JavaSE入门级-第十一课-泛型与集合

 

前言

jdk1.5是一个重大版本跟新，其中加入了泛型的概念，极大的化简了数据类型转换的编程

对象的造型

如果两个类之间存在继承关系，他们的对象可以相互转换

l  向上转型

子类对象 转变 成为父类对象，不需要显示声明直接转

l  向下转型

父类对象 转变 成为子类对象，需要强制声明也称为强转，为了防止异常出现需要使用关键字 instanceof 判断是否是实例

实例代码：

 

 

 

 

 

类型问题

有如下两个 代码类：

某一个属性存在争议，有些时候要用 String 有些时候要用 Integer

 

 

 

 

客户端代码：

 

 

 

 

 

解决办法

使用Object，因为Object是超类，所有类的父类

 

 

 

 

客户端代码：使用存在缺陷因为需要造型

 

 

 

 

泛型介绍

泛型，顾名思义泛指所有的类型，它可以使用一个标识符表示任何的类型，在声明该对象的时候指明是哪个类型可以完成自动转换

泛型简单应用

 

客户端代码：

 

 

 

 

解析：

泛型可以是任意的表示符，可以是单个字符，或者多个字母，类中如果出现泛型在类名上必须声明，使用<>

 

泛型语法

l  标识符的含义，语法虽然可以随便写，但是根据编码规范是不能随便写的

T – Type，G – General，E - Element，K - Key，V - Value

l  泛型可以多个声明

class Part<A,B,C,D,E,F,G>{ // TODO } 随便多少个都行

l  泛型类型可以嵌套

Part<Part<String>> p = new Part<Part<String>>();

l  泛型上界限

 

 

 

 

可以使用 extends 表示泛型可以改变的范围

 

泛型类

类声明时定义泛型，类体可以使用

 

泛型方法

如果仅仅只是在某个方法中会出现泛型，可以直接在方法处声明

 

 

 

 

调用时直接传参数即可

 

泛型通配符

当一个方法入参是泛型时，我们又需要使用它的类型可以使用泛型通配符 ?

（以后会说）

 

泛型通配符的上下界

l  通配符的上限，只能是 Number 的子类，或者本身

 

 

 

 

l  通配符的下限，只能是 Type 的父类，或者本身

 

 

 

 

 

集合序列

练习

l  完成一个数组工具类，要求能实现，数组元素的新增，删除，指定位置新增，指定位置删除（使用多态）

 

ArrayList 简单介绍

上文中我们花了大量的篇幅去实现数组的节点改动方法，java针对这种问题有集合序列类

l  ArrayList 实现元素的新增和删除

对比与数组的生命 ArrayList更加简便，构造一个ArrayList

ArrayList<String> strList = new ArrayList<String>();

l  添加元素

 

 

 

 

l  删除元素

 

 

 

 

练习

l  使用ArrayList完成对数组方法的改造

 

java.util.Collection<E>

集合接口规范，Collection是集合接口，定义了一系列方法，包括遍历，添加，移除

l  add(E e)

添加元素

l  addAll(Collection c)

添加一整个集合

l  clear()

清空集合

l  contains(Object o)

判断是否包含整个集合

l  isEmpty()

判断集合内是否有其他元素

（注意：接口是方法的抽象集合，它定义出了一套规范，是一种标准，尽管它没有实现）

集合类图

 

 

 

 

（提醒：看上去很复杂，也没说都要学啊）

l  简化版本

 

 

 

 

java.util.List

List是Collection的子接口，List规定了可重复对象集合的规范

java.util.List

-      java.util.ArrayList 底层实现是顺序表

-      java.util.LinkedList 底层实现是链表

java.util.ArrayList

l  List的一个实现类，常用方法：

 

 

 

 

l  代码实例：

 

 

 

 

其余方法参考文档

 

集合的遍历

遍历即循环输出，有标准序列 ArrayList<UserInfo> list = new ArrayList<UserInfo>();

l  标准for循环输出

for(int i=0;i<list.size();i++){

       System.out.println(list.get(i));

}

l  简写for循环输出

for(UserInfo u:list){ // UserInfo表示列表类型 u表示标量 list表示循环目标序列

       System.out.println(u);

}

简写for在遍历中使用较多

l  迭代器Iterator<E>

使用实现好的迭代器模型，完成迭代循环

 

 

 

 

 

练习：

l  使用集合序列完成员工信息录入系统

（要求：员工包括属性 员工号 姓名，实现系统能够完成员工的新增、修改、删除、查询）

 

 

java.util.LinkedList

List的一个实现类，基础实现原理是链表，对于元素的新增，移除操作更快

l  LinkedList除List之外的特殊方法

 

 

 

 

代码实例：

 

 

 

 

练习：

l  使用System.currentTimeMills() 测验 ArrayList 和 LinkedList的效率

 

java.util.Vector(了解)

Vector是矢量队列，支持，新增，修改，删除 自己去了解

Vector是线程安全的

 

固定长度的List

数组工具类 Arrays 提供一个方法 asList(Object… objs); 能够直接获得 List

 

