1 泛型
1.1 概念
Java 泛型（generics）是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。
泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数
1.2 作用
l 通过泛型的语法定义，约束集合元素的类型，进行安全检查，把错误显示在编译期
l 代码通用性更强
l 泛型可以提升程序代码的可读性，但它只是一个语法糖（编译后这样的东西就被删除，不出现在最终的源代码中），对于JVM运行时的性能是没有任何影响的
1.2.1 用途：编译时类型检查
//1，泛型的标志<>
//2，泛型的好处：规定了数据的类型，不能想放什么数据就放什么类型，要遵守泛型规定的类型
//3，泛型的数据类型只能是引用类型，不能是基本类型
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(1);
list.add(2);
//4，如果类型不对，把运行时期才会 报的错ClassCastException直接在编译时期就报出来
// list.add("a");
// list.add('b');1.2.2 用途：代码通用性更强
public class TestGenarics {
public static <E> void print(E[] arr) {
for(E e : arr) {
System.out.println(e);
}
}
public static void main(String[] args) {
Integer[] scores = new Integer[]{ 100,98,80 };
String[] names = new String[]{ "语文","数学","英语" };
Double[] moneys = new Double[] { 10.1,20.2,30.3 };
TestGenarics.print(scores);
TestGenarics.print(names);
TestGenarics.print(moneys);
}
}1.2.3 类型擦除
泛型只是在编译期间生存，编译后就被干掉了，真正运行时，大多情况下取而代之的是Object。
public static void main(String[] args) throws Exception {
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
//1. 编译器按泛型检查，类型报错。这是在编译阶段
//list.add("chenzs");
//2. 但在实际运行时，泛型的地方就被替代为通用类型Object
Class<?> clazz = list.getClass();
Method m = clazz.getDeclaredMethod("add", Object.class);
//3. 利用发射得到的对象是运行时对象，其就可以设置非整形的数据
m.invoke(list, "chenzs");
System.out.println(list.get(0));
}1.3 泛型示例
ArrayList使用了泛型，在声明时需指定具体的类型
有了泛型，我们可以看到要求存放String，而编写时存放了整数100，所以eclipse提示我们错误
类型List的add方法要求增加的类型为String类型，不正确不能存入
1.4 泛型声明
泛型可以在接口/类、方法、返回值上使用
- java.util.List泛型接口/类
public interface Collection<E> {}- 泛型方法的声明
public <E> void print(E e) {}在方法返回值前声明了一个表示后面出现的E是泛型，而不是普通的java变量
1.5 常用名称
- E - Element (在集合中使用，因为集合中存放的是元素)
- T - Type（Java 类）
- K - Key（键）
- V - Value（值）
- N - Number（数值类型）
- ? - 表示不确定的java类型
2 Collection集合
英文名称Collection，是用来存放对象的数据结构。其中长度可变，而且集合中可以存放不同类型的对象。并提供了一组操作成批对象的方法。
注意：
①、集合只能存放对象。比如你存一个 int 型数据 1放入集合中，其实它是自动转换成 Integer 类后存入的，Java中每一种基本类型都有对应的引用类型。
②、集合存放的是多个对象的引用，对象本身还是放在堆内存中。
③、集合可以存放不同类型，不限数量的数据类型。
- 概念和继承结构
- Collection接口
-- List接口 ： 数据有序，可以重复。 -- ArrayList子类 -- LinkedList子类 -- Set接口 ： 数据无序，不可以存重复值 -- HashSet子类
- Map接口
键值对存数据
-- HashMap
- 常用方法
boolean add(E e)：添加元素。
boolean addAll(Collection c)：把小集合添加到大集合中 。
boolean contains(Object o) ： 如果此 collection 包含指定的元素，则返回 true。
boolean isEmpty() ：如果此 collection 没有元素，则返回 true。
Iterator iterator()：返回在此 collection 的元素上进行迭代的迭代器。
boolean remove(Object o) ：从此 collection 中移除指定元素的单个实例。
int size() ：返回此 collection 中的元素数。
Objec[] toArray()：返回对象数组
Collection c = new ArrayList();//接口无法直接创建对象
c.add("hello");//添加元素
c.add("~");//添加元素
c.add(10);//jdk5后有自动装箱功能，相当于把10包装Integer.valueOf(10)
System.out.println(c.remove("~"));//移除元素
System.out.println(c.contains("a"));//判断包含关系
System.out.println(c.size());//集合的长度
System.out.println(c);
//for遍历集合
for(int i =0 ;i<c.size();i++) {
System.out.println(c.toArray()[i]);
}
//iterator迭代器遍历
Iterator it = c.iterator();//对 collection 进行迭代的迭代器
while (it.hasNext()) {//如果仍有元素，则返回 true
System.out.println(it.next());//返回迭代获取到的下一个元素
}2.1 List接口
- 概述
