第一章、 Collection集合

1.1 集合概述

集合：集合是java中提供的一种容器，可以用来存储多个数据。

集合和数组既然都是容器，它们有啥区别呢？

数组的长度是固定的。集合的长度是可变的。数组中存储的是同一类型的元素，可以存储基本数据类型值。集合存储的都是对象。而且对象的类型可以不一致。在开发中一般当对象多的时候，使用集合进行存储。

1.2 集合框架

集合按照其存储结构可以分为两大类，分别是单列集合java.util.Collection和双列集合java.util.Map，

Collection：单列集合类的根接口，用于存储一系列符合某种规则的元素，它有两个重要的子接口，分别是java.util.List和java.util.Set。其中，List的特点是元素有序、元素可重复。Set的特点是元素无序，而且不可重复。List接口的主要实现类有java.util.ArrayList和java.util.LinkedList，Set接口的主要实现类有java.util.HashSet和java.util.TreeSet。

单列集合的体系结构： 集合本身是一个工具，它存放在java.util包中。在Collection接口定义着单列集合框架中最最共性的内容。

1.3 Collection 常用功能

Collection是所有单列集合的父接口，因此在Collection中定义了单列集合(List和Set)通用的一些方法，这些方法可用于操作所有的单列集合。方法如下：

public boolean add(E e)： 把给定的对象添加到当前集合中 。public void clear() :清空集合中所有的元素。public boolean remove(E e): 把给定的对象在当前集合中删除。public boolean contains(E e): 判断当前集合中是否包含给定的对象。public boolean isEmpty(): 判断当前集合是否为空。public int size(): 返回集合中元素的个数。public Object[] toArray(): 把集合中的元素，存储到数组中。

方法演示：

import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; public class Demo1Collection { public static void main(String[] args) { // 创建集合对象 // 使用多态形式 Collection<String> coll = new ArrayList<String>(); // 使用方法 // 添加功能 boolean add(String s) coll.add("小李广"); coll.add("扫地僧"); coll.add("石破天"); System.out.println(coll);//[小李广, 扫地僧, 石破天] // boolean contains(E e) 判断o是否在集合中存在 System.out.println("判断 扫地僧 是否在集合中"+coll.contains("扫地僧"));//判断 扫地僧 是否在集合中true //boolean remove(E e) 删除在集合中的o元素 System.out.println("删除石破天："+coll.remove("石破天"));//删除石破天：true System.out.println("操作之后集合中元素:"+coll);//操作之后集合中元素:[小李广, 扫地僧] // size() 集合中有几个元素 System.out.println("集合中有"+coll.size()+"个元素"); // Object[] toArray()转换成一个Object数组 Object[] objects = coll.toArray(); // 遍历数组 for (int i = 0; i < objects.length; i++) { System.out.println(objects[i]); } // void clear() 清空集合 coll.clear(); System.out.println("集合中内容为："+coll); // boolean isEmpty() 判断是否为空 System.out.println(coll.isEmpty()); } }

第二章、 Iterator迭代器

2.1 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，而Iterator主要用于迭代访问（即遍历）Collection中的元素，因此Iterator对象也被称为迭代器。

想要遍历Collection集合，那么就要获取该集合迭代器完成迭代操作，下面介绍一下获取迭代器的方法：

public Iterator iterator():获取集合对应的迭代器，用来遍历集合中的元素的。

下面介绍一下迭代的概念：

迭代：即Collection集合元素的通用获取方式。在取元素之前先要判断集合中有没有元素，如果有，就把这个元素取出来，继续在判断，如果还有就再取出出来。一直把集合中的所有元素全部取出。这种取出方式专业术语称为迭代。

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。

接下来我们通过案例学习如何使用Iterator迭代集合中元素：

迭代器(对集合进行遍历) 方法： 1. boolean hasNext():如果仍有元素可以迭代，则返回true。 判断集合中还有没有下一个元素，有就返回true，没有就返回false。 2. E next():返回迭代的下一个元素。 取出集合中的下一元素。 Iterator迭代器，是一个接口，我们无法直接使用，需要使用Iterator接口的实现类对象。 Collection接口中有一个方法，叫iterator(),这个方法返回的就是迭代器的实现类对象。

