第三階段 JAVA常見物件的學習

集合框架概述和集合的遍歷

(一) 集合框架的概述

(1) 集合的由來

如果一個程式只包含固定數量的且其生命週期都是已知的物件，那麼這是一個非常簡單的程式。

通常，程式總是根據執行時才知道的某些條件去建立新物件。在此之前，不會知道你所需要物件的數量，甚至不知道確切的型別。為了解決這個普遍的程式設計問題，需要在任意時刻和任意位置建立任意數量的物件。所以，就不能依靠建立命名的引用來持有每一個物件，因為你不知道實際上會需要多少這樣的引用

​ ——Thinking in Java

我們來簡單的解釋一下：

首先要知道我們所學習的Java語言是一個完全面向物件

的語言，而這種語言對事物的描述是通過物件體現的，為了方便對多個物件進行操作，我們就必須把這多個物件進行儲存。

一個基本型別的變數顯然是無法滿足儲存多個物件的，所以應該是一個容器型別的變數，通過前面的知識，我們知道陣列和StringBuffe、StringBuilder均屬於容器型別。但是呢? StringBuffer的結果是一個字串，不一定滿足我們的要求，所以我們只能選擇陣列，這就是物件陣列。

可是問題又來了，物件陣列又不能適應變化的需求，因為陣列的長度是固定的，這個時候，為了適應變化的需求，Java就提供了集合類供我們使用。

(2) 陣列和集合的區別?

A:長度區別

陣列的長度固定

集合長度可變

B:內容不同

陣列儲存的是同一種類型的元素

而集合可以儲存不同型別的元素

C:元素的資料型別問題

陣列可以儲存基本資料型別，也可以儲存引用資料型別

集合只能儲存引用型別（裝物件）

雖然陣列看起來有一絲不太靈活，但陣列也確實是儲存一組物件的有效方法，如果想要儲存一組基本資料型別，我們也推薦使用這種方法，只是由於其長度固定，導致它在很多時候也受到一些限制。

補充：

在Java中，陣列是一種效率最高的儲存和隨機訪問物件的引用序列的方式。陣列就是一個簡單的線性序列，這使得元素訪問非常快速。但是為這種速度所付出的代價是陣列物件的大小被固定，並且在其生命週期中不可改變。你可能會建議使用ArrayList，它可以通過建立一個新例項，然後把舊例項中所有的引用到移到新例項中，從而實現更多空間的自動分配。儘管通常應該首選ArrayList而不是陣列、但是這種彈性需要開銷，因此，ArrayList的效率比陣列低很多。

——Thinking in Java 第16章

(3) 集合框架關係，以及Collection 類簡介

Java提供了很多種集合類，他們的資料結構是不同的，但是，它們肯定有一些共性的地方 （儲存，獲取，判斷）一直向上追溯，我們可以的得到這樣繼承體系

Collection : 是集合的頂層介面，它的子體系有重複的，有唯一的，有有序的，有無序的。

Collection c = new Collection(); //這是錯誤的 介面不能例項化

Collection的功能概述：

1：新增功能

//新增一個元素
Boolean add(Object obj)

//新增一個集合的元素
Boolean addAll(Collection c)

2:刪除功能

//移除所有元素  
void clear()

//移除一個元素
boolean remove(Object o)

//移除一個集合的元素（有一個移除就返回true）
Boolean removeAll(Collection c)

3:判斷功能

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

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

//判斷集合是否為空
Boolean isEmpty()

4:獲取功能(重點)

 Iterator<E> iterator()	

5:長度功能

int size()

面試題：陣列有沒有length()方法呢?字串有沒有length()方法呢?集合有沒有length()方法呢?

陣列求長度用length屬性

字串求長度用length()方法

集合求長度用size()方法

6:交集功能

//兩個集合A B ，A對B交集，最終的結果儲存在A	中，B不變。返回值表示的是A是否發生過改變
boolean retainAll(Collection c)

7：把集合轉換為陣列

Object[] toArray()

(二) 集合的遍歷

(1) 集合轉陣列遍歷

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]);
            //得到的元素是字串，我在獲取到元素的同時，如果還想知道元素的長度
            //System.out.println(objs[x] + "---" + objs[x].length());
            //上述程式碼實現不了是因為，Object中沒有length()方法
            //我們想要使用字串的方法，就必須把元素還原成字串
            //向下轉型
            String s = (String) objs[x];
            System.out.println(s + "---" + s.length());
        }
    }
}

/*
 *	Collection儲存自定義物件並遍歷案例
 */

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

public class StudentDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //建立集合物件
        Collection c = new ArrayList();

        //建立學生物件
        Student s1 = new Student("admin", 10);
        Student s2 = new Student("張三", 20);
        Student s3 = new Student("李四", 30);
        Student s4 = new Student("王五", 40);

        //把學生新增到集合
        c.add(s1);
        c.add(s2);
        c.add(s3);
        c.add(s4);

        //把集合轉化為陣列
        Object[] objs = c.toArray();
        //遍歷陣列
        for (int x = 0; x < objs.length; x++) {
            //System.out.println(objs[x]);
            //得到的元素是字串，我在獲取到元素的同時，如果還想知道元素的長度
            //System.out.println(objs[x] + "---" + objs[x].length());
            //上述程式碼實現不了是因為，Object中沒有length()方法
            //我們想要使用字串的方法，就必須把元素還原成字串
            //向下轉型
            Student s = (Student) objs[x];
            System.out.println(s.getName() + "-" + s.getAge());
        }

    }
}

(2) 集合迭代器遍歷

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

/*
 *  Iterator iterator() 迭代器，集合的專用遍歷方式
 *  Object next()：獲取元素
 *  oolean hasNext():如果仍有元素可以迭代，則返回 true。
 */
public class IteratorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //建立集合物件
        Collection c = new ArrayList();
        c.add("I");
        c.add("love");
        c.add("you");
        c.add("!");

        //實際返回的肯定是子類物件，這裡是多型
        Iterator it = c.iterator();

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

//執行結果
I
love
you
!

集合的使用步驟：

1. 建立集合元素

2. 建立元素物件

3. 把元素新增到集合

4. 遍歷集合

(1) 通過集合物件獲取迭代器物件 —— Iterator it = c.iterator();

(2) 通過迭代器物件的hasNext()方法判斷是否有元素 ——while

通過迭代器物件的next()方法獲取元素並且移動到下一個位置

迭代器為什麼不定義成一個類，而是一個介面？

假設迭代器定義的是一個類，這樣我們就可以建立該類的物件，呼叫該類的方法來實現集合的遍歷。但是呢？我們想想，Java中提供了很多的集合類，而這些集合類的資料結構是不同的，所以儲存的方式和遍歷的方式應該是不同的。進而它們的遍歷方式也應該是不同的，最終就沒有定義迭代器類。

而無論你是哪種集合，你都應該具備獲取元素的操作，並且，最好再輔助於判斷功能，這樣在獲取前，先判斷，這樣就更不容易出錯。也就是說，判斷功能和獲取功能應該是一個集合遍歷所具備的，而每種集合的方式又不太一樣，所以我們把這兩個功能給提取出來，並不提供具體實現，這種方式就是介面。

那麼，真正的具體實現類在哪裡呢？

在真正的具體的子類中，以內部類的方式體現。

結尾：

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