Java学习日记基础篇（九) —— 集合框架，泛型，异常
集合框架
有事我们会需要一个能够动态的调整大小的数组，比如说要添加新员工但是数组已经满了，并且数组的大小是在定义的时候定死的，所以我们就需要一个能够动态调整大小的数组或者用链表解决，而java中提供了这样一组数组，名为集合类。（有事还是需要链表来解决一些问题的）
重要的就是linkedlist，arraylist，vector，hashset，hashmap
从图中可以看出Java的集合类主要有以下几种：
- List结构的集合类 —— ArrayList类，LinkedList类，Vector类，Stack类
- Map结构的集合类 —— HashMap类，HashTable类
- Set结构的集合类 —— HashSet类，Hashtable类
- Queue结构的集合 —— Queue接口
List类——列表结构
ArrayList和Vector的区别
- 同步性：Vector是同步的而ArrayList则是异步的。所以ArrayList是不安全的但是效率高。
- 数据增长：Vector会增长一倍的原数组的大小，ArrayList会增长原来的50%，所以集合所占的空间要比实际的需求要大
ArrayList类
//使用ArrayList类就要引入一个包 import java.util.*; public class test1 { public static void main(String[] args) { //定义一个ArrayList对象 ArrayList al = new ArrayList(); //显示大小,用ArrayList类提供的size方法 System.out.println("大小是："+al.size()); //向al中加入数据(类型是Object,Java中所有的类都是从Object中集成下来的，这意味着集合中可以放所有类型的类) //创建一个职员 Clerk clerk1 = new Clerk("松江", 50, 1000); Clerk clerk2 = new Clerk("吴用",45,1200); //将clerk1加入到al中 al.add(clerk1);//默认加载到尾部 al.add(clerk2); System.out.println("大小是："+al.size()); //如何访问al中对象(数据) //访问第一个对象 //Clerk temp = al.get(0);//get()返回的对象是object类型的,是clerk类型的父类,所以会报错 //强制转换 Clerk temp = (Clerk)al.get(0); System.out.println("第一个人的名字是:"+ temp.getName()); //从al中删除一个对象 al.remove(1); } } class Clerk { private String name; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public float getSal() { return sal; } public void setSal(float sal) { this.sal = sal; } private int age; private float sal; public Clerk(String name,int age,float sal) { this.name = name; this.age = age; this.sal = sal; } }
用ArrayList来实现一个简单的员工管理系统
LinkedList类
import java.util.*; public class test4 { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub LinkedList l1 = new LinkedList(); Emp emp1 = new Emp("sa01","aa",1.2f); Emp emp2 = new Emp("sa01","bb",1.2f); l1.addFirst(emp1);//直接往前加,在链表的最前边 l1.addFirst(emp2); for(int i=0;i<l1.size();i++) { System.out.println(((Emp)l1.get(i)).getName()); } l1.remove(0);//删除也是原来的命令 for(int i=0;i<l1.size();i++) { System.out.println(((Emp)l1.get(i)).getName()); } } }
Vector类
Stack类
Map结构的集合类
HashMap和Hashtable的区别
- 历史原因：Hashtable是基于陈旧的Dictonary类的，HashMap是java 1.2引进的Map接口的一个实现
- 同步性：HashTable是同步的。这个类中的一些方法保证了Hashtable中的对象是线程安全的。而HashMap则是异步的，因此HashMap中的对象并不是线程安全的。因为同步的要求会影响执行的效率，所以如果不需要线程安全的集合那么使用HashMap是一个很好的选择，这样可以避免由于同步带来的不必要的性能开销，从而提高效率
- 值：HashMap可以让你将空值作为一个表的条目的key或value，但是Hashtable是不能放入空值的
HashMap类
1 public class test7 { 2 public static void main(String[] args) 3 { 4 //创建一个HashMap对象 5 HashMap hm = new HashMap(); 6 Emp emp1 = new Emp("s001","aaa",12.3f); 7 Emp emp2 = new Emp("s002","bbb",12.3f); 8 Emp emp3 = new Emp("s003","ccc",2.3f); 9 10 11 //将emp放入到hm中 12 //以键值对的形式存入的,查询的时候可以通过是否有指定键或值来查找 13 //键是key,值是value 14 hm.put("s001", emp1); 15 hm.put("s002", emp2); 16 } 17 }
HashMap的对象的键的值是唯一的
