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CUMT--Java复习--泛型与集合

news 2025/7/20 6:19:16

一、泛型

1、概述

2、通配符

3、有界类型

二、集合

1、概述

2、迭代器接口

三、集合类

1、Collection接口

2、List接口

3、Set接口

4、Queue接口

5、Map接口

四、集合转换

五、集合工具类

一、泛型

1、概述

从JDK5.0开始，Java引入泛型类型，将数据类型实现参数化，提高代码了重用性，使得程序更加灵活、安全和简洁。

泛型可以被使用于类、接口、方法的定义中，实现泛型类、泛型接口、泛型方法。

泛型类的一般定义方法，以及实现实例化对象，可以参考C++的泛型使用方法。

下面给出一个实例：

//创建泛型类
public class Generic <T>{private T data;public Generic(T data){this.data=data;}public void show(){System.out.println("数据类型为："+data.getClass().getName());System.out.println("数据为："+this.data);}
}

//主函数
public class Demo {public static void main(String[]args){Generic<String> s=new Generic<String>("张三");   //创建实例，实例化类型为StringGeneric<Integer> i=new Generic<Integer>(123);    //创建实例，实例化类型为Integers.show();i.show();}
}

输出：
        数据类型为：java.lang.String

        数据为：张三

        数据类型为：java.lang.Integer

        数据为：123

2、通配符

当使用一个泛型类时，应该为泛型类传入一个实参，否则会提出泛型警告，但如果在定义一个方法时，无法确定泛型实例化变量类型，那么需要使用通配符“？”来表示一个未知类型，从而解决不能动态选择实例的缺点。

紧接着上一个实例，添加这样一个方法：

public static void showtype(Generic <?> g)
{g.show();
}

主函数使用showtype（i）和showtpe（s）同样可以达到i.show()，s.show()的作用，这也是多态的另一种体现。

3、有界类型

有界类型分为两种：extends，super，一般用来在泛型的尖括号<>中指代声明类型的上界和下界。

在泛型类中使用：

public class Generic <T extends Math> //指定T类型的上界为Math

public class Generic <T super String> //指定T类型的下界为String

在泛型方法中使用：

public class Generic <？ extends Math>{ //指定T类型的上界为Math

//方法体...

}

public class Generic <？ super String> { //指定T类型的下界为String

//方法体...

}

二、集合

1、概述

Java中的集合类类似于C++中的STL，用于实现一些常见的数据结构。Java的集合类主要由两个接口派生出来：Collection和Map

Collection集合体系下有三个接口，Set（无序，不可重复的集合）、List（有序、可以重复的集合）、Queue集合（队列集合）

Map集合用于保存具有映射关系的数据，由Key-Value键值对组成，key用于标识集合中的每项数据，所以不可重复。

2、迭代器接口

迭代器可以采用统一方式，对Collection集合中的元素进行遍历操作，由于Iterable接口是Collection接口的父接口，所以迭代器的集合类可迭代的，都支持foreach循环遍历。

Iterator接口中的方法：

boolean hasNext（）	判断是否有下一个可访问的元素
E next（）	返回可访问的下一个元素

迭代器接口实现：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
public class test {public static void main(String[] args){ArrayList<String>list=new ArrayList<>();list.add("apple");list.add("banana");list.add("pear");Iterator<String> iterator=list.iterator();    //通过泛型对象调用iterator()方法while(iterator.hasNext())                     //for each遍历{System.out.println(iterator.next());}}
}

三、集合类

1、Collection接口

Collection接口作为Set、Queue、List接口的父接口，本身没有提供获取某个元素的方法，但可以通过iterator（）方法来遍历集合中所有元素。

对于产生的异常：不建议将同一个集合Collection中存储不同类型的对象，不要将不兼容的对象添加进集合中，另外在执行add、remove这类指令时也容易引发异常。

一般来说在集合类的使用中不推荐使用Collection类。

2、List接口

List是Collection接口的子接口，用于存放有序、可重复的集合。

List接口的常用方法：

在List接口中有两个实现类，ArrrayList（数组列表）和Vector（向量），完全继承List的所有方法。

ArrayList和Vector的区别在于ArrayList是非线程安全的，而Vector是线程安全的，所以推荐使用ArrayList集合。

ArrayList进行for-each遍历：

import java.util.ArrayList;
public class ArrayListDemo {public static void main(String[] args){ArrayList<String> list= new ArrayList<String>();list.add("北京");list.add("南京");list.add("上海");for(String e:list)                  //for each遍历{System.out.println(e);}list.remove("北京");                //删除元素北京       System.out.println("第一个元素为："+list.get(0));    //获取第一个元素}
}