序的 collection（也称为序列）。此接口的用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制。用户可以根据元素的整数索引（在列表中的位置）访问元素，并搜索列表中的元素
- 特点
1、 数据有序
2、 允许存放重复元素
3、 元素都有索引
- 常用方法
ListIterator listIterator()
返回此列表元素的列表迭代器（按适当顺序）。
ListIterator listIterator(int index)
返回列表中元素的列表迭代器（按适当顺序），从列表的指定位置开始。
void add(int index, E element)
在列表的指定位置插入指定元素（可选操作）。
boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c)
将指定 collection 中的所有元素都插入到列表中的指定位置（可选操作）。
List subList(int fromIndex, int toIndex)
返回列表中指定的 fromIndex（包括 ）和 toIndex（不包括）之间的部分视图。
E get(int index)
返回列表中指定位置的元素。
int indexOf(Object o)
返回此列表中第一次出现的指定元素的索引；如果此列表不包含该元素，则返回 -1。
public static void main(String[] args) {
//1、创建List对象
//特点1：List集合元素都有索引，可以根据索引直接定位元素
List list = new ArrayList();
//2、常用方法
list.add(111);
list.add(222);
list.add(333);
list.add(444);
list.add('a');
list.add("abc");
list.add(3,666);//在3的索引处添加指定元素
//特点2：元素有序， 怎么存就怎么放
System.out.println(list);//[111, 222, 333, 666, 444, a, abc]
Object obj = list.get(4);//get(m)-m是索引值，获取指定索引位置的元素
System.out.println(obj);
//3、迭代/遍历集合中的元素
//使用Collection接口提供的iterator()
Iterator it = list.iterator();
while(it.hasNext()) {//判断集合里有没有下个元素
Object o = it.next();
// System.out.println(o);
}
//使用List接口提供的listIterator()
//interfaceListIterator extends Iterator
//区别：可以使用父接口的功能，同时拥有自己的特有功能，不仅顺序向后迭代还可以逆向迭代
ListIterator it2 = list.listIterator();
while(it2.hasNext()) {
Object o = it2.next();
}
System.out.println();
List list2 = list.subList(1, 3);//subList(m,n)-m是开始索引，n是结束索引，其中含头不含尾类似于String.subString(m,n)
System.out.println(list2);
}2.1.1 ArrayList
概述
存在于java.util包中。内部用数组存放数据，封装了数组的操作，每个对象都有下标。内部数组默认初始容量是10。如果不够会以1.5倍容量增长。查询快，增删数据效率会降低。创建对象
new ArrayList()：初始容量是10
ArrayList扩容
ArrayList相当于在没指定initialCapacity时就是会使用延迟分配对象数组空间，当第一次插入元素时才分配10（默认）个对象空间。假如有20个数据需要添加，那么会分别在第一次的时候，将ArrayList的容量变为10 (如下图一)；之后扩容会按照1.5倍增长。也就是当添加第11个数据的时候，Arraylist继续扩容变为10*1.5=15(如下图二)；当添加第16个数据时，继续扩容变为15 * 1.5 =22个
ArrayList没有对外暴露其容量个数，查看源码我们可以知道，实际其值存放在elementData对象数组中，那我们只需拿到这个数组的长度，观察其值变化了几次就知道其扩容了多少次
2.1.2 LinkedList
概述
双向链表，两端效率高。底层就是数组和链表实现的
常用方法
add()
get()
size()
remove(i)
remove(数据)
iterator()
addFirst() addLast()
getFirst() getLast()
removeFirst() removeLast()
测试迭代器遍历
双向链表：下标遍历效率低，迭代器遍历效率高
long t = System.currentTimeMillis();
Iterator it = ll.iterator();
while(it.hasNext()) {
it.next();
}
t = System.currentTimeMillis()-t;
System.out.println("=====iterator========="+t);//16
long t = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < ll.size(); i++) {
ll.get(i);
}
long t1 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("~~~~for~~~~~~~"+(t1-t));//90782.2 Set接口
- 概述
一个不包含重复元素的 collection
数据无序(因为set集合没有下标)
常用于给数据去重 - 特点
Ø HashSet：底层是哈希表，包装了HashMap，相当于向HashSet中存入数据时，会把数据作为K，存入内部的HashMap中。当然K仍然不许重复。
Ø TreeSet：底层就是TreeMap，也是红黑树的形式，便于查找数据。
Ø HashMap实现中，当哈希值相同的对象，会在同一个hash值的位置存储不同属性的数据
- 常用方法
boolean add(E e)：添加元素。
boolean addAll(Collection c)：把小集合添加到大集合中 。
boolean contains(Object o) ： 如果此 collection 包含指定的元素，则返回 true。
boolean isEmpty() ：如果此 collection 没有元素，则返回 true。
Iterator iterator()：返回在此 collection 的元素上进行迭代的迭代器。
boolean remove(Object o) ：从此 collection 中移除指定元素的单个实例。
int size() ：返回此 collection 中的元素数。
Objec[] toArray()：返回对象数组
