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, .. >
等
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B是A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:String是Object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作
为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,key和value都是String类
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。
- 若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_FACTOR:HashMap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类
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: