第十八講 二叉樹、JDK8函數式接口、File類、輸入流與輸出流、字節流與字符流、文件複製的實現

導讀

二叉樹:是一種優秀的算法。

JDK8新特性:函數式接口與Lambda表達式。

File類:文件目錄或者文件對象。

輸入流與輸出流:底層數據傳輸技術。

字節流與字符流:不同的傳遞媒介,有不同的特性。

文件複製:採用IO技術的底層傳輸實現重新寫出文件。


①、二叉樹

     概念分析:用Java實現二叉樹的前序,中序,後序,層序遍歷, S型層序遍歷

算法簡述:

前三個算法在於輸出當前節點的位置,

1、前序: 在遞歸左右兒子之前,輸出當前節點

代碼如下:

void PreOrderPrint(){  
    System.out.print(value.toString() + " ");  
    if(left != null)  
        left.PreOrderPrint();  
    if(right != null)  
        right.PreOrderPrint();  


2、中序:在遞歸左右兒子中間,輸出

代碼如下:

void InOrderPrint(){  
    if(left != null)  
        left.InOrderPrint();  
    System.out.print(value.toString() + " ");  
    if(right != null)  
        right.InOrderPrint();  
}

  

3、後序:在遞歸左右兒子之後輸出

代碼如下:

void PostOrderPrint(){  
    if(left != null)  
        left.PostOrderPrint();  
    if(right != null)  
        right.PostOrderPrint();  
    System.out.print(value.toString() + " ");  
}


4、層序遍歷,這裏的實現方式類似於兩個簸箕(queue1 和 queue2)之間互相倒,知道誰都沒有後繼節點位置,即兩個簸箕都爲空,此處是兩個隊列都爲空——

代碼如下:

void LevelOrderPrint(){  
    if(this == null)  
        throw new IllegalArgumentException("null node !");  
    Queue<Node<E>> queue1 = new LinkedList<Node<E>>();  
    Queue<Node<E>> queue2 = new LinkedList<Node<E>>();  
    queue1.add(this);  
    while(!queue1.isEmpty() || !queue2.isEmpty()){  
        if(queue2.isEmpty()){  
            while(!queue1.isEmpty()){  
                Node<E> currentNode = queue1.poll();  
                System.out.print(currentNode.value.toString() + " ");  
                if(currentNode.left != null){  
                    queue2.add(currentNode.left);  
                }  
                if(currentNode.right != null){  
                    queue2.add(currentNode.right);  
                }  
            }  
        }  
        else{  
            while(!queue2.isEmpty()){  
                Node<E> currentNode = queue2.poll();  
                System.out.print(currentNode.value.toString() + " ");  
                if(currentNode.left != null){  
                    queue1.add(currentNode.left);  
                }  
                if(currentNode.right != null){  
                    queue1.add(currentNode.right);  
                }  
            }  
        }  
        System.out.println();  
    }        

 5、S型層序遍歷,就是把上面使用的queue換爲stack,注意左右子節點添加順序,就可以了——

代碼如下:

//Print By Level S-style  
public void S_LevelOrderPrint(){  
    Stack<Node<E>> stack1 = new Stack<Node<E>>();  
    Stack<Node<E>> stack2 = new Stack<Node<E>>();  
    stack1.add(this);  
    while(!stack1.isEmpty() || !stack2.isEmpty()){  
        if(stack1.isEmpty()){  
            while(!stack2.isEmpty()){  
                Node<E> currentNode = stack2.pop();  
                System.out.print(currentNode.value + " ");  
                if(currentNode.left != null)  
                    stack1.push(currentNode.left);  
                if(currentNode.right != null)  
                    stack1.push(currentNode.right);  
            }  
        }else{  
            while(!stack1.isEmpty()){  
                Node<E> currentNode = stack1.pop();  
                System.out.print(currentNode.value + " ");  
                if(currentNode.right != null)  
                    stack2.add(currentNode.right);  
                if(currentNode.left != null)  
                    stack2.add(currentNode.left);  
            }  
        }  
        System.out.println();  
    }  


