零点起飞学Java之引用数据类型.pptx

1、第6章 引用数据类型,除了简单数据类型外，Java语言还定义了许多复合数据类型，如数组、字符串、集合等。这些复合数据类型都是以类的形式进行定义的，包含许多属性和方法。综合使用简单数据类型和复合数据类型，可以处理实际需求中遇到的各种数据形式，能够编写更加复杂的程序。,6.1 相同类型的数据数组,数组是Java语言中的一种复合数据类型，是具有相同数据类型的数据集合。数组中的每个数据称为数组元素，数组元素是有序的。关于数组的知识主要包括数组的定义、创建数组、数组的使用及多维数组，下面分别进行介绍。,6.1.1 定义数组,要使用数组，首先需要定义数组。定义数组的语法格式有两种，如图6.1所示。 注意：

2、定义数组时不能指定数组的长度。比如int10array1;，这条语句是错误的。,6.1.2 创建数组,要想数组能被真正使用，只定义数组是不够的，还需要为其分配内存空间和初始化。下面分别进行介绍。,1创建数组,为数组分配了内存空间，才是在物理形式上真正创建了数组。在Java语言中，所有分配内存的动作都是由关键字new来完成的。关于new的概念后续章节会详细说明。由于数组属于复合类型，所以也由new关键字完成创建。创建数组的语法格式如图6.2所示。,1创建数组,另外，可以将定义数组与创建数组合并成一条语句，定义数组时即完成创建。数组定义时即完成创建的语法格式如图6.3所示。,2数组初始化,如果用n

3、ew关键字创建了数组，则系统会使用数据类型的默认值为数组每一个元素默认初始化。另外，可以在定义数组的时候完成初始化。定义并初始化数组的语法格式如图6.4所示。 注意：数组长度指定后不能再改变。,6.1.3 使用数组,数组创建完成后即可使用。数组的使用最普遍的就是访问数组的元素。访问数组元素的语法格式如图6.5所示。 数组下标从0开始，到数组长度减1结束。另外，可以通过数组的length属性访问数组的长度。关于属性的概念后续章节会详细说明。,6.1.4 数组的数组多维数组,由于数组的数据类型可以是各种Java数据类型，当然也包括数组类型。这种数组类型的数组就构成了多维数组。实际上二维数组是以一维

4、数组为元素构成的数组。如此递归，可以形成更多维数组。下面以二维数组为例进行讲解，多维的情形与二维类似。 二维数组的定义语法格式如图6.6所示。,6.1.4 数组的数组多维数组,二维数组的创建语法格式如图6.7所示。 二维数组的使用语法格式如图6.8所示。,6.2 多个字符字符串,字符串是Java中经常使用的复合数据类型。在本质上，字符串实际上为char型数组。字符串由Java.lang.String类来表示，该类具有一系列的属性和方法，提供对字符串的各种操作。除了String类，Java还提供了StringBuffer类用来处理可变长度的字符串。下面分别进行介绍。,6.2.1 创建字符串,同其

5、他类型数据一样，要想使用字符串数据，首先需要创建字符串。创建字符串的语法格式如图6.9所示。 String作为类，具有不同的构造方法。比较特殊的是，String可以同Java中的基本数据类型一样使用，由系统自动完成创建。作为基本数据类型使用的语法格式如下所示。,6.2.1 创建字符串,注意：字符串变量的值必须位于“”号内。String类型的字符是长度不能改变的。比如，代码String s=“ab”；s=“abc”；其实创建了两个字符串对象，第一个为“ab”，长度为2；第二个为“abc”，长度为3。,6.2.2 连接字符串,字符串连接是程序中经常进行的操作，用来将多个字符串连接在一起形成一个字符

6、串。字符串连接使用+（加法）运算符进行。在Java语言中，采用+运算符还可以直接连接字符串和基本数据类型中的数值类型。此时，+运算符是作为字符串连接操作处理，其他数值类型自动转换为字符串。 说明：在字符连接中，Java语言实际是实现了对+运算符的重载。+运算符提供的不再是数值计算中的加法功能，而是字符串的连接功能。,6.2.3 比较字符串,在实际编程过程中，经常需要对两个字符串变量的内容进行比较。Java语言中的String类提供了几个方法分别适合不同情况的字符串比较，如表6-1所示。 注意：比较字符串值是否相等不能使用= =。当用= =来比较两个对象时，实际的运算是判断是否为同一个对象。即使

