Java零基础学习-----JAVA核心类库(上)(七)

泛型

 

泛型机制

基本概念:

  • 通常情况下集合中可以存放不同类型的对象,是因为将所有对象都看做Object类型放入的,因此

从集合中取出元素时也是Object类型,为了表达该元素真实的数据类型,则需要强制类型转换,

而强制类型转换可能会引发类型转换异常。

  • 为了避免上述错误的发生,从Java5开始增加泛型机制,也就是在集合名称的右侧使用<数据类型>

的方式来明确要求该集合中可以存放的元素类型,若放入其它类型的元素则编译报错。

  • 泛型只在编译时期有效,在运行时期不区分是什么类型。

 

 

 

 

底层原理:

1.泛型的本质就是参数化类型,也就是让数据类型作为参数传递,其中E相当于形式参数负责占位,

而使用集合时<>中的数据类型相当于实际参数,用于给形式参数E进行初始化,从而使得集合中所

有的E被实际参数替换,由于实际参数可以传递各种各样广泛的数据类型,因此得名为泛型。

2.如:

//其中i叫做形式参数,负责占位                   其中E叫做形式参数,负责占位

//int i = 10;                                                    E = String;

//int i = 20;                                                    E = Integer;

public static void show(int i) {                          public interface List {

... ...

}                                                                   }

//其中10叫做实际参数,负责给形式参数初始化 //其中String叫做实际参数

show(10);                                                              List lt1 = ...;

show(20);                                                              List lt2 = ...;

 

泛型的本质就是将数据类型作为参数传递

 

自定义泛型接口:

泛型接口和普通接口的区别就是后面添加了类型参数列表,可以有多个类型参数,如:<E, T, .. >

 

 

自定义泛型方法类:

  • 泛型类和普通类的区别就是类名后面添加了类型参数列表,可以有多个类型参数,如:<E, T, .. >

等。

  • 实例化泛型类时应该指定具体的数据类型,并且是引用数据类型而不是基本数据类型。
  • 父类有泛型,子类可以选择保留泛型也可以选择指定泛型类型。
  • 子类必须是“富二代”,子类除了指定或保留父类的泛型,还可以增加自己的泛型。

 

自定义泛型方法:

  • 泛型方法就是我们输入参数的时候,输入的是泛型参数,而不是具体的参数。我们在调用这个泛型

方法的时需要对泛型参数进行实例化。

  • 泛型方法的格式:

[访问权限] <泛型> 返回值类型 方法名([泛型标识 参数名称]) { 方法体; }

  • 在静态方法中使用泛型参数的时候,需要我们把静态方法定义为泛型方法。

 

泛型被继承的处理方式:

 

 

泛型在继承上的体现:

如果BA的一个子类或子接口,而G是具有泛型声明的类或接口,则G并不是G的子类型!

比如:StringObject的子类,但是List并不是List的子类。

 

 

通配符的使用

  • 有时候我们希望传入的类型在一个指定的范围内,此时就可以使用泛型通配符了。
  • 如:之前传入的类型要求为Integer类型,但是后来业务需要Integer的父类Number类也可以传

入。

  • 泛型中有三种通配符形式:

<?> 无限制通配符:表示我们可以传入任意类型的参数。 /不支持添加,获取类型是Object

<? extends E> 表示类型的上界是E,只能是E或者是E的子类。 /不支持添加,获取类型是E

<? super E> 表示类型的下界是E,只能是E或者是E的父类。/添加类型不能超过E,获取类型是Object

 

 

 

Set集合(熟悉)

基本概念:

  • java.util.Set集合是Collection集合的子集合,与List集合平级。
  • 该集合中元素没有先后放入次序,且不允许重复。
  • 该集合的主要实现类是:HashSet类 和 TreeSet类以及LinkedHashSet类。
  • 其中HashSet类的底层是采用哈希表进行数据管理的。
  • 其中TreeSet类的底层是采用红黑树进行数据管理的。
  • 其中LinkedHashSet类与HashSet类的不同之处在于内部维护了一个双向链表,链表中记录了元

素的迭代顺序,也就是元素插入集合中的先后顺序,因此便于迭代。

 

 

哈希表:(元素为单项链表的数组)                         

 

 

红黑树:

 

 

 

常用方法:

参考Collection集合中的方法即可!