上面的各種分析方式都羅列出來了,下面我們來看一下完整的二叉樹代碼:

package offer;  
  
import java.util.LinkedList;  
import java.util.Queue;  
import java.util.Stack;  
  
  
class Node<E extends Comparable<E>>{  
    Node<E> left;  
    Node<E> right;  
    E value;  
    Node(){  
        left = null;  
        right = null;  
        value = null;  
    }  
    Node(E value){  
        this.value = value;  
        left = null;  
        right = null;  
    }  
      
    void PreOrderPrint(){  
        System.out.print(value.toString() + " ");  
        if(left != null)  
            left.PreOrderPrint();  
        if(right != null)  
            right.PreOrderPrint();  
    }  
      
    void InOrderPrint(){  
        if(left != null)  
            left.InOrderPrint();  
        System.out.print(value.toString() + " ");  
        if(right != null)  
            right.InOrderPrint();  
    }  
      
    void PostOrderPrint(){  
        if(left != null)  
            left.PostOrderPrint();  
        if(right != null)  
            right.PostOrderPrint();  
        System.out.print(value.toString() + " ");  
    }  
      
    //Print By Level  
    void LevelOrderPrint(){  
        if(this == null)  
            throw new IllegalArgumentException("null node !");  
        Queue<Node<E>> queue1 = new LinkedList<Node<E>>();  
        Queue<Node<E>> queue2 = new LinkedList<Node<E>>();  
        queue1.add(this);  
        while(!queue1.isEmpty() || !queue2.isEmpty()){  
            if(queue2.isEmpty()){  
                while(!queue1.isEmpty()){  
                    Node<E> currentNode = queue1.poll();  
                    System.out.print(currentNode.value.toString() + " ");  
                    if(currentNode.left != null){  
                        queue2.add(currentNode.left);  
                    }  
                    if(currentNode.right != null){  
                        queue2.add(currentNode.right);  
                    }  
                }  
            }  
            else{  
                while(!queue2.isEmpty()){  
                    Node<E> currentNode = queue2.poll();  
                    System.out.print(currentNode.value.toString() + " ");  
                    if(currentNode.left != null){  
                        queue1.add(currentNode.left);  
                    }  
                    if(currentNode.right != null){  
                        queue1.add(currentNode.right);  
                    }  
                }  
            }  
            System.out.println();  
        }  
    }  
      
    //Print By Level S-style  
    public void S_LevelOrderPrint(){  
        Stack<Node<E>> stack1 = new Stack<Node<E>>();  
        Stack<Node<E>> stack2 = new Stack<Node<E>>();  
        stack1.add(this);  
        while(!stack1.isEmpty() || !stack2.isEmpty()){  
            if(stack1.isEmpty()){  
                while(!stack2.isEmpty()){  
                    Node<E> currentNode = stack2.pop();  
                    System.out.print(currentNode.value + " ");  
                    if(currentNode.left != null)  
                        stack1.push(currentNode.left);  
                    if(currentNode.right != null)  
                        stack1.push(currentNode.right);  
                }  
            }else{  
                while(!stack1.isEmpty()){  
                    Node<E> currentNode = stack1.pop();  
                    System.out.print(currentNode.value + " ");  
                    if(currentNode.right != null)  
                        stack2.add(currentNode.right);  
                    if(currentNode.left != null)  
                        stack2.add(currentNode.left);  
                }  
            }  
            System.out.println();  
        }  
    }  
}  
  
class BinarySearchTree<E extends Comparable<E>>{  
    private Node<E> root;  
      
    public Node<E> getRoot(){  
        return root;  
    }  
      
    BinarySearchTree(){  
        root = null;  
    }  
      
    public void InsertNode(E value){  
        if(root == null){  
            root = new Node<E>(value);  
            return;  
        }  
        Node<E> currentNode = root;  
        while(true){  
            if(value.compareTo(currentNode.value) > 0){  
                if(currentNode.right == null){  
                    currentNode.right = new Node<E>(value);  
                    break;  
                }  
                currentNode = currentNode.right;  
            }else{  
                if(currentNode.left == null){  
                    currentNode.left = new Node<E>(value);  
                    break;  
                }  
                currentNode = currentNode.left;  
            }  
        }  
    }  
      
