day15_集合_ArrayList

今日内容

零、 复习昨日
一、集合框架体系
二、Collection
三、泛型
四、迭代
五、List(ArrayList、LinkedList)

零、 复习昨日

日期解析的方法签名(字符串–>日期)

  • Date parse(String s)

日期格式化的方法签名(日期–>字符串)

  • String format(Date date)

运行时异常有哪些,什么特点

  • RuntimeException及其子类,编码时不用强制处理

编译期异常有哪些,什么特点

  • 除了以上的都是,编码时必须强制处理

异常的处理方式哪些,什么区别

  • 抛出,抛出后代码不再执行
  • 捕获,捕获后还可以执行

finally干什么的

  • 释放资源

throw和throws什么区别

  • 位置?throw在方法内,throws在方法参数列表()后
  • 后面写?throw后跟1个异常对象,throws后面跟多个异常类名
  • 作用?throw是抛出异常对象的,throws只是声明可能要抛出异常类型

一、集合框架体系

数组: 存储多个数据的容器

  • 数组长度固定
  • 数组只能存储同一种类型
  • 数组用法单一,只能通过下标取值赋值
  • 数组内元素可以重复
  • 数组内元素有顺序(存值时顺序)

集合(Collection): 存储多个数据的容器

  • 集合长度不固定
  • 集合可以存储不同类型
  • 集合是一些列的类,可以创建对象,有丰富的方法可以操作数据
  • 有些集合可以重复(List),有些集合不允许重复(Set);有些集合有序的(List),有些集合是无序的(HashSet),而且有些集合还会排序(TreeSet)

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  • Collection是集合层次的父接口,定义了所有集合共性操作

  • Collection有两个常用子接口:List,Set

  • List接口集合,主要特征是有序,允许重复元素的集合

  • Set接口集合,主要特征是元素去重

  • List接口有两个常用实现类

    • ArrayList,底层是数组,也是允许元素重复,数据有序
    • LinkedList,底层是链表,也是允许元素重复,数据有序
  • Set接口有两个常用实现类

    • HashSet,底层是hash表,存储的元素无序且去重
    • TreeSet,底层是二叉树,存储的元素是排序且去重

二、Collection、List介绍

  • Collection父接口

    • 定义了一部分集合的共性操作,并不全
  • List是Collection的子接口,有序允许重复的集合

    • 定义了一些方法,可以对位置进行精准控制
    • 即可以按照下标插入,删除,查询,修改集合元素
  • List是接口,不能只能直接用,常用使其子实现类,ArrayList和LinkedList

三、ArrayList[重点]

  • 是List接口的实现类,允许重复,有序
  • 底层是数组,大小"可变"
  • 是不同步,即不保证线程安全

3.1 方法演示1

先演示了部分方法,主要对集合元素 增 删 改 查

   public static void main(String[] args) {// 创建空集合ArrayList list = new ArrayList( );System.out.println("初始值: " + list);// 向末尾添加元素// 有序(插入顺序),允许重复,允许存储不同类型list.add(4);list.add(2);list.add(2);list.add(5);list.add("六");System.out.println("添加值:" + list);// 向指定下标插入数据list.add(2, 1);System.out.println("中间插入:" + list);// 获得指定下标的元素Object o = list.get(2);System.out.println(o);// 按照下标修改元素list.set(2, 100);System.out.println("修改后:" + list);// 按下下标删除元素Object old = list.remove(0);System.out.println("被删除掉的元素:" + old );System.out.println("删除后的集合:"+list );}

3.2 泛型

 private static void show2() {/*** 集合确实可以允许存储不同类型数据* 但是大部分情况下,集合只会存储同一类型* -----------* 目前这种情况,设计时存储的是Object* 取出数据也是Object,需要使用对应数据类型时需要强转* 但是强制转换有风险* ---------------------* 所以,在JDK1.5时引入泛型 ,通过泛型就可以解决这个问题*/ArrayList list = new ArrayList(  );list.add(1);list.add(2.0);list.add("3");list.add(new Date(  ));double o = (double) list.get(0);System.out.println(o );System.out.println("-------------------------" );/*** 下面使用泛型来定义集合* 通过在类名后,指定泛型类型,从而确定该集合只能存储指定类型* -------------* 泛型好处: 减少类型转换(强转)*/ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<>( );list2.add(1);// 有了泛型约束,存储时只能是Integerlist2.add(2);list2.add(3);Integer i = list2.get(2);// 有了泛型约束,取出就是Integer,无需强转}

以后,凡是用集合操作,必用泛型!!

