集合与泛型总结:接口、抽象类和具体实现
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更新于2024-08-04
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"集合总结及扩展2"
在Java编程语言中,集合框架是处理对象集合的重要工具,提供了多种数据结构和操作方式。本篇总结主要关注集合的面向对象设计、核心接口、抽象类、具体类以及相关的通用方法、迭代器、增强for循环、泛型和通配符等知识点。
首先,集合继承体系体现了面向对象的设计思想。接口在集合框架中扮演着定义功能规范的角色,例如`Iterable`接口使得集合可以被迭代,`Collection`接口则定义了集合的基本操作。`List`, `Set`, `Queue`等接口继承自`Collection`,进一步细化了各自特定的功能。抽象类如`AbstractList`, `AbstractSet`等提供了部分实现,方便具体集合类的开发。具体类如`ArrayList`, `HashSet`等实现了这些接口和抽象类,根据各自的存储结构实现接口中定义的方法。
`Collection`是集合的顶层接口,提供了诸如添加元素(`add`)、删除元素(`remove`)、判断是否包含某个元素(`contains`)、清空集合(`clear`)、检查是否为空(`isEmpty`)、获取元素数量(`size`)和转换为数组(`toArray`)等常用方法。此外,`iterator`方法返回迭代器,用于遍历集合中的元素。
迭代器`Iterator`是遍历集合的关键,其`next`方法返回迭代的下一个元素,`hasNext`方法检查是否还有更多元素。增强for循环(也称为foreach循环)简化了对数组和`Collection`的遍历,提供了一种简洁的语法。
泛型引入了类型参数的概念,允许在定义类、接口或方法时声明一种或多种类型,增强了代码的类型安全性和可读性。例如,一个泛型类`MyClass<T>`中的`T`就是一个类型参数,可以代表任何类。泛型的使用可以避免运行时类型转换异常,并且在编译时就发现类型错误。
泛型通配符允许处理类型不确定的情况。`<?>`是无界通配符,可以代表任何类型,但限制了只能使用Object类的共性方法。`<? extends E>`是上限通配符,表示E或E的子类,而`<? super E>`是下限通配符,表示E或E的父类。这样可以灵活地处理不同类型的参数和返回值。
关于`List`和`Set`的区别,`List`是一个有序集合,元素按照插入顺序排列,允许重复元素,支持索引访问。常见的`List`实现有`ArrayList`和`LinkedList`。`Set`是一个不允许重复元素的集合,不保证元素的顺序,常见的`Set`实现有`HashSet`和`TreeSet`。
理解并熟练运用这些集合概念和机制对于高效地开发Java程序至关重要。通过接口定义行为,抽象类提供部分实现,具体类负责实现细节,以及泛型和迭代器等工具的使用,开发者能够构建出灵活且强类型的集合处理代码。
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