}  
  
public class LevelPrintOfBinaryTree<E extends Comparable<E>> {  
    public static void main(String[] args) {  
        BinarySearchTree<Integer> tree = new BinarySearchTree<Integer>();  
        {  
            tree.InsertNode(4);  
            tree.InsertNode(2);  
            tree.InsertNode(1);  
            tree.InsertNode(3);  
            tree.InsertNode(6);  
            tree.InsertNode(5);  
            tree.InsertNode(7);  
            tree.InsertNode(8);  
        }  
        System.out.print("PreOrderPrint: ");  
        tree.getRoot().PreOrderPrint();  
        System.out.print("\nInOrderPrint: ");  
        tree.getRoot().InOrderPrint();  
        System.out.print("\nPostOrderPrint: ");  
        tree.getRoot().PostOrderPrint();  
        System.out.println("\nLevelOrderPrint: ");  
        tree.getRoot().LevelOrderPrint();  
        System.out.println("\nS_LevelOrderPrint: ");  
        tree.getRoot().S_LevelOrderPrint();  
    }  


JDK8新特性之:函數式接口與Lambda表達式——

這裏來講解一下Java8 新特性中的函數式接口, 以及和Lambda 表達式的關係。看到過很多不少介紹Java8特性的文章,都會介紹到函數式接口和lambda表達式,但是都是分別介紹,沒有將兩者的關係說明清楚,在這裏,把自己的理解整理如下:

詳細分析如下——

一、函數式接口:

  函數式接口其實本質上還是一個接口,但是它是一種特殊的接口:SAM類型的接口(Single Abstract Method)。定義了這種類型的接口,使得以其爲參數的方法,可以在調用時,使用一個lambda表達式作爲參數。從另一個方面說,一旦我們調用某方法,可以傳入lambda表達式作爲參數,則這個方法的參數類型,必定是一個函數式的接口,這個類型必定會使用@FunctionalInterface進行修飾。

  從SAM原則上講,這個接口中,只能有一個函數需要被實現,但是也可以有如下例外:

    1. 默認方法與靜態方法並不影響函數式接口的契約,可以任意使用,即

      函數式接口中可以有靜態方法,一個或者多個靜態方法不會影響SAM接口成爲函數式接口,並且靜態方法可以提供方法實現

      可以由 default 修飾的默認方法方法,這個關鍵字是Java8中新增的,爲的目的就是使得某一些接口,原則上只有一個方法被實現,但是由於歷史原因,不得不加入一些方法來兼容整個JDK中的API,所以就需要使用default關鍵字來定義這樣的方法

    2. 可以有 Object 中覆蓋的方法,也就是 equals,toString,hashcode等方法。

  JDK中以前所有的函數式接口都已經使用 @FunctionalInterface 定義,可以通過查看JDK源碼來確認,以下附JDK 8之前已有的函數式接口:

            java.lang.Runnable

            java.util.concurrent.Callable

            java.security.PrivilegedAction

            java.util.Comparator

            java.io.FileFilter

            java.nio.file.PathMatcher 

            java.lang.reflect.InvocationHandler

            java.beans.PropertyChangeListener

            java.awt.event.ActionListener  

            javax.swing.event.ChangeListener


代碼如下——

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    /**
     * When an object implementing interface <code>Runnable</code> is used
     * to create a thread, starting the thread causes the object's
     * <code>run</code> method to be called in that separately executing
     * thread.
     * <p>
     * The general contract of the method <code>run</code> is that it may
     * take any action whatsoever.
     *
     * @see     java.lang.Thread#run()
     */
    public abstract void run();
}

