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第10篇-JAVA 集合框架-JAVA 泛型

2022-03-11 11:31 更新

每篇一句 ：所有的不甘，都是因?yàn)檫€心存夢(mèng)想
初學(xué)心得：不是每件事都注定會(huì)成功，但是每件事都值得一試
(筆者：JEEP/711)[JAVA筆記 | 時(shí)間:2017-04-15| JAVA 集合框架/JAVA 泛型 ]

1.JAVA 集合框架概念

通俗的說(shuō)，集合就是一個(gè)存放數(shù)據(jù)的容器，準(zhǔn)確的說(shuō)，就是放數(shù)據(jù)對(duì)象引用的容器
數(shù)組和集合都是容器，有何不同?
數(shù)組長(zhǎng)度固定，集合長(zhǎng)度可變
數(shù)組只能存放相同類型的數(shù)據(jù)，集合可以存放不同類型的數(shù)據(jù)
數(shù)組可存放簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類型和類類型的數(shù)據(jù)，集合只能存放類類型數(shù)據(jù)
JAVA集合框架：java中用來(lái)表示集合，和操作集合的所有類庫(kù)的統(tǒng)稱
JAVA中的集合從大方向分有兩種：Collection 集合，Map 集合，它們都繼承自O(shè)bject

Collection又有兩個(gè)分支
1.List(列表)，2.Set(集合)，List和Set也都是接口
List接口的特點(diǎn): 集合中的元素有順序，能重復(fù)

集合中分為三大接口:
Collcction、Map(映射)、Itcrator(迭代的父類接口)
集合框架的接口和類在java.util包中
Collcction分支為兩個(gè)子接口list(列表接口),set(集合接口)

集合框架List接口
有序的接口，此接口的用戶可以對(duì)列表中的每個(gè)元素的插入位置進(jìn)行
精確的控制，用戶可以根據(jù)元素的整數(shù)索引(在列表中的位置)訪問(wèn)元素，并索列表中的元素
List實(shí)現(xiàn)類：ArrayList，Vector，LinkedList
1.ArrayList是底層用數(shù)組實(shí)現(xiàn)的List
特點(diǎn)：查詢效率高,增刪效率低, 線程不安全
2.LinkedList是底層用雙向循環(huán)鏈表實(shí)現(xiàn)的List
特點(diǎn)：查詢效率低，增刪效率高
3.Vector: 底層用數(shù)組實(shí)現(xiàn)List接口的另一個(gè)類
特點(diǎn)：重量級(jí),占據(jù)更多的系統(tǒng)開(kāi)銷,線程安全

集合框架Set接口
Set接口特點(diǎn)是集合中的元素?zé)o順序（存入和取出的順序不一定一致），不能重復(fù)
Set接口一個(gè)不包含重復(fù)元素的collection,更確切的講，set不包含滿足e1.equal(e2)的元素
對(duì)e1和e2，并且最多包含一個(gè)null元素，正如其名稱所暗示的，此接口模仿了數(shù)學(xué)上的set抽象
HashSet類實(shí)現(xiàn)Set接口，由哈希表(實(shí)際上是一個(gè)HashMap實(shí)例)支持，它不保證set的迭代順序，特別是它不保證該順序恒久不變，此類允許使用null元素
TreeSet，LinkedHashSet

Set和List的區(qū)別
● 1. Set 接口實(shí)例存儲(chǔ)的是無(wú)序的，不重復(fù)的數(shù)據(jù)。List 接口實(shí)例存儲(chǔ)的是有序的，可以重復(fù)的元素
● 2. Set檢索效率低下，刪除和插入效率高，插入和刪除不會(huì)引起元素位置改變 <實(shí)現(xiàn)類有HashSet,TreeSet&
● 3. List和數(shù)組類似，可以動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)，根據(jù)實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度自動(dòng)增長(zhǎng)List的長(zhǎng)度。查找元素效率高，插入刪除效率低，因?yàn)闀?huì)引起其他元素位置改變 <實(shí)現(xiàn)類有ArrayList,LinkedList,Vector&
Set分支的常用類有：HashSet，TreeSet
1.HashSet：底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是哈希表
特點(diǎn)：增、刪集合中的元素速度快
2.TreeSet集合中的元素除了沒(méi)有順序和不能重復(fù)外，還會(huì)自然排序，這便是該集合的特點(diǎn)

集合框架Map接口
Map接口
特點(diǎn)：K與V，鍵值對(duì)，映射所維護(hù)的鍵的類型，映射值得類型
將鍵映射到值得對(duì)象，一個(gè)映射不能包含重復(fù)的鍵，每個(gè)鍵最多只能映射一個(gè)值
HashMap，Hashtable，TreeMap，LinkedHashMap
1.HashMap：特點(diǎn):線程不安全允許key或者value是null值
2.TreeMap特點(diǎn):按照鍵值排序，線程不安全