 

 

hashset底层是hashMap

 

 

元素放入HashSet集合的原理:

  • 使用元素调用hashCode方法获取对应的哈希码值,再由某种哈希算法计算出该元素在数组中的索

引位置。

  • 若该位置没有元素,则将该元素直接放入即可。
  • 若该位置有元素,则使用新元素与已有元素依次比较哈希值,若哈希值不相同,则将该元素直接放

入。

  • 若新元素与已有元素的哈希值相同,则使用新元素调用equals方法与已有元素依次比较。
  • 若相等则添加元素失败,否则将元素直接放入即可。
  • 思考:为什么要求重写equals方法后要重写hashCode方法呢?

解析:当两个元素调用equals方法相等时证明这两个元素相同,重写hashCode方法后保证这两个元

素得到的哈希码值相同,由同一个哈希算法生成的索引位置相同,此时只需要与该索引位置已有元

素比较即可,从而提高效率并避免重复元素的出现。

 

 

TreeSet集合

基本概念:

  • 二叉树主要指每个节点最多只有两个子节点的树形结构。
  • 满足以下3个特征的二叉树叫做有序二叉树。

a.左子树中的任意节点元素都小于根节点元素值;

b.右子树中的任意节点元素都大于根节点元素值;

c.左子树和右子树的内部也遵守上述规则;

  • 由于TreeSet集合的底层采用红黑树(特殊的有序二叉树)进行数据的管理,当有新元素插入到TreeSet集合时,需要使

用新元素与集合中已有的元素依次比较来确定新元素的合理位置。

  • 比较元素大小的规则有两种方式:

使用元素的自然排序规则进行比较并排序,让元素类型实现java.lang.Comparable接口;

使用比较器规则进行比较并排序,构造TreeSet集合时传入java.util.Comparator接口;

  • 自然排序的规则比较单一,而比较器的规则比较多元化,而且比较器优先于自然排序;

 

 

由于TreeSet集合底层是采用红黑树,所以元素有大小次序,默认从小到大打印

 

//从JAVA8开始支持Lambda表达式:(表达式)->{方法体}

Comparator<Student> comparator=(Student o1,Student o2)->{return o1.getAge()-o2.getAge()}

 

 

 

Map集合

基本概念:

  • java.util.Map<K,V>集合中存取元素的基本单位是:单对元素,其中类型参数如下:

K - 此映射所维护的键(Key)的类型,相当于目录。

V - 映射值(Value)的类型,相当于内容。

  • 该集合中key是不允许重复的,而且一个key只能对应一个value
  • 该集合的主要实现类有:HashMap类、TreeMap类、LinkedHashMap类、Hashtable类、

Properties类。

  • 其中HashMap类的底层是采用哈希表进行数据管理的。
  • 其中TreeMap类的底层是采用红黑树进行数据管理的。
  • 其中LinkedHashMap类与HashMap类的不同之处在于内部维护了一个双向链表,链表中记录了

元素的迭代顺序,也就是元素插入集合中的先后顺序,因此便于迭代。

  • 其中Hashtable类是古老的Map实现类,与HashMap类相比属于线程安全的类,且不允许null

key或者value的数值。

  • 其中Properties类是Hashtable类的子类,该对象用于处理属性文件,keyvalue都是String

型的。

  • Map集合是面向查询优化的数据结构, 在大数据量情况下有着优良的查询性能。
  • 经常用于根据key检索value的业务场景。

 

 

 

 

常用方法:

 

元素放入HashMap集合的原理:

  • 使用元素的key调用hashCode方法获取对应的哈希码值,再由某种哈希算法计算在数组中的索引

位置。

  • 若该位置没有元素,则将该键值对直接放入即可。
  • 若该位置有元素,则使用key与已有元素依次比较哈希值,若哈希值不相同,则将该元素直接放

入。

  • key与已有元素的哈希值相同,则使用key调用equals方法与已有元素依次比较。
  • 若相等则将对应的value修改,否则将键值对直接放入即可。

 

相关常量:

  • DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量是16
  • DEFAULT_LOAD_FACTORHashMap的默认加载因子是0.75
  • threshold:扩容的临界值,该数值为:容量*填充因子,也就是12
  • TREEIFY_THRESHOLD:若Bucket中链表长度大于该默认值则转化为红黑树存储,该数值是8
  • MIN_TREEIFY_CAPACITY:桶中的Node被树化时最小的hash表容量,该数值是64

 

 

Map集合中的三种遍历方式:

 

 

 

Collections

基本概念:

java.util.Collections类主要提供了对集合操作或者返回集合的静态方法

常用方法:

 

 

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