@FunctionalInterface
interface Converter<F, T> {
    T convert(F from);
}

/** 測試一下 **/

Converter<String, Integer> converter = (from) -> Integer.valueOf(from);
Integer converted = converter.convert("123");

注:方法和構造函數引用在Java8中可以通過 :: 操作符調用


自行設計的方法中, 如果可以接收 lambda 表達式, 則可以使用 Function 作爲參數, 如下爲一些已經實現的函數式接口:

代碼如下——

    // Function<T, R> -T作爲輸入,返回的R作爲輸出
    Function<String,String> function = (x) -> {System.out.print(x+": ");return "Function";};
    System.out.println(function.apply("hello world"));
    //Predicate<T> -T作爲輸入,返回的boolean值作爲輸出
    Predicate<String> pre = (x) ->{System.out.print(x);return false;};
    System.out.println(": "+pre.test("hello World"));
    //Consumer<T> - T作爲輸入,執行某種動作但沒有返回值
    Consumer<String> con = (x) -> {System.out.println(x);};
    con.accept("hello world");
    //Supplier<T> - 沒有任何輸入,返回T
    Supplier<String> supp = () -> {return "Supplier";};
    System.out.println(supp.get());
    //BinaryOperator<T> -兩個T作爲輸入,返回一個T作爲輸出,對於“reduce”操作很有用
    BinaryOperator<String> bina = (x,y) ->{System.out.print(x+" "+y);return "BinaryOperator";};
    System.out.println("  "+bina.apply("hello ","world"));


二、Lambda表達式(這裏只是簡單提一下)

書寫方法:  e -> System.out.println( e )

    1. 三部分構成


        參數列表

        符號 ->

        函數體 : 有多個語句,可以用{} 包括, 如果需要返回值且只有一個語句,可以省略 return

    2. 訪問控制:

        可以訪問類的成員變量和局部變量(非final會自動隱含轉爲final) ——


三、File類核心常用方式

     代碼如下:

java中File類的常用所有方法及其應用


創建:
createNewFile()在指定位置創建一個空文件,成功就返回true,如果已存在就不創建,然後返回false。
mkdir()  在指定位置創建一個單級文件夾。
mkdirs()  在指定位置創建一個多級文件夾。
renameTo(File dest)如果目標文件與源文件是在同一個路徑下,那麼renameTo的作用是重命名, 如果目標文件與源文件不是在同一個路徑下,那麼renameTo的作用就是剪切,而且還不能操作文件夾。 


刪除:
delete()  刪除文件或者一個空文件夾,不能刪除非空文件夾,馬上刪除文件,返回一個布爾值。
deleteOnExit()jvm退出時刪除文件或者文件夾,用於刪除臨時文件,無返回值。
 判斷:
exists()  文件或文件夾是否存在。
isFile()  是否是一個文件,如果不存在,則始終爲false。
isDirectory()  是否是一個目錄,如果不存在,則始終爲false。
isHidden()  是否是一個隱藏的文件或是否是隱藏的目錄。
isAbsolute()  測試此抽象路徑名是否爲絕對路徑名。
 獲取:
getName()  獲取文件或文件夾的名稱,不包含上級路徑。
getAbsolutePath()獲取文件的絕對路徑,與文件是否存在沒關係
length()  獲取文件的大小(字節數),如果文件不存在則返回0L,如果是文件夾也返回0L。
getParent()  返回此抽象路徑名父目錄的路徑名字符串;如果此路徑名沒有指定父目錄,則返回null。
lastModified()獲取最後一次被修改的時間。