public class test7 { public static void main(String[] args) { //创建一个HashMap对象 HashMap hm = new HashMap(); Emp emp1 = new Emp("s001","aaa",12.3f); Emp emp2 = new Emp("s002","bbb",12.3f); Emp emp3 = new Emp("s003","ccc",2.3f); //将emp放入到hm中 //以键值对的形式存入的,查询的时候可以通过是否有指定键或值来查找 //键是key,值是value hm.put("s001", emp1); hm.put("s002", emp2); hm.put("s002", emp3);//emp3会替换掉emp2,不键允许重复 //如果你要查找编号是s002的人 if(hm.containsKey("s002"))//有这个键就返回真,没有就返回假 { System.out.println("有这个员工"); //如何取出 Emp emp=(Emp)hm.get("s002"); System.out.print("名字:"+emp.getName()); } else{System.out.println("没有");} } }
遍历集合中所有的对象
import java.util.*; public class test7 { public static void main(String[] args) { //创建一个HashMap对象 HashMap hm = new HashMap(); Emp emp1 = new Emp("s001","aaa",12.3f); Emp emp2 = new Emp("s002","bbb",12.3f); Emp emp3 = new Emp("s003","ccc",2.3f); //将emp放入到hm中 hm.put("s001", emp1); hm.put("s002", emp2); hm.put("s003", emp3);//emp3会替换掉emp2,不键允许重复 //遍历HashMap中所有的key和value //用迭代器Iterator Iterator it = hm.keySet().iterator(); //hasNext返回一个boolean while(it.hasNext()) { //取出key String key = it.next().toString(); //通过key取出value Emp emp =(Emp)hm.get(key); System.out.println("名字:"+emp.getName()); } } }
注意：取出来的是乱序的，所以这是它的一个缺点
Hashtable类
总结
java的设计者给我们提供了这些集合类，在后面编程中式相当有用的，具体什么时候用什么集合，要根据我们刚才分析的集合一同来选取。
- 如果要求线程安全，使用Vector、Hashtable
- 如果不要求线程安全，应使用ArrayList，LinkedList，HashMap
- 如果要求有--键值对，则使用HashMap，Hashtable
- 如果数据量很大，又要考虑线程安全用Vector
泛型
泛型的本质是参数化类型，也就是说所有操作的数据类型被指定成为一个参数。这种参数类型可以在类，接口和方法的创建中，分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。
Java引入泛型的好处是安全简单。泛型的好处是在编译的时候检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的，提高代码的重用率。
案例：取出集合中的对象的时候需要进行强制的类型转换，否则会报错
import java.util.*; * 功能:了解泛型的必要性 * 时间:2018.10.26 public class test4 { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub ArrayList al = new ArrayList(); Dog dog1 = new Dog(); //放入到集合中 al.add(dog1); //取出 Dog temp = (Dog)al.get(0);//要有一个强转类型 } } class Dog { private String name; private int age; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } }
我们在创建一个猫类，可以看出猫类中属性的数据类型和狗类的完全相同，但是表达的意义却不相同，这会引发一个常见的错误，dog类不能转换成dog类型
package project1; import java.util.*; * 功能:了解泛型的必要性 * 时间:2018.10.26 public class test4 { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub ArrayList al = new ArrayList(); Dog dog1 = new Dog(); //放入到集合中 al.add(dog1); //取出 //Dog temp = (Dog)al.get(0);//要有一个强转类型 Cat temp = (Cat)al.get(0); //这样写也不会报错, //但编译的时候会出错--类型转换出错 } } class Dog { private String name; private int age; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } } class Cat { private String color; public String getColor() { return color; } public void setColor(String color) { this.color = color; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } private int age; }
用泛型类解决这个问题
泛型的经典用法——Java中的反射机制
