当前位置: 首页 > news >正文

【Java】泛型与集合篇(一)

泛型与集合(一)

  • 泛型
    • 泛型的核心作用
    • 泛型类型(类)
      • 定义与使用
      • 类型参数命名约定
    • 泛型方法
      • 定义与调用
      • 与泛型类的区别
    • 通配符
      • 上界通配符
      • 下界通配符
    • 有界类型参数
    • 类型擦除
  • 集合框架
    • 核心接口
      • Collection 接口
      • Map 接口
    • Collection 接口操作的常用方法
      • 基本操作
      • 批量操作
      • 数组操作
      • 流操作方法
  • List 接口及实现类
    • List 接口
      • List 接口概述
      • List 接口常用方法
      • List 接口与 Collections 接口
    • ArrayList 类
      • 特点与实现原理
      • 构造方法
    • 遍历集合元素
      • 使用简单的 for 循环
      • 使用增强的 for 循环
      • 使用迭代器
      • 双向迭代器
    • 数组转换为 List 对象
      • 使用 Arrays.asList() 方法
      • 手动遍历数组添加到 ArrayList
      • 使用 Java 8 Stream API
      • 基本类型数组转换为 List
    • Vector 类和 Stack 类
      • Vector 类
        • 概述
        • 常用方法
      • Stack 类
        • 概述
        • 常用方法

泛型

泛型的核心作用

泛型是 Java 实现代码复用和类型安全的重要机制。它允许在类、接口和方法中定义类型参数,使代码能处理多种数据类型,同时避免强制类型转换和运行时类型错误。例如,在集合中使用泛型,可确保集合中元素类型的一致性,在编译阶段就能检测出类型错误,增强代码的健壮性和可读性。

泛型类型(类)

定义与使用

定义泛型类时,通过尖括号 声明类型参数,T 可以是类、接口、数组类型(基本数据类型需使用包装类型)。以 Box 类为例:

public class Box<T> {
   
    private T content;

    public void setContent(T content) {
   
        this.content = content;
    }

    public T getContent() {
   
        return content;
    }
}

使用时,需指定具体的类型参数。从 Java 7 开始,可使用菱形语法简化创建对象的过程:

Box<String> stringBox = new Box<>();
stringBox.setContent("Hello");
System.out.println(stringBox.getContent()); 

类型参数命名约定

类型参数命名通常使用单个大写字母作为类型参数名,常见的有 E(表示元素)、K(表示键)、V(表示值)、T(表示类型)、N(表示数字)等。遵循这些约定,能使代码更易理解。

泛型方法

定义与调用

泛型方法在方法返回值前声明类型参数 ,其作用域仅限于该方法。例如,定义一个打印数组元素的泛型方法:

public static <T> void printArray(T[] array) {
   
    for (T element : array) {
   
        System.out.print(element + " ");
    }
    System.out.println();
}

调用时,编译器会自动推断类型:

Integer[] intArr = {
   1, 2, 3};
printArray(intArr); 

与泛型类的区别

泛型类的类型参数作用于整个类,而泛型方法的类型参数仅在声明的方法内有效。泛型方法还可以在非泛型类中定义,增加了代码的灵活性。

通配符

上界通配符

上界通配符(<?extends T>)用于限制类型为T或其子类,增强泛型的灵活性。例如,计算列表中数字元素总和的方法:

public static double sum(List<? extends Number> list) {
   
    double sum = 0;
    for (Number num : list) {
   
        sum += num.doubleValue();
    }
    return sum;
}

该方法可接受 List<Integer>、List<Double> 等类型的参数。

下界通配符

下界通配符(<?super T>)限制类型为 T 或其父类。比如,向列表中添加 Integer 类型元素的方法:

public static void addNumbers(List<? super Integer> list) {
   
    list.add(1);
    list.add(2);
}

此方法可接受 List<Number>、List<Object> 等类型的参数。

有界类型参数

使用 extends 或 super 限制类型参数的范围。例如,定义一个计算数字平方的 Calculator 类:

public class Calculator<T extends Number> {
   
    public double square(T num) {
   
        return num.doubleValue() * num.doubleValue();
    }
}

类型擦除

泛型在编译后会被替换为 Object 或边界类型,运行时无法获取泛型信息。例如, List 和 List 在运行时都变为 List。这是为了保持 Java 的向后兼容性,但也带来了一些局限性,如无法在运行时根据泛型类型进行不同的处理。