文件夾相關:
static File[] listRoots()列出所有的根目錄(Window中就是所有系統的盤符)
list()  返回目錄下的文件或者目錄名,包含隱藏文件。對於文件這樣操作會返回null。
listFiles()  返回目錄下的文件或者目錄對象(File類實例),包含隱藏文件。對於文件這樣操作會返回null。
list(FilenameFilter filter)返回指定當前目錄中符合過濾條件的子文件或子目錄。對於文件這樣操作會返回null。
listFiles(FilenameFilter filter)返回指定當前目錄中符合過濾條件的子文件或子目錄。對於文件這樣操作會返回null。


複製代碼
package com.file;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
/**
 * @author 王金龍
 * @date 創建時間: 2017-2-9 上午11:32:40
 * @version 1.0
 */
public class FileMethod {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //創建方法
/*

@SuppressWarnings("unused")
        File file = new File("F:\\a.txt");
        //System.out.println("創建成功了嗎?"+file.createNewFile());
        //System.out.println("單級文件夾創建成功了嗎?"+file.mkdir());
        //System.out.println("多級文件夾創建成功了嗎?"+file.mkdirs());
        //File dest = new File("F:\\電影\\c.txt");
        //System.out.println("重命名成功了嗎?"+file.renameTo(dest));
*/
/*     

//刪除方法
        File file = new File("F:\\電影");
        System.out.println("刪除成功了嗎?"+file.delete());
        file.deleteOnExit();
*/
        //判斷方法
/*        

File file = new File("F:\\a.txt");
        System.out.println("文件或者文件夾存在嗎?"+file.exists());
        System.out.println("是一個文件嗎?"+file.isFile());
        System.out.println("是一個文件夾嗎?"+file.isDirectory());
        System.out.println("是隱藏文件嗎?"+file.isHidden());
        System.out.println("此路徑是絕對路徑名?"+file.isAbsolute());
*/
        
        //獲取方法
/*
         File file = new File("f:\\a.txt");
        System.out.println("文件或者文件夾得名稱是:"+file.getName());
        System.out.println("絕對路徑是:"+file.getPath());
        System.out.println("絕對路徑是:"+file.getAbsolutePath());
        System.out.println("文件大小是(以字節爲單位):"+file.length());
        System.out.println("父路徑是"+file.getParent());
        //使用日期類與日期格式化類進行獲取規定的時間
        long  lastmodified= file.lastModified();
        Date data = new Date(lastmodified);
        SimpleDateFormat simpledataformat = new SimpleDateFormat("YY年MM月DD日 HH:mm:ss");
        System.out.println("最後一次修改的時間是:"+simpledataformat.format(data));
*/

        //文件或者文件夾的方法
        File[] file = File.listRoots();
        System.out.println("所有的盤符是:");
        for(File item : file){
            System.out.println("\t"+item);
        }
        File filename =new File("F:\\Java workspace\\Java");
        String[] name = filename.list();
        System.out.println("指定文件夾下的文件或者文件夾有:");
        for(String item : name){
            System.out.println("\t"+item);
        }
        File[] f = filename.listFiles();
        System.out.println("獲得該路徑下的文件或文件夾是:");
        for(File item : f){
            System.out.println("\t"+item.getName());
            }
        }
}


輸入流與輸出流——

在這裏我推薦一篇博客,寫得非常詳細,希望大家細心研讀,其作者心得很好。

【網址:http://blog.csdn.net/liuxiaogangqq/article/details/25892667/】



文件的複製操作——

/**
     * 複製文件
     * @param fromFile
     * @param toFile
     * <br/>
     * 2016年12月19日  下午3:31:50
     * @throws IOException 
     */
    public void copyFile(File fromFile,File toFile) throws IOException{
        FileInputStream ins = new FileInputStream(fromFile);
        FileOutputStream out = new FileOutputStream(toFile);
        byte[] b = new byte[1024];
        int n=0;
        while((n=ins.read(b))!=-1){
            out.write(b, 0, n);
        }
        
        ins.close();
        out.close();
    }


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