Java中的集合Collection、Iterator和Foreach用法(一)

1.Java集合概述

　　在編程中，常常需要集中存放多個數據。當然我們可以使用數組來保存多個對象。但數組長度不可變化，一旦在初始化時指定了數組長度，則這個數組長度是不可變的，如果需要保存個數變化的數據，數組就顯得無能為力了；而且數組無法保存具有映射關系的數據，如成績表：語文-80，數學-90，這種數據看上去像兩個數組，但這兩個數組的元素之間有一定的關聯關系。

　　為了保存數量不確定的數據，以及保存具有映射關系的數據，Java提供了集合類。集合類主要負責保存、盛裝其他數據，因此集合類也被稱為容器類。所有集合類都位於Java.util包下。

　　集合類和數組不一樣，數組既可以是基本類型的值，也可以是對象(實際上保存的是對象的引用變量)；而集合里只能保存對象，例如不能保存int、只能保存integer。

　　Java的集合類主要有兩個接口派生而出：Collection和Map，Collection和Map是Java集合框架的根接口，這兩個接口又包含了一些子接口和實現類

　　如下圖所示Collection體系的繼承樹：

　　

　　如上圖所示顯示了Collection體系里的集合，Set、List接口是Collection接口派生的兩個子接口，它們分別代表了無序集合、有序集合；Queue[kju:]是Java提供的隊列（隊列特點：先進先出）實現，有點類似於List。

　　如下圖所示Map體系的繼承樹：

 

　　如上圖所示顯示了Map接口的眾多實現類，這些實現類在功能、用法上存在一定的差異，但他們都有一個功能特征：Map保存的每項數據都是key-value對，也就是由key和value兩個值組成。就向前　　面簡紹的成績單：語文-80，數學-90，每項成績都是由2個值組成：科目名和成績；Map里的key是不可重復的，key用於標識集合里每項數據，如果需要查詢Map中的數據時，總是根據Map的key來獲取。

　　根據上兩圖，我們可以把Java的所有集合分成三大類，其中Set集合類似於一個罐子，把一個對象添加到Set集合時，Set集合無法記住添加這個元素的順序，所以Set里的元素不能重復（否則系統無法准確識別這個元素）；List集合非常像一個數組，它可以記住每次添加元素的順序，只是List的長度可變。Map集合也像一個罐子，只是它里面的每項數據都由兩個值組成。

　　如下圖所示顯示了三種集合的示意圖：

 　　從上圖可以看出，如果訪問List集合中的元素，可以直接根據元素的索引來訪問；如果需要訪問Map集合中的元素，可以根據每項元素的key來訪問其value；如果希望訪問Set集合中的元素，則只能根據元素本身來訪問（這也是Set集合里的元素不容許重復的原因）。

　　對於Set、List和Map三種集合，最常用的實現類分別為HashSet、ArrayList和HashMap，這三個實現類都沒有實現並發控制，是屬於線程不安全的。

2.Collection和Iterator接口

• Collection接口

 　　Collection接口是List、Set和Queue接口的父接口，該接口中定義的方法既可用於操作Set集合，也可用於操作List和Queue集合。Collection中定義了如下操作集合元素的方法：

1. 1. boolean add(Object o);  該方法用於向集合里添加一個元素。如果集合對象被添加操作改變了則返回true。　
   2. boolean addAll(Collection c);  該方法把集合c里面的所有元素添加到指定集合里。如果集合對象唄添加操作改變了則返回true。
   3. void clear();　清楚集合里的所有元素，將集合長度變為0。
   4. boolean contains(Object o);  返回集合里是否包含指定元素。
   5. boolean containsAll(Collection c);  返回集合里是否包含集合c里面的所有元素。
   6. boolean isEmpty();   返回集合是否為空。當集合長度為0時，返回true，否則返回false。
   7. Iterator iterator();    返回一個Iterator對象，用於遍歷集合里的元素。
   8. boolean remove(Object o);   刪除集合中指定元素o，當集合中包含一個或多個元素o時，這些元素將被刪除，該方法將返回true。 
   9. boolean removeAll(Collection c);  從集合中刪除集合c里包含的所有元素（相當於調用該方法的集合減集合c），如果刪除了一個或一個以上的元素，該方法返回true。
   10. boolean retainAll(Collection c); 從集合中刪除集合c里不包含的所有元素（相當於取得把調用該方法的集合變成該集合和集合c的交集），如果該操作改變了調用該方法的集合，該方法返回true。
   11. int size();   該方法返回集合元素里的個數。
   12. Object[] toArray();  該方法把集合轉換成一個數組，所有集合元素變成對應的數組元素。

