主要内容

1.Collection
2.Iterator迭代器

1. Collection集合

1.1 集合概述

在前面基础班我们已经学习过并使用过集合ArrayList<E> ,那么集合到底是什么呢?

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

JAVASE提供了满足各种需求的API，在使用这些API前，先了解其继承与接口操作架构，才能了解何时采用哪个类，以及类之间如何彼此合作，从而达到灵活应用。

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
双列集合java.util.Map

今天我们主要学习Collection集合，在day04时讲解Map集合。

1.Collection接口

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：List的特点是元素有序、元素可重复。
java.util.Set：Set的特点是元素无序，而且不可重复。

其中，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。

图例：

List集合：有索引，可以存储重复元素，可以保证存取顺序。

ArrrayList：底层使数组实现的，查询快，增删慢
LinkedList：底层使链表实现的，查询慢，增删快
2.Set集合：无索引，不可以存储重复元素，存取无序
HashSet：底层是哈希表+（红黑树）实现的，无索引，不可以存储重复元素，存取无序。
LinkedHashSet：底层是哈希表+链表实现的，无索引，不可以存储重复元素，可以保证存取顺序。
TreeSet：底层是二叉树实现，一般用于排序。

顶层都是接口，底层都是实现类。

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常用方法

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。

java.util.Collection接口:

所有单列集合的最顶层的接口,里边定义了所有单列集合共性的方法.
任意的单列集合都可以使用Collection接口中的方法

代码实例：

public class Demo01Collection {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象,可以使用多态
        Collection<String> coll = new ArrayList<>();
//        Collection<String> coll = new HashSet<>();
        System.out.println(coll);//重写了toString方法  []

        /*
            public boolean add(E e)：  把给定的对象添加到当前集合中 。
            返回值是一个boolean值,一般都返回true,所以可以不用接收
         */
        boolean b1 = coll.add("张三");
        System.out.println("b1:"+b1);//b1:true
        System.out.println(coll);//[张三]
        coll.add("李四");
        coll.add("李四");
        coll.add("赵六");
        coll.add("田七");
        System.out.println(coll);//[张三, 李四, 赵六, 田七]

        /*
            public boolean remove(E e): 把给定的对象在当前集合中删除。
            返回值是一个boolean值,集合中存在元素,删除元素,返回true
                                集合中不存在元素,删除失败,返回false
         */
        boolean b2 = coll.remove("赵六");
        System.out.println("b2:"+b2);//b2:true

        boolean b3 = coll.remove("赵四");
        System.out.println("b3:"+b3);//b3:false
        System.out.println(coll);//[张三, 李四, 田七]

        /*
            public boolean contains(E e): 判断当前集合中是否包含给定的对象。
            包含返回true
            不包含返回false
         */
        boolean b4 = coll.contains("李四");
        System.out.println("b4:"+b4);//b4:true

        boolean b5 = coll.contains("赵四");
        System.out.println("b5:"+b5);//b5:false

        //public boolean isEmpty(): 判断当前集合是否为空。 集合为空返回true,集合不为空返回false
        boolean b6 = coll.isEmpty();
        System.out.println("b6:"+b6);//b6:false

        //public int size(): 返回集合中元素的个数。
        int size = coll.size();
        System.out.println("size:"+size);//size:3

        //public Object[] toArray(): 把集合中的元素，存储到数组中。
        Object[] arr = coll.toArray();
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }

        //public void clear() :清空集合中所有的元素。但是不删除集合,集合还存在
        coll.clear();
        System.out.println(coll);//[]
        System.out.println(coll.isEmpty());//true
    }
}

有关Collection中的方法可不止上面这些，其他方法可以自行查看API学习，这些方法比较重要，随与之后学习的一些集合类型，都可以调用这些方法，因为这些方法定义在Collection集合中的。

我们发现我们没有遍历过这个Collection对象，因为Collection对象没有索引，不能遍历，所以我们要学习下边的迭代器。

2.Iterator迭代器

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。

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。

2.1 Iterator迭代器接口

由于Iterator是一个接口，我们无法直接使用，需要使用该接口的实现类对象，获取实现类对象的方式比较特殊，下边一一介绍。
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。

迭代器的使用步骤(重点):
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

1.迭代器接口实现类对象的获取

Collection接口中有一个成员方法,叫iterator(),这个方法返回的就是该集合迭代器的实现类对象。

// it为集合coll的迭代器对象，迭代器的泛型跟随集合对象的泛型变化。
//多态写法                 实现类对象   
Iterator<String> it = coll.iterator();

2. 迭代器代码实现

public class Person {
    public static void main(String[] args) {
        // 1.创建集合对象
        Collection<String> coll = new ArrayList<>();
        // 2.添加元素
        coll.add("姚明");
        coll.add("科比");
        coll.add("麦迪");
        coll.add("詹姆斯");
        coll.add("艾弗森");
        System.out.println(coll);    //[姚明, 科比, 麦迪, 詹姆斯, 艾弗森]

        // 3.创建集合的迭代器对象
        //多态                   返回实现类对象
        Iterator<String> it = coll.iterator();

        //判断是否有元素，如果有hasNext()返回true,可以调用next()取出元素
        //否则，返回false,在调用next()时，抛出异常
        boolean next = it.hasNext();
        System.out.println(next);     //true
        String s = it.next();
        System.out.println(s);       //姚明

这样一个一个获取的话，十分的麻烦，使用while/for循环进行循环获取迭代器对象中的元素。

        // 采用循环的方式获取迭代器对象中的元素
        while(it.hasNext()){
            String e = it.next();
            System.out.println(e);
            //姚明
            //科比
            //麦迪
            //詹姆斯
            //艾弗森
        }
        System.out.println("----------------------");
        // for循环中(创建迭代器对象;循环条件(true);),
        // 由于hasNext()自动指向像一个元素，不需要加入步长
        for(Iterator<String> it2 = coll.iterator();it2.hasNext();){
            String e = it2.next();
            System.out.println(e);
            //姚明
            //科比
            //麦迪
            //詹姆斯
            //艾弗森
        }
    }
}

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coll集合的iterator()方法获得迭代器对象，然后使用hasNext()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：

在创建迭代器对象it时，迭代器的索引位于第一个元素之前，不指向任何元素。当hasNext()的返回值为true时，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，再次判断hasNext()的返回值，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循环

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。

Collection<E> extends Iterable<E> : 说明所有的单列集合都继承了Iterable接口，而该接口中public interface Iterable<T>有实现这个接口允许对象成为 "foreach" 语句的目标。

这就说明所有的单列集合都可以使用增强for循环。

格式

// 元素数据类型与集合的泛型一致
for(元素的数据类型  变量 : Collection集合or数组){ 
    //写操作代码
}

实例：

public class Demo02Foreach {
    public static void main(String[] args) {
        demo01();
        demo02();
    }

    //使用增强for循环遍历集合
    private static void demo02() {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("aaa");
        list.add("bbb");
        list.add("ccc");
        list.add("ddd");
        for(String s : list){
            System.out.println(s);
            //aaa
            //bbb
            //ccc
            //ddd
        }
    }

    //使用增强for循环遍历数组
    private static void demo01() {
        int[] arr = {1,2,3,4,5};
        for(int i:arr){
            System.out.println(i);
            // 1
            //2
            //3
            //4
            //5
        }
    }
}

2020-08-28--Java--day02【Collection，Iterator迭代器】