 

 

 

l  这个List不是ArrayList类，是Arrays的内部类ArrayList,特别注意这个List不能添加删除元素

 

java.util.Set

Set就是集合，很多元素放在一起，不能保证元素的顺序，或者说没有明显的顺序，和Collection行为几乎一致，只不过Set不允许出现null

 

java.util.HashSet

Set的实现类，大多数时候我们选择的类（数据和方法的集合），HashSet是线程不安全的

l  常用方法

和Collection类似，也提供了 add() remove() 等等，见文档

l  实现原理

HashSet会依赖于 hash表，根据对象计算hashcode进行去重

 

java.util.TreeSet

Set的实现类，与HashSet行为几乎一致，但是它是有序的，能够保证存取顺序

l  常用方法，见文档

 

栈和队列

在《数据结构》中，有两种常见的线性结构，栈和队列，这两种输入容器java做了实现

l  栈 java.util.Stack

继承至 Vector 具备List的方法，当然也有栈的特殊方法，存储策略 FILO

 

 

 

 

 

l  队列 java.util.Queue

继承至 Collection，存储策略 FIFO

 

 

 

 

 

映射

映射类型数据Map，如果没有连续的内存空间可以使用链表，也可以使用集合映射,映射数据以键值对的组合形式出现  Key-Value

java.util.Map

l  Map的方法集合有：

 

 

 

 

l  put(K,V) 方法

将元素键值对添加到 Map中

l  get(K) 方法

根据key获取对应元素

 

java.util.HashMap

HashMap 是Map的常用实现类，底层数显原理，是使用数组和链表的结合（以后再说）

l  代码实例：

 

 

 

 

 

Map的keySet，values，entrySet

l  keySet的返回是一个Set集合，能一次性获取所有的Key，用于遍历

 

 

 

 

l  values的返回是一个 Collection集合，能一次性获取所有的Value

 

 

 

 

l  entrySet的返回是一个Set集合，能够一次性获取所有的Entry

（注意：单独的Entry是一个接口，一个键值对就称为称为一个entry）

 

 

Map的四种遍历方式

有Map映射集合 Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();

l  使用for循环遍历keySet

 

 

 

 

l  使用迭代器迭代keySet

 

 

 

 

l  使用简写for循环Entry

 

 

 

l  使用for直接遍历values

 

 

 

练习：

l  使用Map改造之前的员工系统

 

其它Map实现类

HashMap,TreeMap,HashTable,以及类图中显示的内容

 

集合 及 映射的问题总结

重要是不重要，但是面试就是爱问问问，工作中 只会用 ArrayList 和 HashMap

HashMap，TreeMap，HashTable的区别

l  TreeMap是有序的，HashMap和HashTable是无序的

l  HashTable是同步的，其它是不同步的即线程不安全的

l  HashMap的效率会高于HashTable因为同步的原因

l  HashTable不许null值

l  HashMap允许null值，K-V都允许

 

List，Set的区别

l  list允许对象重复，也可以添加null，存储是有序的

l  set不允许对象重复，只能有一个null，存储是无序的

 

ArrayList，LinkedList，Vector的区别

l  ArrayList是顺序表结构，查询遍历快，新增移除慢

l  LinkedList是链表结构，查询慢，新增移除慢

l  Vector和ArrayList类似，它是同步的，即线程安全

 

HashSet，TreeSet的区别

l  HashSet依赖于hashcode可以放null

l  TreeSet依赖于树 不可以放null

 

HashMap底层实现原理（了解）

HashMap允许空值，依赖于hashcode实现，在JDK1.2都是hash算法，在1.8时有了改进，是数组加链表的组合实现

l  数组特点：连续空间，访问迅速

l  链表特点：逻辑连续，新增删除节点迅速

l  hash表特点：查询高效

我们来看一张map存储结构图：

 

 

 

l  map.put方法

其实就是把key的值按照hash算法转换成对应的数组下标，并且挂在改下标后面，使用hash算法就不能避免重复问题，如果不同对象得到了相同的hashcode，那我们会使用链表去存储它，如果这个链表超过了一定的长度，我们会使用红黑树进行转换格式

 

l  map.get 方法

首先按照key的hash值快速查找，如果没有找到下标位置的元素就返回null，如果找到之后是一个链表结构，表示这个hashcode有冲突，这时会拿key的具体值去equals每一个节点查找，知道找到具体的value为止

 

l  高效查找，高效新增

hashmap的设计，数组部分用于查询，链表部分用户新增节点

 

l  JDK1.8的HashMap

在get() 之后，会有一个链表遍历部分，一般很吵出现多个冲突的情况，真实存在jdk1.8的做法是讲链表改造成为 红黑树 转变的标准是8个节点，当红黑树节点 少于6个又会转换成为链表

 

l  HashMap的扩容因子

HashMap的默认长度是16，默认的扩容因子是0.75，意思就是当底层数据达到容量的75%数组就开始扩容，扩容的大小为初始化容量的2倍

（注意：alibaba 规范规定 新建HashMap(16)）