3.3 方法演示2

/*** 演示ArrayList其他方法*/private static void show3() {ArrayList<Integer> l1 = new ArrayList<>( );l1.add(11);l1.add(22);l1.add(33);System.out.println("原始l1:" + l1 );ArrayList<Integer> l2 = new ArrayList<>( );l2.add(10);l2.add(20);l2.add(30);// 将另外一个集合中的全部元素加入当前集合l1.addAll(l2);System.out.println("addAll后: " + l1);// 移除当前集合中,存在于参数集合相同的元素l1.removeAll(l2);System.out.println("移除后:" + l1 );// 判断集合是否为空System.out.println(l1.isEmpty( ));// 存储的元素的个数int size = l1.size( );System.out.println("集合元素个数:" + size );// 判断集合是否包含某个元素System.out.println(l1.contains(11));// 先创建整型数组Integer[] integers = new Integer[l1.size( )];// 再将集合转成数组Integer[] array = l1.toArray(integers);System.out.println(Arrays.toString(array));// 清空集合l1.clear();System.out.println("清空后: " + l1 );// 判断集合是否为空System.out.println(l1.isEmpty( ));}

3.4 迭代

集合遍历

// 使用迭代器遍历

   public static void main(String[] args) {/*** 使用迭代器遍历*/ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>( );list.add(4);list.add(2);list.add(1);list.add(3);// 1)获得迭代器Iterator<Integer> iterator = list.iterator();// 2)遍历迭代while (iterator.hasNext()) {// 判断有无下一个元素,如果有返回trueInteger next = iterator.next( );// 取出下一个元素System.out.println(next );}}

// foreach迭代

    public static void main(String[] args) {/*** 使用迭代器遍历*/ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>( );list.add(4);list.add(2);list.add(1);list.add(3);// 1)获得迭代器Iterator<Integer> iterator = list.iterator();// 2)遍历迭代while (iterator.hasNext()) {// 判断有无下一个元素,如果有返回trueInteger next = iterator.next( );// 取出下一个元素System.out.println(next );}// 迭代器的简化写法: 增强for循环,也叫foreach/*** for(数据类型 变量 : 集合) {** }*/for (Integer i : list) {System.out.println(i );}// 遍历数组int[] arr = {1,2,3,4};for(int i:arr){ // 冒号左边是遍历得到的结果,不是下标!!!System.out.println(i);}}

3.5 底层原理[面试]

  • ArrayList底层是数组实现的
  • 始容量(数组长度)默认是10
    • 刚new完创建的空集合的,容量是0
    • 当第一次加入元素的时候,数组扩容成10
  • 当元素放满10个时,当加入第11个时候会触发扩容,扩容为原来的1.5倍(通过 >> 1 右移1位算出来)
    • 扩容成1.5倍后,再把原数组的元素拷贝到新数组

// 扩容的源码 (ArrayList.java(

private void grow(int minCapacity) {// overflow-conscious codeint oldCapacity = elementData.length;int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);if (newCapacity - minCapacity < 0)newCapacity = minCapacity;if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);// minCapacity is usually close to size, so this is a win:elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);}
这个函数是用于增长数组容量的。当数组容量不足时,它将根据最小需求容量(minCapacity)来计算新的容量大小,并确保新的容量大于当前需求。若新容量小于需求,则将新容量设置为需求容量。若新容量超过最大数组大小,则调用hugeCapacity方法来处理。最后,通过Arrays.copyOf方法复制原数组到新的容量中。

使用上效率问题

  • ArrayList进行元素的 查询,修改速度快
  • 进行元素的,插入和删除速度慢

原因

  • 数组在内存是连续空间,有下标
  • 所以,通过下标直接定位找到元素,改变该位置元素(查询和更新快)
  • 也是因为内存空间原因,插入或者删除一个数据时,从插入/删除位置开始后续的元素需要后移/前移一位

四、LinkedList[理解]

LinkedList也是List实现类,也是允许元素重复,有序的集合

4.1 方法演示

LinkedList也是List实现类,大部分方法与ArrayList一模一样用法,不再演示

自习尝试,

  • 创建LinkedList集合
  • 加入元素
  • foreach变量LinkedList

4.2 特殊方法

除了基本的方法与ArrayList一样之外,LinkedList还提供一些比较特殊的操作头尾的方法

  • getFirst getLast
  • removeFirst removeLast
  • addFirst addLast
    public static void main(String[] args) {LinkedList<Integer> l1 = new LinkedList<>( );l1.add(11);l1.add(22);l1.add(33);// 获得头 尾操作Integer first = l1.getFirst( );Integer last = l1.getLast( );System.out.println(first );System.out.println(last );}

4.3 底层原理

LinkedList底层是双向链表

  • 链表在内存中是不连续
  • 通过链域里面记录上一个/下一个元素的位置

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当通过下标找寻一个元素的时候,并不是直接定位的,是从头或者尾开始一个一个遍历查找对应的元素,也正是因为如此,所以提供了专门操作头尾的方法的,可以直接定位到,方便操作

又因为这个空间数据结构问题,导致了一些特性

  • LinkedList查询,更新数据慢
  • LinkedList插入,删除的快
    • 因为插入/删除元素改变的知识链域的记录信息,没有改变其他元素位置

五、总结

  • 记住集合体系的各自特点
  • 牢记ArrayList方法,底层原理
  • LinkedList了解原理

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