• Iterator接口

　　Iterator接口也是Java集合框架的成員，但它與Collection系列、Map系列的集合不一樣：Collection系列集合、Map系列集合主要用於盛裝其他對象，而Iterator則主要用於遍歷(即迭代訪問)Collection集合中的元素，Iterator對象也被稱為迭代器。

　　Iterator接口隱藏了各種Collection實現類的底層細節，向應用程序提供了遍歷Collection集合元素的統一編程接口，Iterator接口里定義了如下三個方法：

1. 1. boolean hasNext();   如果被迭代的集合元素還沒有被遍歷，則返回true。
   2. Object next();    返回集合里下一個元素。
   3. void remove();   刪除集合里上一次next返回的元素。

class test{
    public static void main(String[] args){
        Collection books = new HashSet(); 
        books.add("語文");
        books.add("數學");
        books.add("英語");
        //打印結果為[語文, 英語, 數學]
        System.out.println(books);
        Iterator it = books.iterator();
        while(it.hasNext()){
            String book= (String)it.next();
            if("語文".equals(book)){
                it.remove();
            }
            //對book變量賦值，不會改變集合元素本身
            book = "測試字段";
           
        }
        //打印結果為[英語, 數學]
        System.out.println(books);
    }
}

 　　上面代碼對迭代變量book進行賦值，但當我們再次輸出books集合時，看到集合里的元素沒有任何的改變。這就可以得出一個結論：當使用Iterator對集合元素進行迭代時，Iterator並不是把集合元素本身傳給了迭代變量，二是把集合元素的值傳給了迭代變量，所以修改迭代變量的值對集合本身沒有任何改變。如下原理：

public class test{
    public static void main(String[] args){
        String str = "zhangsan";
        //打印結果為zhangsan
        System.out.println(str);
        updateString(str);
        //打印結果還是zhangsan
        System.out.println(str);
    }
    
    public static void updateString(String str2){
        //這個就相當於你在Iterator里面傳的值，所以修改變量str2的值對str本身沒有任何變化
        str2 = "lisi";
    }
}

　　 但是當傳遞的是對象時，則可以修改傳入對象的值如下：

public class test{
    public static void main(String[] args){
        Person p = new Person();
            p.setId(1);
            p.setName("zhangsan");
        //打印結果為id = 1 name = zhangsan
        System.out.println(p);
        updatePerson(p);
        //打印結果為id = 2 name = lisi
        System.out.println(p);

    }
    
    public static void updatePerson(Person p1){
        //這個就相當於你在Iterator里面傳的是對象，它給你傳的是地址，所以你修改p1，就相當於修改了p的值
        p1.setId(2);
        p1.setName("lisi");
    }
}

class Person{
    
    private Integer id;
    private String name;
    public Integer getId() {
        return id;
    }
    public void setId(Integer id) {
        this.id = id;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return "id = " + id + " name = " + name;
    }
}

　　當使用Iterator來迭代訪問Collection集合元素時，Collection集合里的元素不能被改變，只有通過Iterator的remove方法來刪除上一次next方法返回的集合元素才可以。否則將會引發Java.util.ConcurrentModificationException異常。如下：

 

public class Test {
    
    public static void main(String[] args){
        Collection books = new HashSet();
        books.add("語文");
        books.add("數學");
        books.add("英語");
        Iterator it  =  books.iterator();
        while(it.hasNext()){
            String book = (String)it.next();
            if(book.equals("英語")){
                //這樣做就會拋Java.util.ConcurrentModificationException
                books.remove(book);
            }
        }
    }
}

 

• 使用foreach循環遍歷集合元素

　　除了可以使用Iterator類迭代訪問Collection集合里的元素外，也可以使用foreach循環來迭代訪問集合元素，而且更加便捷如下：

public class Test {
    
    public static void main(String[] args){
        Collection books = new HashSet();
        books.add("語文");
        books.add("數學");
        books.add("英語");
        for(Object o : books){
            String book = (String)o;
            if(book.equals("語文")){
                //這行代碼將會引發java.util.ConcurrentModificationException異常
                //books.remove(book);
            }
            System.out.println(o);
        }
    }
}

 

 　　如上所示，同樣，當使用foreach循環迭代訪問集合元素時，該集合也不能被改變，否則將引發ConcurrentModificationException異常。