7、内容相等，如果为不同的对象，也就是对应的是不同内存地址，返回值也为false。,6.2.4 字符串其他常用操作,字符串String作为数组和类，本身提供了许多方法用来进行各种复杂操作。表6-2列出了字符串一些常用方法及简单说明。 字符串的操作方法很多，上面仅列出了一些常用的，实际编程过程中可以查看相关API。,6.2.5 StringBuffer类,String对象的长度是不可改变的，如果使用String类频繁地进行字符串拼接操作，那么会产生很多对象。针对此类性能问题，Java语言提供了另一个类StringBuffer可以特别用来处理此类问题。StringBuffer类主要包含如下一些常用方法

8、，如表6-3所示。,6.3 不同类型的数据集合,集合是多个对象的容器，容器里聚集了一组对象。前面介绍了数组类型，数组类型是有相同数据类型的数据集合。如果需要将不同数据类型的多个对象组织在一起，就需要使用集合。在Java语言中，集合本身是一个框架体系，包含各种集合类。下面分别进行介绍。,6.3.1 集合的基础集合框架,在Java语言中，各种集合类通过集合框架进行组织。集合框架包括各类集合接口、接口实现类、集合操作，通过继承关系形成自上而下的体系结构。集合框架的核心接口为Collection、List、Set和Map，其继承关系如图6.11所示。,6.3.1 集合的基础集合框架,从图中可以看出，L

9、ist和Set继承了Collection，Map则独成一体。下面对这几类接口做简单介绍。 Collection接口是Java集合框架的最顶层接口。Collection中存放的对象允许重复，没有顺序。Collection接口定义了一系列的操作集合中元素的基本方法。具体可以参考JDK API文档。 List接口继承自Collection接口。List提供了对象的有序存放，其中存放的对象也允许重复。在Collection接口定义的方法基础上，List接口进行了扩展，定义了一些与顺序操作相关的方法。 Set接口也继承自Collection接口。Set更像数学概念中的集合，存放的对象不允许重复，也没有顺

10、序。Set接口没有对Collection接口进行扩展。,6.3.1 集合的基础集合框架,从图上也能看出，Map接口是相对独立的。Map提供了一种“键-值”对映射的方式存放对象。Map接口定义了一组专门的处理该结构数据的方法。具体可以参考JDK API文档。 Java语言的集合框架极大地方便了程序开发，具有很多优越性。集合框架内置了许多有用的数据结构和算法，用户只需集中精力在程序的重要部分上。这些数据结构和算法都通过了大量的实践验证，具有较高的性能和质量，用户只要调用即可获得很好的服务。另外，在某些程度上，集合框架也提高了软件的重用性、稳定性。,6.3.2 访问集合元素,对所有集合类最经常的操作

11、就是访问集合中的元素。在Java语言中定义了迭代器Iterator接口用于访问集合中的元素。下面列出了Iterator接口中定义的方法，如表6-4所示。 在具体使用过程中，首先需要获得集合类的迭代器Iterator，然后利用迭代器反复迭代获得每一个元素。迭代器的具体使用在这里不再举例，请参考下面介绍的集合类的示例。,6.3.3 有序存放列表（List）,List提供了对象的有序存放，其中存放的对象允许重复。List接口的具体实现类主要有ArrayList和LinkedList。其中ArrayList以一种类似数组的形式存储对象，对象的随机访问速度较快。LinkedList实现机制是采用链表，适

12、合于在链表中间需要频繁进行插入和删除对象的操作。在实际的编程过程中，可以根据具体需要进行相应选择。,6.3.4 无序不重复集合（Set）,Set中存放的对象不允许重复，没有顺序。Set接口的具体实现类有HashSet和TreeSet。其中HashSet能快速定位一个元素，但是放到HashSet中的对象需要实现hashCode()方法。TreeSet将放入其中的元素按顺序存放，要求放入其中的对象是可排序的。,6.3.5 键值对应映射（Map）,Map提供了一种“键-值”对映射的方式存放对象。其中键和值也都可以是对象。对于键对象来说，像Set一样，一个Map容器中的键对象不允许重复。这就保证了键的

