集合（上）

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了集合（上）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

传统的容器(数组)在进行增、删等破坏性操作时，需要移动元素，可能导致性能问题；同时添加、删除等算法和具体业务耦合在一起，增加了程序开发的复杂度。Java集合框架提供了一套性能优良、使用方便的接口和类，它们位于java.util包中。

1 Collection 接口

Collection是java集合框架(collection-frame)中的顶层接口。Collection接口是一个容器，容器中只能存储引用数据类型，建议存同一类型的引用类型，方便后续遍历等操作。容器中的元素可以是有序的、可重复的，称为List接口；也可能是无序的、唯一的，称为Set接口。

1.1 集合常用方法

 1 public static void main(String[] args) {
 2         
 3         /**
 4          * 增:add/addAll
 5          * 删:clear/remove/removeAll/retainAll
 6          * 改:
 7          * 查:contains/containsAll/isEmpty/size
 8          */
 9         
10         Collection c1 = new ArrayList();
11         
12         // 追加
13         c1.add("apple"); // Object object = new String("apple");
14         // c1.add(1);         // Object object = new Integer(1); 
15         c1.add("banana");
16         System.out.println(c1);
17         
18         // 追加一个集合 
19         Collection c2 = new ArrayList();
20         c2.add("java");
21         c2.add("c++");
22         c1.addAll(c2);
23         System.out.println(c1);
24         
25         System.out.println(c1.contains("apple"));
26         c2.add("js");
27         System.out.println(c1.containsAll(c2));
28         // c1.clear();
29         System.out.println(c1.isEmpty());
30         // 返回集合元素的个数
31         System.out.println(c1.size());
32         
33         System.out.println(c1.equals(c2));        
34 }

1.3 集合的遍历

Iterable 是一个可遍历的接口，集合接口继承于它，集合支持快速遍历。

for (Object item : c1) {
    System.out.println(item.toString());
}

快速遍历的本质：

Collection 继承 Iterable 接口，表示集合支持快速遍历。Iterable 接口定义了一个方法iterator()用于获取集合的迭代器，是一个 Iterator 接口类型，iterator()内部返回一个实现类实现类 Iterator 接口。这个实现类一定具有 hasNext 和 next 方法用于判断是否有下一个元素和获取下一个元素。快速遍历就是基于迭代器工作的。

 1 public static void main(String[] args) {
 2         
 3         Collection c1 = new ArrayList();
 4         c1.add("apple");
 5         c1.add("banana");
 6         c1.add("coco");
 7         
 8         // 快速遍历
 9         // for-each
10         // Object 表示元素类型 
11         // item表示迭代变量
12         // c1表示集合
13         for (Object item : c1) {
14             System.out.println(item.toString());
15         }
16         
17         // 方法1
18         Iterator it = c1.iterator();
19         while(it.hasNext()) {
20             Object item = it.next();
21             System.out.println(item.toString());
22         }
23         
24         // 方法2（推荐）
25         for(Iterator it2=c1.iterator();it2.hasNext();) {
26             Object item = it2.next();
27             System.out.println(item.toString());
28         }    
29 }

查看源码可以看到 next 方法的实现

 1 @SuppressWarnings("unchecked")
 2         public E next() {
 3             checkForComodification();
 4             int i = cursor;
 5             if (i >= size)
 6                 throw new NoSuchElementException();
 7             Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
 8             if (i >= elementData.length)
 9                 throw new ConcurrentModificationException();
10             cursor = i + 1;
11             return (E) elementData[lastRet = i];
12         }

iterator 方法会返回一个私有类 Itr 的实例，该类中定义了一个 cursor 变量，初始值为 0，表示当前”光标“指向的元素索引；定义了一个 lastRet 变量初始值为 -1，表示上一个遍历过的元素的索引。每次使用 next 后，将 cursor 赋给 i ，光标 cursor 后移一位，同时返回当前 i 指向的元素，并将 i 赋给 lastRet。

iterator 是线程不安全的，不支持在遍历的同时修改集合元素。每次使用 next 的时候，会首先使用 checkForComodification 方法，查看源码可知，该方法会判断两个变量 modcount、expectedModCount 是否相等，如果不相等就抛出“同时修改异常”。modcount 是 ArrayList 的父类 AbstractList 中定义的一个变量，Arraylist 的 add 方法每次执行时，会先调用 ensureCapacityInternal 方法判断容量并自动扩容，该方法又调用了 ensureExplicitCapacity 方法，该方法每次调用时 modcount 会自加一次。而expectedMoCount 是在创建 Itr 实例时生成的，将ArrayList 的 modcount 赋给它，所以当在遍历过程中修改集合元素，next 方法调用时就会抛出“同时修改异常”。

 1 private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
 2         ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
 3     }
 4 
 5     private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
 6         modCount++;
 7 
 8         // overflow-conscious code
 9         if (minCapacity - elementData.length > 0)
10             grow(minCapacity);
11     }

 

2 List 接口

List 继承 Collection。List 接口中的元素时有序的、可重复的。List接口中的元素通过索引(index)来确定元素的顺序。可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制。用户可以根据元素的整数索引（在列表中的位置）访问元素，并搜索列表中的元素。

