Java集合框架深度解析：Collection与泛型

"day02【Collection、泛型】" 在Java编程中，集合是一个非常重要的概念，它允许我们存储和管理多个对象。本资源聚焦于`Collection`集合和泛型，这是Java SE中的核心特性，对于任何Java开发者来说都是必须掌握的基础知识。 ### 1. Collection集合 集合是Java中的一种容器，它不同于数组，因为集合的大小是可以动态扩展的，而数组的长度在创建时就已经固定。集合可以容纳不同类型的对象，这比数组更加灵活。在Java中，`Collection`是所有单列集合（单一数据列）的顶级接口，它定义了集合的基本操作，如添加元素、删除元素和遍历元素等。 #### 1.1 集合框架 Java提供了一套丰富的集合API，包括`List`和`Set`这两个重要的子接口。`List`接口保证元素的顺序，并且允许重复元素，常见的实现类有`ArrayList`（线性表实现，随机访问快）和`LinkedList`（链表实现，插入和删除操作快）。而`Set`接口不允许重复元素，元素的顺序是不确定的，常见的实现类有`HashSet`（基于哈希表，插入和查找速度快）和`TreeSet`（基于红黑树，保持元素排序）。 ### 2. 迭代器 迭代器是Java中遍历集合的标准方式。通过`Iterator`接口，我们可以按顺序访问集合中的元素，同时提供`hasNext()`和`next()`方法来判断和获取下一个元素。使用迭代器可以在不暴露集合内部结构的情况下遍历集合。 ### 3. 增强for循环（foreach） 增强for循环是Java 5引入的新特性，它简化了集合的遍历操作。语法格式如下： ```java for (Type item : collection) { // 代码块 } ``` 这里的`Type`是集合中元素的类型，`collection`是你要遍历的集合。这种循环方式简洁易读，适用于大部分遍历场景。 ### 4. 泛型 泛型是Java SE 5引入的另一个重大改进，它允许在定义集合时指定元素类型，增强了类型安全性和编译时检查。使用泛型的集合可以避免类型转换异常，并提高代码的可读性和可维护性。 #### 4.1 泛型上下限 泛型可以设置上下限，例如`<T extends UpperBound>`表示`T`类型必须是`UpperBound`或其子类。这在处理需要某种特定类型的集合时非常有用。 #### 4.2 泛型通配符 泛型通配符如`?`用于表示未知的类型。它可以用于表示对任何类型都适用的情况，例如在方法参数中，当不需要知道确切类型时，可以使用`List<?>`来接受任何类型的列表。 ### 教学目标 通过学习这部分内容，你应该能够： 1. 区分集合与数组的不同之处。 2. 了解并使用`Collection`集合的常见功能。 3. 掌握迭代器的使用，以遍历集合元素。 4. 明确集合使用时的注意事项。 5. 学会使用集合存储自定义类型的数据。 6. 熟练运用增强for循环遍历集合。 7. 定义并理解泛型的使用，包括创建泛型集合。 8. 理解泛型的上下限概念。 9. 了解泛型通配符的作用。 通过这些目标，你可以更加熟练地在Java程序中运用集合和泛型，提高代码质量与效率。