import java.util.*; /** * * 迭代器的使用步骤： * 1. 使用集合中的方法iterator()获取迭代器的实现类对象，使用iterator接口接收(多态) * 2. 使用Iterator接口中的方法hasNext判断还有没有下一个元素。 * 3. 使用Iterator接口中的方法next取出集合中的下一个元素。 */ public class Main { public static void main(String[] args) { //创建一个集合对象 Collection<String> coll = new ArrayList<>(); //往集合中添加元素 coll.add("姚明"); coll.add("科比"); coll.add("麦迪"); coll.add("詹姆士"); coll.add("艾弗森"); /** * 注意：Iterator<E>接口也是有泛型的，迭代器的泛型和集合一致，集合是什么泛型，迭代器就是什么泛型。 */ //多态 接口 实现类对象 Iterator<String> it = coll.iterator(); boolean b = it.hasNext(); System.out.println(b);//true /** * 发现使用迭代器取出集合中元素的代码，是一个重复的过程;所以我们可以使用循环优化 * 因为不知道集合中有多少元素，使用while循环 * 循环结束条件,hasNext方法返回false */ while (it.hasNext()){ String s = it.next(); System.out.println(s); } } } for (int i = 0; i < 5; i++) { String s = it.next();//当里面没有元素时，再取出元素就会抛出异常NoSuchElementException【没有元素异常】 System.out.println(s); }

tips:：在进行集合元素取出时，如果集合中已经没有元素了，还继续使用迭代器的next方法，将会发生java.util.NoSuchElementException没有集合元素的错误。

2.2 迭代器的实现原理

我们在之前案例已经完成了Iterator遍历集合的整个过程。当遍历集合时，首先通过调用t集合的iterator()方法获得迭代器对象，然后使用hashNext()方法判断集合中是否存在下一个元素，如果存在，则调用next()方法将元素取出，否则说明已到达了集合末尾，停止遍历元素。

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，为了让初学者能更好地理解迭代器的工作原理，接下来通过一个图例来演示Iterator对象迭代元素的过程：

在调用Iterator的next方法之前，迭代器的索引位于第一个元素之前，不指向任何元素，当第一次调用迭代器的next方法后，迭代器的索引会向后移动一位，指向第一个元素并将该元素返回，当再次调用next方法时，迭代器的索引会指向第二个元素并将该元素返回，依此类推，直到hasNext方法返回false，表示到达了集合的末尾，终止对元素的遍历。

2.3 增强for

增强for循环(也称for each循环)是JDK1.5以后出来的一个高级for循环，专门用来遍历数组和集合的。它的内部原理其实是个Iterator迭代器，所以在遍历的过程中，不能对集合中的元素进行增删操作。

格式：

for(元素的数据类型 变量 : Collection集合or数组){ //写操作代码 }

它用于遍历Collection和数组。通常只进行遍历元素，不要在遍历的过程中对集合元素进行增删操作。

练习1：遍历数组

public class NBForDemo1 { public static void main(String[] args) { int[] arr = {3,5,6,87}; //使用增强for遍历数组 for(int a : arr){//a代表数组中的每个元素 System.out.println(a); } } }

练习2:遍历集合

public class NBFor { public static void main(String[] args) { Collection<String> coll = new ArrayList<String>(); coll.add("小河神"); coll.add("老河神"); coll.add("神婆"); //使用增强for遍历 for(String s :coll){//接收变量s代表 代表被遍历到的集合元素 System.out.println(s); } } }

tips: 新for循环必须有被遍历的目标。目标只能是Collection或者是数组。新式for仅仅作为遍历操作出现。

第三章 泛型

3.1 泛型概述

在前面学习集合时，我们都知道集合中是可以存放任意对象的，只要把对象存储集合后，那么这时他们都会被提升成Object类型。当我们在取出每一个对象，并且进行相应的操作，这时必须采用类型转换。 大家观察下面代码：

import java.util.*; /** * 创建集合对象，不适用泛型 * 好处：集合不适用泛型，默认的类型就是Object类型，可以存储任意类型的数据。 * 弊端：不安全，会引发异常 */ public class Main { public static void main(String[] args) { ArrayList list = new ArrayList(); list.add("abc"); list.add(1); //使用迭代器遍历集合 //1.获取迭代器 Iterator it = list.iterator(); //2.使用hasNext和next遍历集合 while (it.hasNext()){ Object obj = it.next(); System.out.println(obj); //想要使用String类特有的方法，length获取字符串的长度；不能使用 多态Object obj = "abc" //需要向下转型 //会抛出ClassCastException类型转换异常，不能把Integer类型转换为String类型 String s = (String) obj; System.out.println(s.length()); } } }

