第8章 集合类与泛型程序设计

Java中的集合类与泛型程序设计是Java开发中不可或缺的一部分，它们为开发者提供了处理和组织对象的高效工具。本章主要介绍了以下几个核心概念： 8.1 集合类结构： Java集合框架由两个主要的接口树组成。第一个树以Collection接口为根，它是所有集合类的基础，提供了通用的操作方法，如添加、删除和遍历元素。Collection接口的子接口包括Set和List，分别支持无序不重复元素和有序元素的操作。第二棵树以Map接口为根，用于存储键值对，便于通过键快速访问对应的值。 8.2 Collection接口： Collection接口定义了所有集合类应具备的基本操作。例如，`add()`方法用于插入元素，`addAll()`用于添加另一个集合的所有元素，`clear()`用于清空集合，`remove()`删除指定元素，`iterator()`返回迭代器以便遍历集合，`contains()`检查集合是否包含某个元素，`isEmpty()`判断集合是否为空，以及`size()`获取集合大小等。 8.3 Set接口： Set接口继承自Collection，不允许重复元素。Set接口的实现类如HashSet和TreeSet，各有特点。HashSet基于哈希表，提供快速查找，而TreeSet则按照元素自然顺序或比较器排序。 8.4 List接口： List接口进一步扩展了Collection，增加了对有序元素的支持，允许重复元素。常见的实现类有ArrayList和LinkedList，ArrayList适合随机访问，而LinkedList适合频繁进行插入和删除操作。 8.5 Iterator接口： Iterator接口用于遍历集合中的元素，提供了`next()`方法获取下一个元素，以及`hasNext()`方法判断是否还有更多元素，同时提供了`remove()`方法删除当前元素。 8.6 Map及HashMap接口： Map接口不同于Collection，它维护键值对的集合。HashMap是Map接口的一种实现，使用哈希表存储键值对，提供高效的查找性能。Map接口提供了`put()`、`get()`、`remove()`等方法，以及`keySet()`、`values()`和`entrySet()`用于访问键、值和键值对的集合。 8.7 Vector类： Vector类是古老的动态数组实现，与ArrayList相似，但线程安全。然而，由于同步开销，其性能通常低于ArrayList，现在更推荐使用ArrayList。 8.8 Stack类： Stack类是List接口的子类，实现了后进先出（LIFO）的数据结构，类似于物理堆栈。提供了`push()`、`pop()`、`peek()`等操作。 8.9 泛型程序设计： 泛型是Java 5引入的新特性，用于在编译时检查类型安全并减少类型转换的必要。泛型允许在类、接口和方法中声明类型参数，限制了可以添加到集合中的元素类型，提高了代码的可读性和安全性。 8.10 综合应用举例： 这部分内容可能涉及如何在实际项目中使用上述集合类和泛型，比如实现数据结构、存储和检索数据、处理复杂逻辑等。 在Java编程中，理解和熟练运用这些集合类和泛型是至关重要的，它们极大地提高了代码的复用性和可维护性，同时也为处理大量数据提供了有效途径。在设计和实现复杂系统时，灵活运用这些工具能够显著提升代码的效率和质量。