2.JAVA 集合實(shí)現(xiàn)類（集合類）

Java提供了一套實(shí)現(xiàn)了Collection接口的標(biāo)準(zhǔn)集合類。其中一些是具體類，這些類可以直接拿來(lái)使用，而另外一些是抽象類，提供了接口的部分實(shí)現(xiàn)

| 序號(hào) | 類描述 |
| :-------- | --------:|
| 1 | AbstractCollection 實(shí)現(xiàn)了大部分的集合接口 |
| 2 | AbstractList 繼承于AbstractCollection 并且實(shí)現(xiàn)了大部分List接口 |
| 3 | AbstractSequentialList 繼承于 AbstractList ，提供了對(duì)數(shù)據(jù)元素的鏈?zhǔn)皆L問(wèn)而不是隨機(jī)訪問(wèn) |
| 4 | LinkedList該類實(shí)現(xiàn)了List接口，允許有null（空）元素。主要用于創(chuàng)建鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該類沒(méi)有同步方法，如果多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)一個(gè)List，則必須自己實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)同步，解決方法就是在創(chuàng)建List時(shí)候構(gòu)造一個(gè)同步的List。例如：Listlist=Collections.synchronizedList(newLinkedList(...));LinkedList 查找效率低 |
| 5 | ArrayList該類也是實(shí)現(xiàn)了List的接口，實(shí)現(xiàn)了可變大小的數(shù)組，隨機(jī)訪問(wèn)和遍歷元素時(shí)，提供更好的性能。該類也是非同步的,在多線程的情況下不要使用。ArrayList 增長(zhǎng)當(dāng)前長(zhǎng)度的50%，插入刪除效率低 |
| 6 | AbstractSet 繼承于AbstractCollection 并且實(shí)現(xiàn)了大部分Set接口 |
| 7 | HashSet該類實(shí)現(xiàn)了Set接口，不允許出現(xiàn)重復(fù)元素，不保證集合中元素的順序，允許包含值為null的元素，但最多只能一個(gè) |
| 8 | LinkedHashSet具有可預(yù)知迭代順序的 Set 接口的哈希表和鏈接列表實(shí)現(xiàn) |
| 9 | TreeSet該類實(shí)現(xiàn)了Set接口，可以實(shí)現(xiàn)排序等功能 |
| 10 | AbstractMap 實(shí)現(xiàn)了大部分的Map接口 |
| 11 | HashMap HashMap 是一個(gè)散列表，它存儲(chǔ)的內(nèi)容是鍵值對(duì)(key-value)映射，該類實(shí)現(xiàn)了Map接口，根據(jù)鍵的HashCode值存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，具有很快的訪問(wèn)速度，最多允許一條記錄的鍵為null，不支持線程同步 |
| 12 | TreeMap 繼承了AbstractMap，并且使用一顆樹(shù) |
| 13 | WeakHashMap 繼承AbstractMap類，使用弱密鑰的哈希表 |
| 14 | LinkedHashMap 繼承于HashMap，使用元素的自然順序?qū)υ剡M(jìn)行排序 |
| 15 | IdentityHashMap 繼承AbstractMap類，比較文檔時(shí)使用引用相等 |

3.迭代器

什么是迭代器？迭代器就是取出集合元素的方式
遍歷一個(gè)集合中的元素，例如，顯示集合中的每個(gè)元素
一般遍歷數(shù)組都是采用for循環(huán)或者增強(qiáng)for，這兩個(gè)方法也可以用在集合框架，但是還有一種方法是采用迭代器遍歷集合框架，它是一個(gè)對(duì)象，實(shí)現(xiàn)了Iterator 接口或ListIterator接口
迭代器，使你能夠通過(guò)循環(huán)來(lái)得到或刪除集合的元素
ListIterator 繼承了Iterator，以允許雙向遍歷列表和修改元素
迭代器方法：使用 Java Iterator，通過(guò)實(shí)例列出Iterator和listIterator接口提供的所有方法
遍歷 ArrayList：

public class Demo{ public static void main(String[] args) { List<String& list=new ArrayList<String&(); //實(shí)例化List集合 list.add("Hello"); //添加元素 list.add("World"); list.add("HAHAHAHA"); //第一種遍歷方法使用foreach遍歷List for (String str : list) { //也可以改寫(xiě)for(int i=0;i<list.size();i++)這種形式 System.out.println(str); } //第二種遍歷，把鏈表變?yōu)閿?shù)組相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行遍歷 String[] strArray=new String[list.size()]; list.toArray(strArray); for(int i=0;i<strArray.length;i++) //這里也可以改寫(xiě)為 foreach(String str:strArray)這種形式{ System.out.println(strArray[i]); } //第三種遍歷使用迭代器進(jìn)行相關(guān)遍歷 Iterator<String& ite=list.iterator(); while(ite.hasNext()){ //判斷下一個(gè)元素之后有值 System.out.println(ite.next()); } } }
三種方法都是用來(lái)遍歷ArrayList集合
第三種方法是采用迭代器的方法，該方法可以不用擔(dān)心在遍歷的過(guò)程中會(huì)超出集合的長(zhǎng)度