2.1 List 常用方法

 1 public static void main(String[] args) {
 2         
 3         /**
 4          * 增:add/addAll/add(index,el)/addAll(index,collection)
 5          * 删:clear/remove/removeAll/remove(index)
 6          * 改:set(index,el)
 7          * 查:get(index)/indexOf/lastIndexOf()
 8          * 其他:contains/containsAll/isEmpty/size
 9          */
10         List list1 = new ArrayList();
11         // 添加元素
12         list1.add("apple");
13         list1.add("banana");
14         // 在指定位置添加元素
15         list1.add(0, "coco");
16         
17         System.out.println(list1);
18         
19         List list2 = new ArrayList();
20         list2.add("java");
21         list2.add("c++");
22         
23         list1.addAll(1, list2);
24         System.out.println(list1);
25         
26         // 删除
27         list1.remove(0);
28         System.out.println(list1);
29         
30         // 修改
31         list1.set(0, "javax");
32         System.out.println(list1);
33         
34         // 查
35         System.out.println(list1.get(0));
36         list1.add("apple");
37         list1.add("apple");
38         System.out.println(list1);
39         System.out.println(list1.indexOf("apple"));
40         System.out.println(list1.lastIndexOf("apple"));
41 }

2.2 List 接口的遍历

ListIterator 继承于Iterator，在Iterator的基础上提供了以正向遍历集合，也可以以逆序遍历集合。hasNext/next 以正向遍历；hasPrevious/previous 以逆序遍历。

 1 public static void main(String[] args) {
 2     
 3         List list1 = new ArrayList();
 4         list1.add("apple");
 5         list1.add("banana");
 6         list1.add("coco");
 7         
 8         // 【1】快速遍历
 9         System.out.println("--for each--");
10         for (Object item : list1) {
11             System.out.println(item.toString());
12         }
13         
14         // 【2】普通for
15         System.out.println("--for--");
16         for(int i=0;i<list1.size();i++) {
17             System.out.println(list1.get(i));
18         }
19         
20         // 【3】集合迭代器
21         System.out.println("--iterator--");
22         Iterator it = list1.iterator();
23         while(it.hasNext()) {
24             System.out.println(it.next());
25         }
26         
27         System.out.println("--list iterator--");
28         // 正向遍历
29         ListIterator it2 = list1.listIterator();
30         while(it2.hasNext()) {
31             System.out.println(it2.next());
32         }
33         
34         // 逆序遍历
35         while(it2.hasPrevious()) {
36             System.out.println(it2.previous());
37         }
38         
39         System.out.println("--list iterator with index--");
40         ListIterator it3 = list1.listIterator(1);
41         while(it3.hasNext()) {
42             System.out.println(it3.next());
43         }
44 }

3 ArrayList/Vector

ArrayList 是List接口的实现类，底层数据结构是数组，实现大小可变的数组。ArrayList 线程不安全，从 jdk1.2 开始使用。ArrayList 底层数据结构是数组，默认数组大小是10,如果添加的元素个数超过默认容量，ArrayList会自动拓容，拓容原则:newCapacity = oldCapacity + oldCapacity / 2；如果未来确定序列的元素不在增加，通过调用trimToSize()调制容量至合适的空间。ArrayList作为List接口的实现类，常用方法和遍历方法参考List接口。

Vector 是List接口的实现类，底层数据结构也是数组，也是大小可变的数组。Vector是线程安全的，从 jdk1.0 开始使用。Vector底层数据结构是数组，默认数组大小是10,如果添加的元素个数超过默认容量，Vector会自动拓容，拓容原则:newCapacity = oldCapacity +capacityIncrement(增长因子);如果未来确定序列的元素不在增加，通过调用trimToSize()调制容量至合适的空间。

注意:Vector 在实现List接口的同时，同添加了自身特有的方法xxxElement,未来使用时为了程序的可拓展性，一定要按照接口来操作Vector。

4 LinkedList

LinkedList是List接口的实现类，底层数据结构是链表。LinekList常用方法和遍历方法参照List接口。LinkedList 线程不安全。

除了实现List接口， 还实现了栈接口（后进先出 LIFO），通过 push 和 pop 方法实现栈的操作。

 1 public static void main(String[] args) {
 2         LinkedList list = new LinkedList();
 3         list.push("apple");
 4         list.push("banana");
 5         list.push("coco");
 6         
 7         
 8         System.out.println(list.pop()); //coco
 9         System.out.println(list.pop()); //banana
10         System.out.println(list.pop());
11         
12         // java.util.NoSuchElementException
13         System.out.println(list.pop());
14 }

