08         //虽然集合里不能放基本类型的值，但Java支持自动装箱
    09         c.add(6);
    10  
    11         System.out.println("c集合的元素个数为:" + c.size());
    12         
    13 　　　　 //删除指定元素
    14         c.remove(6);
    15         
    16 　　　　 System.out.println("c集合的元素个数为:" + c.size());
    17         //判断是否包含指定字符串
    18         System.out.println("c集合的是否包含孙悟空字符串:" + c.contains("孙悟空"));
    19  
    20         c.add("轻量级J2EE企业应用实战");
    21  
    22         System.out.println("c集合的元素：" + c);       
    23  
    24 　　　　　Collection books = new HashSet();
    25  
    26         books.add("轻量级J2EE企业应用实战");
    27         books.add("Struts2权威指南");
    28  
    29         System.out.println("c集合是否完全包含books集合？" + c.containsAll(books));
    30  
    31         //用c集合减去books集合里的元素
    32         c.removeAll(books);
    33  
    34         System.out.println("c集合的元素：" + c);
    35  
    36         //删除c集合里所有元素
    37         c.clear();
    38  
    39         System.out.println("c集合的元素：" + c);
    40  
    41         //books集合里只剩下c集合里也同时包含的元素
    42         books.retainAll(c);
    43  
    44         System.out.println("books集合的元素:" + books);
    45     }
    46 }

    程序输出结果：

    c集合的元素个数为:2 
    c集合的元素个数为:1 
    c集合的是否包含孙悟空字符串:true 
    c集合的元素：[孙悟空, 轻量级J2EE企业应用实战] 
    c集合是否完全包含books集合？false 
    c集合的元素：[孙悟空] 
    c集合的元素：[] 
    books集合的元素:[]

    3、两种遍历集合的方法Iterator接口和foreach循环

        1、Iterator接口

     Iterator也是Java集合框架的成员，主要用于遍历（即迭代访问）Collection集合中的元素，也称为迭代器。

    提供的三种方法：

    boolean hasNext():返回集合里的下一个元素。

    Object next():返回集合里下一个元素。

    void remove();删除集合里上一次next方法返回的元素。

    01 public class TestIterator
    02 {
    03     public static void main(String[] args)
    04     {
    05         //创建一个集合
    06         Collection books = new HashSet();
    07  
    08         books.add("轻量级J2EE企业应用实战");
    09         books.add("Struts2权威指南");
    10         books.add("基于J2EE的Ajax宝典");
    11  
    12         //获取books集合对应的迭代器
    13         Iterator it = books.iterator();
    14  
    15         while(it.hasNext())
    16         {
    17 　　　　　　　//未使用泛型，需要强制转换
    18             String book = (String)it.next();
    19  
    20             System.out.println(book);
    21  
    22             if (book.equals("Struts2权威指南"))
    23             {
    24                 it.remove();
    25  
    26         　　　　//使用Iterator迭代过程中，不可修改集合元素,下面代码引发异常
    27         　　　　//books.remove(book);
    28  
    29             }
    30  
    31             //对book变量赋值，不会改变集合元素本身
    32              book = "测试字符串";
    33  
    34         }
    35         System.out.println(books);
    36     }
    37 }

    程序运行结果：

    Struts2权威指南 
    基于J2EE的Ajax宝典 
    轻量级J2EE企业应用实战 
    [基于J2EE的Ajax宝典, 轻量级J2EE企业应用实战]

    说明：

    （1）通过语句“book = "测试字符串"; ”对迭代变量book进行赋值时，当我们再次输出books集合时，集合里的元素没有任何变化。即当使用Iterator对集合元素进行迭代时，Iterator并不是把集合元素本身传给迭代变量，而是把集合元素的值传给了迭代变量。

    （2）当使用Iterator来访问Collection集合元素时，只有通过Iterator的remove方法删除（it.remove();）上一次next方法返回的集合元素才可以给集合中添加元素（book = "测试字符串"; ）。否则引发java.util.ConcurrentModificationExcption异常。

        2、使用foreach循环遍历集合元素。

    格式：for(元素类型 t  元素变量 x ： 遍历对象A) {

                         // 程序块

    }

    说明：

    （1）foreach简化了对数组和集合的遍历，如果不希望遍历整个集合，或者在循环内部需要操作下标值就需要使用传统的for循环。

    （2）简化了编程，提高了代码的可读性和安全性（不用怕数组越界）。

    （3）foreach一般结合泛型使用

    实例应用：

    01 public class TestArray {
    02     public static void main(String args[]) {
    03         TestArray test = new TestArray();
    04         test.test1();
    05         test.listToArray();
    06         test.testArray3();
    07  
    08     }
    09  
    10     /**
    11      * foreach语句输出一维数组
    12      */
    13     public void test1() {
    14         // 定义并初始化一个数组
    15         int arr[] = { 2, 3, 1 };
    16         System.out.println("----1----排序前的一维数组");
    17  
    18         for (int x : arr) {
    19             System.out.println(x); // 逐个输出数组元素的值
    20         }
    21  
    22         // 对数组排序
    23         Arrays.sort(arr);
    24  
    25         // 利用java新特性for each循环输出数组
    26         System.out.println("----1----排序后的一维数组");
    27  
    28         for (int x : arr) {
    29             System.out.println(x); // 逐个输出数组元素的值
    30         }
    31     }
    32  
    33     /**
    34      * 集合转换为一维数组
    35      */
    36     public void listToArray() {
    37         // 创建List并添加元素
    38         List<String> list = new ArrayList<String>();
    39         list.add("1");
    40         list.add("3");
    41         list.add("4");
    42  
    43         // 利用froeach语句输出集合元素
    44         System.out.println("----2----froeach语句输出集合元素");
    45  
    46         for (String x : list) {
    47             System.out.println(x);
    48         }
    49  
    50         // 将ArrayList转换为数组
    51         Object s[] = list.toArray();
    52  
    53         // 利用froeach语句输出集合元素
    54         System.out.println("----2----froeach语句输出集合转换而来的数组元素");
    55  
    56         for (Object x : s) {
    57             System.out.println(x.toString()); // 逐个输出数组元素的值
    58         }
    59     }
    60  
    61     /**
    62      * foreach输出二维数组测试
    63      */
    64     public void testArray2() {
    65         int arr2[][] = { { 4, 3 }, { 1, 2 } };
    66  
    67         System.out.println("----3----foreach输出二维数组测试");
    68  
    69         for (int x[] : arr2) {
    70             for (int e : x) {
    71                 System.out.println(e); // 逐个输出数组元素的值
    72             }
    73         }
    74     }
    75  
    76     /**
    77      * foreach输出三维数组
    78      */
    79     public void testArray3() {
    80         int arr[][][] = { { { 1, 2 }, { 3, 4 } }, { { 5, 6 }, { 7, 8 } } };
    81  
    82         System.out.println("----4----foreach输出三维数组测试");
    83  
    84         for (int[][] a2 : arr) {
    85             for (int[] a1 : a2) {
    86                 for (int x : a1) {
    87                     System.out.println(x);
    88                 }
    89             }
    90         }
    91     }
    92 }

    程序运行结果：

    ----1----排序前的一维数组 
    2 
    3 
    1 
    ----1----排序后的一维数组 
    1 
    2 
    3 
    ----2----froeach语句输出集合元素 
    1 
    3 
    4 
    ----2----froeach语句输出集合转换而来的数组元素 
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    3 
    4 
    ----4----foreach输出三维数组测试 
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