遍歷 Map：

public class Demo2{ public static void main(String[] args) { Map<String, String& map = new HashMap<String, String&(); //實(shí)例化Map集合 map.put("1", "value1"); //添加元素 map.put("2", "value2"); map.put("3", "value3"); //NO1.：普遍使用，二次取值 System.out.println("通過(guò)Map.keySet遍歷key和value："); for (String key : map.keySet()) { System.out.println("key= "+ key + " and value= " + map.get(key)); } //NO2. System.out.println("通過(guò)Map.entrySet使用iterator遍歷key和value："); Iterator<Map.Entry<String, String&& it = map.entrySet().iterator(); while (it.hasNext()) { Map.Entry<String, String& entry = it.next(); System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue()); } //NO3.：容量大時(shí)推薦使用此方法 System.out.println("通過(guò)Map.entrySet遍歷key和value"); for (Map.Entry<String, String& entry : map.entrySet()) { System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue()); } //NO4. System.out.println("通過(guò)Map.values()遍歷所有的value，但不能遍歷key"); for (String v : map.values()) { System.out.println("value= " + v); } } }
集合是一個(gè)對(duì)象，可容納其他對(duì)象的引用。集合接口聲明對(duì)每一種類型的集合可以執(zhí)行的操作，集合框架的類和接口均在java.util包中
任何對(duì)象加入集合類后，自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)镺bject類型，所以在取出的時(shí)候，需要進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換

4.JAVA 泛型

泛型的本質(zhì)是參數(shù)化類型，所操作的數(shù)據(jù)類型被指定為一個(gè)參數(shù)
泛型方法：方法在調(diào)用時(shí)可以接收不同類型的參數(shù)。根據(jù)傳遞給泛型方法的參數(shù)類型，編譯器適當(dāng)?shù)靥幚砻恳粋€(gè)方法調(diào)用
定義泛型方法的規(guī)則：
● 所有泛型方法聲明都有一個(gè)類型參數(shù)聲明部分（由尖括號(hào)分隔），該類型參數(shù)聲明部分在方法返回類型之前
● 每一個(gè)類型參數(shù)聲明部分包含一個(gè)或多個(gè)類型參數(shù)，參數(shù)間用逗號(hào)隔開(kāi)。一個(gè)泛型參數(shù)，也被稱為一個(gè)類型變量，是用指定一個(gè)泛型類型名稱的標(biāo)識(shí)符
● 類型參數(shù)能被用來(lái)聲明返回值類型，并且能作為泛型方法得到的實(shí)際參數(shù)類型的占位符
● 泛型方法體的聲明和其他方法一樣。注意類型參數(shù)只能代表引用型類型
public class Demo3{ // 泛型方法 printArray public static < E & void printArray( E[] inputArray ){ // 輸出數(shù)組元素 for ( E element : inputArray ){ System.out.printf( "%s ", element ); } System.out.println(); } public static void main( String args[] ){ // 創(chuàng)建不同類型數(shù)組： Integer, Double 和 Character Integer[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5 }; Double[] doubleArray = { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4 }; Character[] charArray = { 'H', 'E', 'L', 'L', 'O' }; System.out.println( "整型數(shù)組元素為:" ); printArray( intArray ); // 傳遞一個(gè)整型數(shù)組 System.out.println( "\n雙精度型數(shù)組元素為:" ); printArray( doubleArray ); // 傳遞一個(gè)雙精度型數(shù)組 System.out.println( "\n字符型數(shù)組元素為:" ); printArray( charArray ); // 傳遞一個(gè)字符型數(shù)組 } }

泛型類
泛型類的聲明和非泛型類的聲明類似，除了在類名后面添加了類型參數(shù)聲明部分
和泛型方法一樣，泛型類的類型參數(shù)聲明部分也包含一個(gè)或多個(gè)類型參數(shù)，參數(shù)間用逗號(hào)隔開(kāi)。一個(gè)泛型參數(shù)，也被稱為一個(gè)類型變量，是用于指定一個(gè)泛型類型名稱的標(biāo)識(shí)符，接受一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，這些類被稱為參數(shù)化的類或參數(shù)化的類型
public class Demo4<T& { private T t; public void add(T t) { this.t = t; } public T get() { return t; } public static void main(String[] args) { Demo4<Integer& integerDemo = new Demo4<Integer&(); Demo4<String& stringDemo = new Demo4<String&(); integerDemo.add(new Integer(10)); stringDemo.add(new String("泛型類")); System.out.printf("整型值為 :%d\n\n", integerDemo.get()); System.out.printf("字符串為 :%s\n", stringDemo.get()); } }