也实现了队列接口（先进先出 FIFO），提供两套方法实现。

add/remove/element() 可能会出现NoSuchElementException异常
 1 public static void main(String[] args) {
 2         
 3         LinkedList queue = new LinkedList();
 4         // 入队
 5         /**
 6          * 队列头                          队列尾
 7          *<-----          <-----
 8          * [apple, banana, coco]
 9          */
10         queue.add("apple");
11         queue.add("banana");
12         queue.add("coco");
13         System.out.println(queue);
14         
15         // 出队
16         System.out.println(queue.remove()); //返回队列头元素，并从队列中移除
17         System.out.println(queue.remove());
18         System.out.println(queue.remove());        
19         System.out.println(queue);
20         
21         // java.util.NoSuchElementException
22         System.out.println(queue.remove());
23         
24         
25         // 获取表头元素
26         System.out.println(queue.element());
27 }
offer/poll/peek 可能会返回特殊值(null)
 1 public static void main(String[] args) {
 2         
 3         LinkedList queue = new LinkedList();
 4         // 入队
 5         /**
 6          * 队列头                          队列尾
 7          *<-----          <-----
 8          * [apple, banana, coco]
 9          */
10         queue.offer("apple");
11         queue.offer("banana");
12         queue.offer("coco");
13         
14         // 出队列
15         //System.out.println(queue.poll());
16         //System.out.println(queue.poll());
17         //System.out.println(queue.poll());
18         System.out.println(queue);
19 
20         //System.out.println(queue.poll());//输出 null
21         
22         // 获取表头元素
23         System.out.println(queue.peek());
24     
25 }

同时也继承了双向队列接口，两头可进可出，一样提供两套方法，一个会抛异常，一个会返回 null。

技术图片

用法如上面代码类似。

5 ListIterator

正如上文讲遍历时所说的，Iterator 不支持遍历的过程中修改集合元素，而 ListIterator 正好弥补了这个缺陷，ArrayList 对象可以使用 listIterator 方法获得一个 ListIterator 的实例。ListIterator允许程序员按任一方向遍历列表、迭代期间修改列表，并获得迭代器在列表中的当前位置。

 1 public static void main(String[] args) {
 2         ArrayList list = new ArrayList();
 3         list.add("apple");
 4         list.add("banana");
 5         list.add("coco");
 6         
 7         ListIterator it = list.listIterator();
 8         while(it.hasNext()) {
 9             String item = (String) it.next();
10             if(item.equals("banana")) {
11                 it.add("test");  
12                         //在当前光标（cursor）位置插入一个元素，这个 add 方法是属于ListIterator 的
13                         // next 方法调用后，光标 cursor 会后移
14             }
15         }
16         
17         System.out.println(list); //[apple, banana, test, coco]
18 }

6 泛型（generic）

6.1 概念

泛型允许开发者在强类型程序设计语言（java）编写代码时定义一些可变部分，这些部分在使用前必须作出指明。泛型就是将类型参数化。

  • ArrayList<E> list表示声明了一个列表list，列表的元素是E类型
  • ArrayList<String> list = new ArrayList<String>()；声明了一个列表list，列表的元素只能是String类型。

6.2 泛型的擦除

泛型在编译器起作用，运行时jvm察觉不到泛型的存在。泛型在运行时已经被擦除了。

1 public static void main(String[] args) {
2         ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
3         list.add("apple");
4         System.out.println(list instanceof ArrayList); //true
5         System.out.println(list instanceof ArrayList<String>);
6                //Cannot perform instanceof check against parameterized type ArrayList<String>.
7                // Use the form ArrayList<?> instead since further generic type information will 
8                //be erased at runtime
9 }

6.3 泛型的应用

泛型类

当一个类中属性的数据类型不确定时，具体是什么类型由使用者来确定时，使用泛型。泛型类的形式：

1 public class 类名<T> {
2     
3 }

定义一个泛型类：

 1 class FanClass<T> {
 2     private T t;
 3 
 4     public T getT() {
 5         return t;
 6     }
 7 
 8     public void setT(T t) {
 9         this.t = t;
10     }
11 
12     public FanClass(T t) {
13         super();
14         this.t = t;
15     }
16 
17     public FanClass() {
18         super();
19     }
20 }
21 public class Test01 {
22     public static void main(String[] args) {
23         FanClass<String> fan = new FanClass<String>();
24         fan.setT("apple");
25         
26         FanClass<Integer> fan2 = new FanClass<Integer>();
27         fan2.setT(1);
28     }
29 }

泛型方法

当一个方法的参数类型不确定时，具体是什么类型由使用者来确定，可以考虑使用泛型方法，泛型方法在调用时确定(指明)类型。形式：

1 public <T> void xxx(T a) {
2     System.out.println(a);
3 }

举例：

 1 class Student {
 2     public <T> void showInfo(T a) {
 3         System.out.println(a);
 4     }
 5 }
 6 public class test {
 7         public static void main(String[] args) {
 8         Student stu = new Student();
 9         stu.showInfo(1);
10         stu.showInfo("apple");
11         stu.showInfo(1.0f);  //传入的参数是什么类型，T 就是什么类型
12     }
13 }

以上是关于集合（上）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

金蝶handler中 collection 代码片段理解

Alfred常见使用

比较 C# 中的字符串片段并从集合中删除项目

带有红宝石集合/可枚举的酷技巧和富有表现力的片段[关闭]

[ jquery 文档处理 insertBefore(content) before(content|fn) ] 此方法用于把所有匹配的元素插入到另一个指定的元素元素集合的前面,实现外部插入(代码片段

前端开发常用js代码片段