程序在运行时发生了问题java.lang.ClassCastException。 为什么会发生类型转换异常呢？ 我们来分析下：由于集合中什么类型的元素都可以存储。导致取出时强转引发运行时 ClassCastException。 怎么来解决这个问题呢？ Collection虽然可以存储各种对象，但实际上通常Collection只存储同一类型对象。例如都是存储字符串对象。因此在JDK5之后，新增了泛型(Generic)语法，让你在设计API时可以指定类或方法支持泛型，这样我们使用API的时候也变得更为简洁，并得到了编译时期的语法检查。

泛型：可以在类或方法中预支地使用未知的类型。

tips:一般在创建对象时，将未知的类型确定具体的类型。当没有指定泛型时，默认类型为Object类型。

3.2 使用泛型的好处

上一节只是讲解了泛型的引入，那么泛型带来了哪些好处呢？

创建集合对象，使用泛型： 好处： 1. 避免了类型转换的麻烦，存储的是什么类型，取出的就是什么类型 2. 把运行期异常(代码运行之后会抛出的异常),提升到了编译期(写代码的时候会报错)。 弊端： 泛型是什么类型，只能存储什么类型的数据。

import java.util.*; public class Main { public static void main(String[] args) { ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); list.add("abc"); // list.add(1);//add(java.lang.String)in ArrayList cannot be applied to(int) //1. 使用迭代器遍历list集合 Iterator<String> it = list.iterator(); while (it.hasNext()){ String s = it.next(); System.out.println(s+"->"+s.length()); } } }

tips:泛型是数据类型的一部分，我们将类名与泛型合并一起看做数据类型。

3.3 泛型的定义与使用

我们在集合中会大量使用到泛型，这里来完整地学习泛型知识。

泛型，用来灵活地将数据类型应用到不同的类、方法、接口当中。将数据类型作为参数进行传递。

3.3.1定义和使用含有泛型的类

定义格式：

修饰符 class 类名<代表泛型的变量> { }

例如，API中的ArrayList集合：

class ArrayList<E>{ public boolean add(E e){ } public E get(int index){ } .... }

使用泛型： 即什么时候确定泛型。

在创建对象的时候确定泛型

例如，ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

此时，变量E的值就是String类型,那么我们的类型就可以理解为：

class ArrayList<String>{ public boolean add(String e){ } public String get(int index){ } ... }

再例如，ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

此时，变量E的值就是Integer类型,那么我们的类型就可以理解为：

class ArrayList<Integer> { public boolean add(Integer e) { } public Integer get(int index) { } ... }

举例自定义泛型类

/** * 定义一个含有泛型的类，模拟ArrayList集合 * 泛型是一个未知的数据类型，当我们不确定什么数据类型的时候，可以使用泛型。 * 泛型可以接收任意的数据类型，可以使用Integer,String,Student.... * 创建对象的时候确定泛型的数据类型 */ class GenericClass<E> { private E name; public E getName() { return name; } public void setName(E name) { this.name = name; } } public class GenericClassDemo{ public static void main(String[] args) { //不写泛型，默认Object类 GenericClass gc = new GenericClass(); gc.setName("字符串"); Object obj = gc.getName(); System.out.println(obj); //创建GenericClass对象，泛型使用Integer类型 GenericClass<Integer> gc2 = new GenericClass<>(); gc2.setName(1); System.out.println(gc2.getName()); //创建GenericClass对象，泛型使用String类型 GenericClass<String> gc3 = new GenericClass<>(); gc3.setName("小明"); System.out.println(gc3.getName()); } }

3.3.2.1、含有泛型的方法

定义格式：

修饰符 <代表泛型的变量> 返回值类型 方法名(参数){ }

使用格式：调用方法时，确定泛型的类型；传递什么类型的参数，泛型就是什么类型

//定义含有泛型的方法：泛型定义在方法的修饰符和返回值类型之间。 class GenericMethod{ //定义一个含有泛型的方法 public <M> void method(M m){ System.out.println(m); } } public class GenericMethodDemo{ public static void main(String[] args) { //测试含有泛型的方法 GenericMethod gm = new GenericMethod(); /** * 调用含有泛型的方法method * 传递什么类型，泛型就是什么类型 */ gm.method(10);//10 gm.method("小毛驴");//小毛驴 gm.method(6.6);//6.6 gm.method(true);//true } }

