初识Java 10-1 集合

目录

泛型和类型安全的集合

基本概念

添加一组元素

打印集合

List

Iterator（迭代器）

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本笔记参考自： 《On Java 中文版》

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        在进行程序设计时我们会发现，程序总是会根据某些在运行时才能知道的条件来创建新的对象。这意味着，我们必须能够随时随地创建任意数量的对象。

        Java提供了几种方法来持有对象（的引用），其中之一就是数组。数组的优点在于其的高效，但其本身却会受到自身大小固定的制约。实际上，Java.util库提供了一组集合类来解决这一问题，其中包括的基本类List、Set、Queue和Map也被称为容器类。

    Java并没有直接为集合提供关键字支持。

泛型和类型安全的集合

        在Java 5之前，编译器允许向集合中插入不正确的类型。在举例之前需要先对ArrayList类进行一些必要的说明：

        ArrayList是是一种泛型类型，它实现了迭代器（Iterable）、Collection和List等接口。泛型是一种参数化类型的机制，在这种机制下，形参的数据类型也会成为可传输的参数。因为泛型的存在，ArrayList可以存储任何类型的对象，而不需要在使用前进行类型转换。（本段参考​林二月er​的博客、讯飞星火提供的信息）

    ArrayList使用一个数值来查找对应对象。从某种意义上，ArrayList将数值和对象关联起来了。

        下例中出现的ArrayList是一个反例，它没有使用泛型：

import java.util.ArrayList;
 
class Apple {
    private static long counter;
    private final long id = counter++;
 
    public long id() {
        return id;
    }
}
 
class Orange {
}
 
public class AppleAndOrangesWithoutGenerics {
    @SuppressWarnings("unchecked") // 参数unchecked表示只有“unchecked”警告应该被忽略
 
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList apples = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 3; i++)
            apples.add(new Apple());
 
        apples.add(new Orange()); // 注意：插入的是一个Orange类型，这本来应该是错误的操作
        for (Object apple : apples) {
            ((Apple) apple).id(); // 需要强制类型转换，此时Orange只有在运行时才会被检测出来
        }
    }
 
}

        上述程序的错误不会在编译时被发现，这个报错会出现在运行时：

        Apple和Orange唯一的联系在于它们都继承了Object类。但ArrayList持有的也是Object，所以无论是Apple类还是Orange类都能被加入其中（并且不会引发报错）。此时会从ArrayList中取出Object类型的引用，若想使用引用还必须强制类型转换。也正是在运行时，程序尝试将Orange对象转型为Apple时才会发现错误。

        若要定义一个持有Apple对象的ArrayList，应该使用：

ArrayList

尖括号包围的是类型参数（可以有多个），它指定了集合实例中可以保存的类型。

        下面是修改后的例子：

import java.util.ArrayList;
 
public class AppleAndOrangesWithGenerics {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList apples = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 3; i++)
            apples.add(new Apple());
 
        // 此时，下方的做法就会引发编译时错误
        // apples.add(new Orange());
 
        for (Apple apple : apples)
            System.out.println(apple.id());
    }
}

        程序执行的结果如下：

        上述程序中，出现了语句 ArrayList apples = new ArrayList<>(); 。这种语句因为<>符号，也被称为“钻石语法”。在Java 7之前，这种语法的使用会更加复杂：

ArrayList apples = new ArrayList(); // 需要在表达式的两侧重复写出类型声明

随着类型的深入，上述这种语法会变得越发复杂。因此最后被现在这种更为简便的语法代替了。

        泛型的存在使得我们从List（接口）中获取对象时，无须进行转型了。因为List知道它所持有的类型。另外，在泛型的情况下，向上转型也可以生效：

import java.util.ArrayList;
 
class GrannySmith extends Apple {
}
 
class Gala extends Apple {
}
 
class Fuji extends Apple {
}
 
class Braeburn extends Apple {
}
 
public class GenericeAndUpcasting {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList apples = new ArrayList<>();
        apples.add(new GrannySmith());
        apples.add(new Gala());
        apples.add(new Fuji());
        apples.add(new Braeburn());
 
        for (Apple apple : apples)
            System.out.println(apple);
    }
}

        程序执行的结果是：

        因为向上转型，所有可以向持有Apple对象的集合中，放入Apple的子类型。

    上述输出结果中，子对象名字后面的是由无符号十六进制表示的哈希码。

新特性：类型推断和泛型

        “局部变量类型推断”也可用于简化涉及泛型的定义：

import java.util.ArrayList;
 
public class GenericTypeInference {
    void old() {
        ArrayList apples = new ArrayList<>();
    }
 
    void modern() {
        var apples = new ArrayList();
    }
 
    void pitFall() {
        var apples = new ArrayList<>();
        apples.add(new Apple());
        apples.get(0); // 会作为普通的Object类型返回
    }
}

        在modern()方法中，定义右侧使用的是，通过这种方式提供信息，使编译器知道如何进行类型推断。

        但替代现有的语法时也可能会产生问题，在pitFall()方法中存在着语句

var apples = new ArrayList<>();

尽管这样也可以正常编译，但<>实际上会变为