13、唯一性，可以根据键对象快速定位值对象。对于值对象来说，则没有唯一性的要求，可以将任意多个键都映射到一个值对象上。Map接口的具体实现类有HashMap和TreeMap。其中HashMap也用到了哈希码的算法，以便快速查找一个键。TreeMap则是对键按序存放，要求放入其中的对象是可排序的。,6.4 增强for循环,在J2SE 5.0 版本以后，Java语言为迭代集合和数组提供了增强的for循环。增强的for循环提供了一个简单、兼容的语法，采用for-each语句形式。增强for循环的语法格式如图6.12所示。 其中，参数type表示数组或集合元素的数据类型。参数elementName表示元素名

14、称，可以由用户任意定义，但需要符合Java标识符的命名规范。参数array表示要迭代的数组，而collection表示要迭代的集合，应该为两者之一。,6.5 泛 型,泛型是J2SE 5.0版本中引入的最大特性，使用泛型编写的程序具有更好的安全性和可读性。泛型的使用范围很广，可以应用于集合类、定义泛型类、泛型方法等，下面对泛型的使用进行详细介绍。,6.5.1 泛型在集合中的应用,泛型对集合类来说有着非常重要的作用。在集合中引入泛型，能够提供编译时的类型安全，并且从集合中取得元素后不必再强制转换，简化了程序代码。定义泛型集合的语法格式如图6.13所示。 其中，参数CollectionType表示集

15、合类型，可以为任意List、Set、Map等集合类型。参数为泛型标识。参数datatype表示集合元素的数据类型，可以是Java语言中的各种数据类型。参数collectionName表示集合名称，可以由用户任意定义，但需要符合Java标识符的命名规范。,6.5.2 定义泛型类,泛型类是指包含类型参数的类。在泛型类的内部，类型参数可以用作变量的类型或方法返回参数的类型。另外，一个泛型类可以包含多个类型参数。定义泛型类的语法格式如图6.14所示。,6.5.3 创建泛型方法,与泛型类类似，包含类型参数的方法即为泛型方法。同样，一个泛型方法也可以包含多个类型参数。定义泛型方法的语法格式如图6.15所示

16、。,6.5.4 使用泛型通配符,泛型一个重要的特点是可以使用“？”作为通配符，以此来匹配任何数据类型。泛型通配符的格式如下所示。 因为Object是所有对象类型的父类（包括String），所以想象中List也应该为List的父类，那么上述代码应该没有问题。实际情况却不是这样，编译该程序时系统给出“Type mismatch: cannot convert from List to List”错误。原来对于泛型来说，因为其类型是可变的，List是其他List父类的说法已经不再成立。那么什么是List的父类呢？答案就是包含通配符的List。,6.6 常量集合枚举,枚举也是从J2SE 5.0版本开始

17、引入的新特性，可以说是继类、接口之后引入的一种全新的“类”。枚举类型是一个常量集合的数据类型，Java专门引入了“enum”关键字来表示枚举。对于枚举的定义和使用，下面分别进行详细介绍。,6.6.1 定义枚举,枚举的定义很简单，与类的定义很相似。定义枚举的语法格式如下所示。 其中，参数Modifier表示枚举修饰符，与类的修饰符一样，可以是public、private等。参数enum为关键字。参数enumName表示枚举名称，可以由用户任意定义，但需要符合Java标识符的命名规范。参数enumInstanceList表示枚举实例列表，多个实例之间用逗号分隔。另外，枚举中也可以定义方法，形式同类

18、方法一样。,6.6.2 使用枚举,在Java语言中，所有枚举类都是java.lang.Enum的子类。Enum类提供了values()和valueOf()方法用来访问枚举值。,6.6.3 枚举带来的变化,引入枚举类型以后，对于以前的一些处理方法采用枚举来实现变得更加方便。 （1）枚举类型是一个常量集合的数据类型。在引入枚举之前，类似枚举的结构更多的是用类似“public static final int”的语句进行实现。 引入枚举之后，对以前定义形式的最明显改进是类型安全。和int不同，不能错误地用枚举的一种类型代替另一种类型，而所有的int对编译器来说都是一样的。除去极少数例外的情况，通常都应该用enum实例替换全部的枚举风格的int结构。 （2）引入枚举类型之后，产生的另一个影响是switch语句。有了枚举以后，switch语句的类型不再只能是byte、char、short、int类的数值型，而是可以为枚举。枚举与switch语句的结合使用，使得程序变得更加简洁。,6.7 自动装箱和拆箱,自动装箱和拆箱是J2SE 5.0版本以后引入的新特性，用于解决Java语言基本数据类型与包装数据类型之间的转换问题。下面首先介绍一下包装类型，然后再介绍装箱与拆箱。,6.