3.3.2.2、 定义和使用含有泛型的静态方法

package com.ischoolbar.programmer; class GenericMethod{ //定义一个含有泛型的静态方法 public static <S> void method(S s){ System.out.println(s); } } public class GenericMethodDemo{ public static void main(String[] args) { GenericMethod gm = new GenericMethod(); gm.method("静态方法，不建议创建对象使用");//静态方法，不建议创建对象使用 //静态方法， 通过类名.方法名(参数)可以直接使用 GenericMethod.method("静态方法");//静态方法 GenericMethod.method(1);//1 } }

3.3.3、含有泛型的接口

定义格式：

修饰符 interface接口名<代表泛型的变量> { }

例如，

public interface MyGenericInterface<E>{ public abstract void add(E e); public abstract E getE(); }

1、定义类时确定泛型的类型

//定义含有泛型的接口 interface GenericInterface<I>{ public abstract void method(I i); } /** * 含有泛型的接口,第一种使用方式:定义接口的实现类,实现接口,指定接口的泛型. * public interface Iterator<E>{ * E next(); * } * Scanner类实现了Iterator接口，并指定接口的泛型为String,所以重写next方法,泛型默认值就是String * public final class Scanner implements Iterator<String>{ * public String next() {} * } */ class GenericInterfaceImpl1 implements GenericInterface<String>{ @Override public void method(String s) { System.out.println(s); } } //测试含有泛型的接口 public class GenericInterfaceDemo1 { public static void main(String[] args) { //创建GenericInterfaceImpl1对象 GenericInterfaceImpl1 gi1 = new GenericInterfaceImpl1(); gi1.method("字符串"); } }

2、始终不确定泛型的类型，直到创建对象时，确定泛型的类型

//定义含有泛型的接口 interface GenericInterface<I>{ public abstract void method(I i); } /** * 含有泛型的接口第二种使用方式:接口使用什么泛型，实现类就是使用什么泛型，类和接口一致 * 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 interface List<E>{ * boolean add(E e); * E get(int index); * } * public class ArrayList<E> implements List<E>{ * public boolean add(E e){} * public E get(int index){} * } */ class GenericInterfaceImpl2<I> implements GenericInterface<I>{ @Override public void method(I i) { System.out.println(i); } } //测试含有泛型的接口 public class GenericInterfaceDemo1 { public static void main(String[] args) { //创建GenericInterfaceImpl2对象 GenericInterfaceImpl2<Integer> gi2 = new GenericInterfaceImpl2(); gi2.method(10); GenericInterfaceImpl2<Double> gi3 = new GenericInterfaceImpl2(); gi3.method(8.8); } }

3.4 泛型通配符

当使用泛型类或者接口时，传递的数据中，泛型类型不确定，可以通过通配符<?>表示。但是一旦使用泛型的通配符后，只能使用Object类中的共性方法，集合中元素自身方法无法使用。

通配符基本使用

泛型的通配符:不知道使用什么类型来接收的时候,此时可以使用?,?表示未知通配符。 此时只能接受数据,不能往该集合中存储数据。 举个例子大家理解使用即可：泛型不能使用通配符 " ？"，泛型定义的时候不能使用；但是做为参数传递的时候可以使用。

import java.util.ArrayList; import java.util.Iterator; public class GenericDemo1 { public static void main(String[] args) { ArrayList<Integer> list01 = new ArrayList<>(); list01.add(1); list01.add(2); ArrayList<String> list02 = new ArrayList<>(); list02.add("a"); list02.add("b"); printArray(list01); printArray(list02); } /** * 定义一个方法,能遍历所有类型的ArrayList集合 * 这个时候我们不知道ArrayList集合使用什么数据类型，可以用泛型的通配符？来接受数据类型 * 注意： * 泛型没有继承概念的。 */ public static void printArray(ArrayList<?> list){ //使用迭代器遍历集合 Iterator<?> it = list.iterator(); while (it.hasNext()){ //it.next()方法,取出的元素是Object,可以接收任意的数据类型 Object obj = it.next(); System.out.println(obj); } } }