2.2.1 HashSet
概述
此类实现 Set 接口，由哈希表（实际上是一个 HashMap 实例）支持。它不保证 set 的迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变。此类允许使用 null 元素
- 特点
不能保证元素的顺序
不可重复
不是线程安全的
集合元素可以为 NULL
2.2.2 LinkedHashSet
不可以重复，有序
因为底层采用 链表 和 哈希表的算法。链表保证元素的添加顺序，哈希表保证元素的唯一性
2.2.3 TreeSet
有序；不可重复，底层使用 红黑树算法，擅长于范围查询
3 Map
- 概述
key-value 的键值对，key 不允许重复，value 可以 - 特点
Ø 可以根据键 提取对应的值
Ø 键不允许重复，如果重复值会被覆盖
Ø 存放的都是无序数据
Ø 初始容量是16，默认的加载因子是0.75 - 常用方法
void clear()
从此映射中移除所有映射关系（可选操作）。
boolean containsKey(Object key)
如果此映射包含指定键的映射关系，则返回 true。
boolean containsValue(Object value)
如果此映射将一个或多个键映射到指定值，则返回 true。
V get(Object key)
返回指定键所映射的值；如果此映射不包含该键的映射关系，则返回 null。
boolean isEmpty()
如果此映射未包含键-值映射关系，则返回 true。
V put(K key, V value)
将指定的值与此映射中的指定键关联（可选操作）。
void putAll(Map<? extends K,? extends V> m)
从指定映射中将所有映射关系复制到此映射中（可选操作）。
V remove(Object key)
如果存在一个键的映射关系，则将其从此映射中移除（可选操作）。
int size()
返回此映射中的键-值映射关系数。
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()
返回此映射所包含的映射关系的 Set 视图
3.1 HashMap
HashMap的键要同时重写hashCode()和equals()
hashCode()用来判断确定hash值是否相同
equals()用来判断属性的值是否相同
– equals()判断数据如果相等，hashCode()必须相同
– equals()判断数据如果不等，hashCode()尽量不同
- 概述
基于哈希表的 Map 接口的实现。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用 null 值和 null 键。
HashMap底层是一个Entry数组，当存放数据时会根据hash算法计算数据的存放位置。算法：hash(key)%n，n就是数组的长度。
当计算的位置没有数据时，就直接存放，当计算的位置有数据时也就是发生hash冲突的时候/hash碰撞时，采用链表的方式来解决的，在对应的数组位置存放链表的头结点。对链表而言，新加入的节点会从头结点加入 - 读取HashMap的数据
public static void main(String[] args) {
HashMap map = new HashMap ();
map.put(100, "刘德华");
map.put(101, "梁朝伟");
map.put(102, "古天乐");
map.put(103, "周润发");
//遍历方式1：keySet ()
Set set = m.keySet();
Iterator it = set.iterator();
while(it.hasNext()) {
String key = (String) it.next();
String val = (String) m.get(key);
System.out.println(key+"="+val);
}
//遍历方式2：entrySet ()
Set set2 = m.entrySet();
Iterator it2 = set2.iterator();
while(it2.hasNext()) {
Entry en = (Entry) it2.next();
String key = (String) en.getKey();
String value = (String) en.getValue();
System.out.println(key+"=="+value);
}
}HashMap扩容
成长因子：
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
前面的讲述已经发现，当你空间只有仅仅为10的时候是很容易造成2个对象的hashcode 所对应的地址是一个位置的情况。这样就造成 2个 对象会形成散列桶（链表）。这时就有一个加载因子的参数，值默认为0.75 ，如果你hashmap的 空间有 100那么当你插入了75个元素的时候 hashmap就需要扩容了，不然的话会形成很长的散列桶结构，对于查询和插入都会增加时间，因为它要一个一个的equals比较。但又不能让加载因子很小，如0.01，这样显然是不合适的，频繁扩容会大大消耗你的内存。这时就存在着一个平衡，jdk中默认是0.75，当然负载因子可以根据自己的实际情况进行调整。
4 Collections工具类
Collections.sort(List<> list)：根据元素的自然顺序 对指定列表按升序进行排序
Collections.max()：根据元素的自然顺序，返回给定 collection 的最大元素
Collections.min()：根据元素的自然顺序 返回给定 collection 的最小元素
Collections.swap(List,i,j)：在指定列表的指定位置处交换元素
Collections.addAll();
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList();
//添加多个元素
Collections.addAll(list,"3","30","23","15","29","12","26");
//元素排序
Collections.sort(list);
//默认是字符顺序：[12，15，23，26，29, 3, 30]
System.out.println(list);
//自己定义比较方式
Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
//自定义比较器，sort()自动调用
@Override
public int compare(String o1, String o2) {
//把字符串转成int比大小
int a = Integer.parseInt(o1);
int b = Integer.parseInt(o2);
//o1大是正数，o1小是负数，相等是0
return a-b;
}
});
System.out.println(list);
}