1 public class test5 { 2 3 /** 4 * @param args 5 */ 6 public static void main(String[] args) { 7 // TODO Auto-generated method stub 8 Gen<String> gen1 = new Gen<String>("aaa");//括号内填写字符串类型 9 gen1.showTypeName(); 10 Gen<Integer> gen2 = new Gen<Integer>(1);//括号内是Integer类型 11 gen2.showTypeName(); 12 13 // 14 Gen<Bird> gen3 = new Gen<Bird>(new Bird());//括号内是自己新new的Bird类型 15 gen3.showTypeName(); 16 17 } 18 19 } 20 21 //定义一个鸟类 22 class Bird 23 { 24 public void testt1() 25 { 26 System.out.println("aa"); 27 } 28 public void count(int a,int b) 29 { 30 System.out.println(a+b); 31 } 32 } 33 class Gen<T> //T是自己定义的一个类,传入的是什么类型就是什么类型 34 { 35 private T o; 36 //构造函数 37 public Gen(T a) 38 { 39 o=a; 40 } 41 //得到T的类型名称 42 public void showTypeName() 43 { 44 System.out.println("类型是:"+o.getClass().getName()); 45 } 46 47 } 48 49 结果: 50 类型是:java.lang.String 51 类型是:java.lang.Integer 52 类型是:project1.Bird
通过反射机制可以拿到类的很多信息
import java.lang.reflect.Method; public class test5 { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { // Gen<Bird> gen3 = new Gen<Bird>(new Bird());//括号内是自己新new的Bird类型 gen3.showTypeName(); } } //定义一个鸟类 class Bird { public void testt1() { System.out.println("aa"); } public void count(int a,int b) { System.out.println(a+b); } } class Gen<T> //T是自己定义的一个类,传入的是什么类型就是什么类型 { private T o; //构造函数 public Gen(T a) { o=a; } //得到T的类型名称 public void showTypeName() { System.out.println("类型是:"+o.getClass().getName()); //通过反射机制,我们可以得到T这个类型的很多信息(比如得到成员函数名) Method []m = o.getClass().getDeclaredMethods(); //这个method需要导包 for(int i=0;i<m.length;i++) { System.out.println("函数名:"+m[i].getName()); } } } 运行结果: 类型是:project1.Bird 函数名:count 函数名:testt1
泛型的优点
- 类型安全
- 向后兼容
- 层次清晰
- 性能较高用GJ（Generic in Java泛型Java）编写的代码可以为java编译器和虚拟机带来更多的类型信息，这些信息对java程序做进一步优化提供条件着（以后就明白了）
异常处理
基本概念：当出现程序无法控制的外部环境问题（用户提供的文件不存在，文件内容损坏，网络不可用。。。）时，Java就会用异常对象来描述。
Java中用两种方法处理异常：
1、在发生异常的地方直接处理
2、将异常抛给调用者，让调用者处理
异常分类
- 检查性异常：java.lang.Exception
- 运行期异常：java.lang.RuntimeException
- 错误：java.lang.Error
顶层都是java.lang.Throwable集成而来，检查性异常，运行期异常，错误都是这个类的子孙类。
- 检查性异常（也叫编译异常）：程序正确，但因为外在的环境条件不满足引发。例如：用户错误及I/O问题。这不是程序本身的逻辑错误。对于商用软件系统，程序开发者必须考虑并处理这个问题。Java编译器强制要求处理这类异常，如果不能捕获这类异常，程序将不能被编译。
- 运行期异常：这意味着程序存在bug，如数组越界，0被除，入参不满足规范等等，这类异常需要更改程序来避免，Java编译器要求强制处理这类异常。
- 错误：一般很少见，也很难通过程序解决。它可能源于程序的bug，但一般更可能源于环境问题，如内存耗尽，杀毒软件太sd。错误在程序中无需处理，而由运行环境处理。
案例：
package project1; //要使用打开文件的类,就要引入IO包 import java.io.*; import java.net.*; public class test6 { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub //检查异常 1.打开一个不存在的文件 FileReader fr = new FileReader("d:\\a.text"); //2.连接一个不存在的ip端口 Socket s = new Socket("192.168.1.23" , 78); } }
运行期异常排错要比检查性异常难得多
public class test7 { public static void main(String[] args) { //1.除0操作 int a=4/0; //2.数组越界 int arr[] = {1,2,3}; System.out.println(arr[123]); } }
错误
异常的解决方法——捕获异常以及将异常抛出去
捕获异常