tips:泛型不存在继承关系 Collection list = new ArrayList();这种是错误的。

通配符高级使用----受限泛型

之前设置泛型的时候，实际上是可以任意设置的，只要是类就可以设置。但是在JAVA的泛型中可以指定一个泛型的上限和下限。

泛型的上限：

格式： 类型名称 <? extends 类 > 对象名称意义： 只能接收该类型及其子类

泛型的下限：

格式： 类型名称 <? super 类 > 对象名称意义： 只能接收该类型及其父类型

比如：现已知Object类，String 类，Number类，Integer类，其中Number是Integer的父类

import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; /** * 泛型的上限限定: ? extends E 代表使用的泛型只能是E类型的子类/本身。 * 泛型的下限限定: ? super E 代表使用的泛型只能是E类型的父类/本身。 */ public class GenericDemo1 { public static void main(String[] args) { Collection<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>(); Collection<String> list2 = new ArrayList<String>(); Collection<Number> list3 = new ArrayList<Number>(); Collection<Object> list4 = new ArrayList<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); /** * 类与类之间的继承关系 * Integer extends Number extends Object * String extends Object */ } // 泛型的上限：此时的泛型?，必须是Number类型或者Number类型的子类 public static void getElement1(Collection<? extends Number> coll){} // 泛型的下限：此时的泛型?，必须是Number类型或者Number类型的父类 public static void getElement2(Collection<? super Number> coll){} }

第四章 集合综合案例

4.1 【赌神、赌侠、赌神相聚】斗地主案例介绍

按照斗地主的规则，完成洗牌发牌的动作。 具体规则：

使用54张牌打乱顺序,三个玩家参与游戏，三人交替摸牌，每人17张牌，最后三张留作底牌。

4.2 案例分析

准备牌：

牌可以设计为一个ArrayList,每个字符串为一张牌。 每张牌由花色数字两部分组成，我们可以使用花色集合与数字集合嵌套迭代完成每张牌的组装。 牌由Collections类的shuffle方法进行随机排序。

发牌

将每个人以及底牌设计为ArrayList,将最后3张牌直接存放于底牌，剩余牌通过对3取模依次发牌。

看牌

直接打印每个集合。

4.3 代码实现一

package com.ischoolbar.programmer; import java.util.ArrayList; import java.util.Collections; public class Main { public static void main(String[] args) { //1.准备牌 //定义一个存储54张牌的ArrayList集合，泛型使用String ArrayList<String> poker = new ArrayList<>(); //定义两个数组，一个数组存储牌的花色，一个数组存储牌的序号 String[] colors = {"♠","♥","♣","♦"}; String[] numbers = {"2","A","K","Q","J","10","9","8","7","6","5","4","3"}; //先把大王小王存储到poker集合中 poker.add("大王"); poker.add("小王"); //循环嵌套遍历两个数组，组装52张牌 for (String number:numbers) { for (String color : colors) { //System.out.println(color+number); //把组装好的牌存储到poker集合中 poker.add(color+number); } } //System.out.println(poker); /** * 2.洗牌 * 使用集合的工具类Collections中的方法 * static void shuffle(List<?> list) 使用默认随机源对指定列表进行置换 */ Collections.shuffle(poker); //System.out.println(poker); /** * 3.发牌 * 定义4个集合，存储玩家的牌和底牌 */ ArrayList<String> player01 = new ArrayList<>(); ArrayList<String> player02 = new ArrayList<>(); ArrayList<String> player03 = new ArrayList<>(); ArrayList<String> diPai = new ArrayList<>(); /** * 遍历poker集合，获取每一张牌 * 使用poker集合的索引%3给3个玩家轮流发牌 * 剩余3张牌给底牌 * 注意： 先判断底牌(i>=51),否则就发没了 */ for (int i = 0; i < poker.size(); i++) { //获取每一牌 String p = poker.get(i); //轮流发牌 if (i>=51){ //给底牌发牌 diPai.add(p); }else if (i%3 == 0){ //给玩家1发牌 player01.add(p); }else if (i%3 == 1){ //给玩家2发牌 player02.add(p); }else if (i%3 == 2){ //给玩家3发牌 player03.add(p); } } ///4.看牌 System.out.println("赌神："+player01); System.out.println("赌圣："+player02); System.out.println("赌侠："+player03); System.out.println("底牌："+diPai); } }