java面向对象:API(接口)与集合(ArrayList)

Java 面向对象：API(接口)与集合(ArrayList)完整攻略

什么是接口

在 Java 编程中，接口是一种抽象类型，它描述了类能做什么而不描述它们是怎么做到的。接口定义了一个类应该有哪些方法，并且不提供这些方法的实现。任何实现这个接口的类都必须提供它定义的方法。

接口的语法如下：

// 定义一个接口
public interface Interface {
    // 这是接口中的一个方法声明，它没有提供实现
    public void someMethod();
}

接口方法必须是公共的，不能是私有的。虽然接口不能提供方法的实现，但是可以有默认方法。默认方法可以提供实现，如果某个类实现了该接口但没有实现该默认方法，则会使用默认实现。

public interface Interface {
    default void someMethod() {
        System.out.println("This is a default implementation of the method.");
    }
}

什么是集合

在 Java 编程中，集合是用于存储一组对象的容器。不同于数组，集合可以动态添加或删除元素，并且可以动态改变大小。Java 提供了许多不同的集合类来满足不同的需求，最常用的是 ArrayList。

ArrayList

ArrayList 是一个基于数组实现的动态数组，可以存储任意类型的对象。它提供了许多方法来操作元素，比如添加、删除、修改、查找等等。

创建一个 ArrayList 的语法如下：

// 创建一个空的 ArrayList
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

// 创建一个带有初始化元素的 ArrayList
ArrayList<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("a", "b", "c"));

插入元素：

list.add("d"); // 在末尾添加一个元素
list.add(1, "e"); // 在指定索引位置插入一个元素

删除元素：

list.remove(1); // 删除指定索引位置的元素
list.remove("a"); // 删除指定元素

修改元素：

list.set(1, "f"); // 修改指定索引位置的元素

查找元素：

list.get(1); // 获取指定索引位置的元素
list.indexOf("a"); // 获取指定元素的索引位置，如果不存在则返回 -1
list.contains("a"); // 返回是否包含指定元素
list.isEmpty(); // 返回是否为空
list.size(); // 返回元素个数

示例说明

接口示例

下面是一个实现接口的示例：

interface Shape {
    double getArea();
}

class Circle implements Shape {
    private double radius;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    public double getArea() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

class Rectangle implements Shape {
    private double width;
    private double height;

    public Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    public double getArea() {
        return width * height;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Shape circle = new Circle(5);
        Shape rectangle = new Rectangle(3, 4);

        System.out.println("The area of the circle is " + circle.getArea());
        System.out.println("The area of the rectangle is " + rectangle.getArea());
    }
}

在这个示例中，定义了一个 Shape 接口，它有一个抽象方法 getArea，没有提供实现。接着定义了两个类实现该接口：Circle 类和 Rectangle 类，分别计算圆和长方形的面积。最后在主函数中创建一个 Circle 对象和一个 Rectangle 对象，调用它们的 getArea 方法来计算面积并输出。

ArrayList 示例

下面是一个 ArrayList 的示例：

import java.util.ArrayList;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);

        System.out.println("Initial list: " + list);

        list.add(4);
        System.out.println("After adding 4: " + list);

        list.remove(1);
        System.out.println("After removing index 1: " + list);

        list.set(0, 5);
        System.out.println("After setting index 0 to 5: " + list);

        System.out.println("Index of 3: " + list.indexOf(3));
        System.out.println("Size of the list: " + list.size());
    }
}

在这个示例中，创建了一个 ArrayList 对象 list，初始元素为 1, 2, 3。然后依次调用 add 方法添加一个元素，remove 方法删除一个元素，set 方法修改元素，indexOf 方法查找元素索引位置，size 方法获取元素个数，并输出结果。