1 import java.io.*; 2 public class test8 { 3 public static void main(String[] args) { 4 try { 5 FileReader fr=new FileReader("d:\\aa.text"); 6 } 7 catch (Exception e)//Exception是最大的异常 8 { 9 // 把异常输出出来,易于排错 10 e.printStackTrace(); 11 } 12 13 //最小捕获--有什么异常就捕获什么异常 14 try { 15 FileReader fr=new FileReader("d:\\aa.text"); 16 } 17 catch (FileNotFoundException e) // 18 { 19 // 把异常输出出来,易于排错 20 e.printStackTrace(); 21 } 22 } 23 }
如果是最小捕获异常的话一次只能捕获一个异常
import java.io.*; import java.net.Socket; public class test8 { public static void main(String[] args) { //最小捕获--有什么异常就捕获什么异常 try { FileReader fr=new FileReader("d:\\aa.text"); Socket s = new Socket("192.168.1.23",88);//因为上局话出现异常后直接就跳到下面去了,所以这句话不会被执行 } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } catch(IOException e2) { e2.printStackTrace(); //但这句话不会执行 } } }
最大捕获则没有问题
还可以用getMessage方法输出信息，但是输出的内容简单，不会显示是哪一行出错
import java.io.*; import java.net.Socket; public class test8 { public static void main(String[] args) { //最小捕获--有什么异常就捕获什么异常 try { FileReader fr=new FileReader("d:\\aa.text"); } catch (FileNotFoundException e) { //输出错误信息 e.printStackTrace(); System.out.println("message:=" + e.getMessage()); //处理方法 } } }
finally
他是一个万能保险，经常使用。如果把finally块置放在try...catch...语句之后，finally块的语句一般都会得到执行，它相当于一个万能的保险，即使前面的try块发生异常，而又没有对应的异常的catch块，finally块将马上执行。
以下情况finally块将不会被执行
- finally块中发生了异常
- 程序所在线程死亡
- 在前面的代码中用了System.exit(); 退出系统
- 关闭cpu
打开文件后，不关闭是无法保存的
import java.io.*; import java.net.Socket; public class test9 { public static void main(String[] args) { FileReader fr=null; try { fr=new FileReader("d:\\aa.txt"); Socket s = new Socket("192.168.1.1",78); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } //此时会出现这样一种情况 //d盘中有这个文件,文件被打开了,但是没有这台主机,所以下面的会抛出异常 //这就造成了文件会一直打开的状态,文件不关闭是无法进行保存的 //这是就需要finally语句,如果没有特殊情况它是一定会执行的 finally{ System.out.println("进入finally"); //这个语句块,不管有没有出现异常,都会执行 //一般来说,把需要关闭的资源,比如说文件,打开的链接(数据库),内存等等 if(fr!=null) //如果文件不是空,就关闭它 { try { fr.close();//它还是有个异常,我们把它也try..catch掉 } catch (Exception e2) { // TODO: handle exception e2.printStackTrace(); } } } } }
注意：只有没有catch，只有try和finally也是能用的，但是一般没人这么用
抛出异常——将异常抛给调用者
一般不会这么用
import java.io.FileReader; public class test91 { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub Father father = new Father(); father.test1(); } } class Father { private Son son = null; public Father() { son = new Son(); } public void test1() { System.out.println("ellie"); // son.test2();//此时这个方法会抛出一个异常 try { son.test2(); } catch (Exception e) { // TODO: handle exception System.out.println("父亲在处理"); e.printStackTrace(); } } } class Son { public void test2() throws Exception //扔出去 { FileReader fr = null; //fr = new FileReader("d:\\dd.txt");//不try catch这条语句做处理,程序是无法执行的 //如果不想处理它,就把他扔出去 fr = new FileReader("d:\\dd.txt"); } }
报错信息——提示好几个地方有错的时候，只看最前面的错误就可以了