输出：

北京

南京

上海

第一个元素为：南京

另外Vector提供了一个Stack子类，用于模拟“栈”，有三个方法：peek（查看栈顶元素），pop（出栈），push（入栈）。

Stack<String> s=new Stack<String>();
for(int i=0;i<=5;i++)s.push(String.valueOf(i));
System.out.println("Stack入栈元素:");
for(int i=0;i<s.size();i++)System.out.println(s.get(i));
System.out.println("Stack出栈元素:");
for(int i=0;i<=5;i++)System.out.println(s.pop());

输出：

Stack入栈元素:

1

2

3

4

5

Stack出栈元素:

5

4

3

2

1

3、Set接口

Set接口是一个不包含重复元素的集合，一般用于执行数学上的集合运算，如交集、并集，HashSet、TreeSet和EnumSet是Set接口的常见实现类。

HashSet：使用Hash算法存储集合中的元素，具有良好的存取查找功能。

TreeSet：采用Tree算法可以保证元素处于排序状态，TreeSet支持两种排序方式：自然排序和定制排序，默认情况采用自然排序。

EnumSet：为枚举类设计的集合类，其所有元素必须为指定的枚举类型，EnumSet中元素是有序的，按照枚举值顺序进行排序。

在TreeSet类进行排序时，会调用类内方法compareTo方法，所以我们可以通过重写默认排序时调用的compareTo方法，来实现排序的过程。

4、Queue接口

Queue为队列结构，采用先进先出方式排序每个元素，在继承于Collection接口的基础上，也提供了相应的队列的插入、获取、查找操作。

Queue接口有若干实现类：LinkedList（链表）、PriorityQueue（优先队列）、Deque（双向队列）。

（1）Queue

Queue接口的方法：

注意：Queue不能作为实例对象，不要创建Queue对象，只能创建Queue的子类对象。

Queue <String>q=new PriorityQueue<>();   //可以
Queue <String>q=new Queue<>();           //不可以

（2）Deque

Deque是Queue的子接口，支持两端插入和移除元素。

Deque接口的方法：

（3）LinkedList

LinkedList链表是Deque和List两个接口的实现类，兼具队列和列表两种特性，但LinkedList不是线程安全的，当出现多线程访问同一实例时，必须手动同步。

对链表进行相应操作的代码：

import java.util.LinkedList;
public class linkedlistdemo {public static void main(String[] args){LinkedList<String> books=new LinkedList();books.offer("数据库");books.push("Java");books.offerFirst("C++");books.offerLast("操作系统");for(String i:books)                //遍历元素System.out.println(i);System.out.println("链表第一个元素："+books.peekFirst());   System.out.println("链表最后一个元素："+books.peekLast());System.out.println("链表弹出栈顶元素："+books.pop());System.out.println("链表弹出栈底元素："+books.pollLast());System.out.println("链表第二个元素："+books.get(1));}
}

（4）ArrayDeque

ArrayDeque（数组双端队列），是Deque实现类，不继承于List，所以不能用add、remove进行添加、删除，但上面的链表在作为List子类情况下，还是改写了add和remove方法，使用offerfirst、pollfirst这一类栈相关的方法，其实更好理解一些。

ArrayDeque没有容量限制，不是线程安全的，禁止添加null元素，在作为堆栈时快于Stack，作为队列时快于LinkedList。

ArrayDeque的入队、出队、选择可以参考链表的操作，都是依赖于Deque的父类方法。

（5）PriorityQueue

PriorityQueue是Queue接口的实现类，优先级队列，可以按照自然排序、或者定制排序（就是修改compareTo），优先级队列不允许使用null元素，在自然顺序下也不允许插入不可比较对象，定制排序可以改compareTo的。

PriorityQueue要使用Queue接口内的方法，所以注意使用poll弹出，offer入栈。

import java.util.PriorityQueue;
import java.util.Queue;public class QueueDemo {public static void main(String[] args){Queue <String>q=new PriorityQueue<>();q.offer("张三");q.offer("李四");q.offer("王五");System.out.println("队列第一个元素，并移除"+q.poll());for(String i:q)System.out.println(i);} 
}

5、Map接口

Map接口作为与Collection并列的一个接口，使用key-value键值对映射关系进行存储。

Map常用方法：

Map类有两个实现类，分别为HashMap和TreeMap，类似HashSet和TreeSet的区别，HashMap是无序的映射集合，允许使用null作为键或值，TreeMap可以进行自然排序或定制排序。

四、集合转换

集合转换方法：

（1）entrySet（）：返回一个包含了Map中元素的集合，每个元素都包括键和值

（2）keySet（）：返回Map中所有键的集合

（3）values（）：返回Map中所有值的集合 (注意不是valueSet)

HashMap<Integer,String>hm=new HashMap();        //创建哈希集合
/*省略若干增删操作
*/
Set<Entry<Integer,String>>set=hm.entrySet();    //返回键值对
set<Integer>keyset=hm.keySet();                 //返回键
set<String>=hm.values();                        //返回值