集合框架

核心接口

Collection 接口

是所有集合的根接口,继承了 Iterable 接口,定义了集合的基本操作方法。它的主要子接口有 List、Set、Queue,每个子接口都有不同的特性和用途。List 是有序且可重复的集合,Set 是无序且不可重复的集合,Queue 是按特定顺序处理元素的集合。

Map 接口

用于存储键值对,与 Collection 接口并列。在 Map 中,键是唯一的,值可以重复,常用于根据键快速查找值的场景。

Collection 接口操作的常用方法

基本操作

  • 向集合中添加元素 e:boolean add(E e)
  • 从集合中删除指定的元素 o:boolean remove(Object o)
  • 返回集合中是否包含指定的元素 o:boolean contains(Object o)
  • 返回集合是否为空,即不包含元素:boolean isEmpty()
  • 返回集合中包含的元素个数:int size()
  • 返回包含所有元素的迭代器对象:Iterator iterator()
  • 从父接口继承的方法,在集合的每个元素上执行指定的操作:default void forEach(Consumer<? super T>action)

以下是这些方法的代码示例:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
import java.util.function.Consumer;

public class CollectionExample {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        // 创建一个集合对象,这里以ArrayList为例,它实现了Collection接口
        Collection<Integer> collection = new ArrayList<>();

        // 测试add方法
        boolean addResult = collection.add(5);
        System.out.println("添加元素结果: " + addResult);

        // 测试remove方法
        boolean removeResult = collection.remove(5);
        System.out.println("删除元素结果: " + removeResult);

        // 测试contains方法
        collection.add(10);
        boolean containsResult = collection.contains(10);
        System.out.println("集合是否包含元素: " + containsResult);

        // 测试isEmpty方法
        boolean isEmptyResult = collection.isEmpty();
        System.out.println("集合是否为空: " + isEmptyResult);

        // 测试size方法
        int size = collection.size();
        System.out.println("集合元素个数: " + size);

        // 测试iterator方法
        Iterator<Integer> iterator = collection.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
   
            Integer element = iterator.next();
            System.out.println("迭代器遍历元素: " + element);
        }

        // 测试forEach方法
        collection.add(20);
        collection.forEach(new Consumer<Integer>() {
   
            @Override
            public void accept(Integer integer) {
   
                System.out.println("forEach方法操作元素: " + integer);
            }
        });
    }
}

批量操作

  • 将集合c中的所有元素添加到当前集合中:boolean addAll(Collection<? extends E> c)
  • 从当前集合中删除 c 中的所有元素:boolean removeAll(Collection<?> c)
  • 从当前集合中删除满足谓词的所有元素:default boolean removeIf(Predicate<? super E> filter)
  • 返回当前集合是否包含 c 中的所有元素:boolean containsAll(Collection<?> c)
  • 在当前集合中只保留指定集合 c 中的元素,其他元素删除:boolean retainAll(Collection<?> c)
  • 将集合清空:void clear()

以下是这些方法的代码示例:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.function.Predicate;

public class CollectionBatchOperationsExample {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        

相关文章:

  • 《Python实战进阶》专栏 No2: Flask 中间件与请求钩子的应用
  • Pytorch论文实现之结合对抗、均方、感知三种损失以及对称卷积神经网络来实现超分辨率重建
  • BS5852英国家具防火安全条款主要包括哪几个方面呢?
  • deepseek-v3在阿里云和腾讯云的使用中的差异
  • hystrix超详细教学
  • Python常见面试题的详解11
  • AI 量化炒股:噱头还是未来?从技术发展与投资实践深度分析
  • 最长回文子串(蓝桥云课)
  • T5 大模型
  • 进制和编码
  • 前端(AJAX)学习笔记(CLASS 2):图书管理案例以及图片上传
  • vcf2phylip v2.8-生信工具46
  • c++基础知识(六)
  • langchain应用-RAG
  • 【Unity Shader编程】之图元装配与光栅化
  • springcloud的组件及作用
  • 2012年下半年软件设计师上午题知识点及其详细解释(附真题及答案解析)
  • 【linux】更换ollama的deepseek模型默认安装路径
  • Vue 3 生命周期和生命周期函数
  • sql server查询IO消耗大的排查sql诊断语句
  • 河南发布高温橙警:郑州、洛阳等地最高气温将达40℃以上
  • 见微知沪|科学既要勇攀高峰,又要放低身段
  • 林诗栋/蒯曼混双取胜,国乒赢得多哈世乒赛开门红
  • 盐城经济技术开发区党工委书记王旭东接受纪律审查和监察调查
  • 大外交丨3天拿下数万亿美元投资,特朗普在中东做经济“加法”和政治“减法”
  • 特朗普政府涉税改法案遭众议院预算委员会否决