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day07【集合】

今日学习内容-2020.9.27

  • Collections工具类
  • 增强for循环
  • 泛型
  • 红黑树
  • Set集合

一、Collections工具类

1.1 使用集合工具类的常用方法

  • public static void shuffle(List<?> list) ：打乱集合顺序。
  • public static <T> void sort(List<T> list)：将集合中元素按照默认规则排序。
  • public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> )：将集合中元素按照指定规则排序。
/**
 * java.util.Collections集合操作的工具类
 * 主要对Collection集合操作(单列集合)
 * 方法:
 *   static shuffle(List list)元素随机的排列
 *   static sort(List list)对List集合进行排序,升序
 *   static sort(List list,Comparator c)对List集合进行排序,升序
 *                         第二个参数比较器,根据比较器的结果,进行排序
 */
public static void main(String[] args) {
	ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
    list.add(100);
    list.add(300);
    list.add(200);
    list.add(50);
	//排序方法 
	Collections.sort(list);
	System.out.println(list);
}

1.2 使用Comparator比较器进行排序

创建一个学生类，存储到ArrayList集合中完成指定排序操作。

Student 类

public class Student{
    private String name;
    private int age;
	//构造方法
    //get/set
 	//toString
}

接口实现类

/**
 * 自定义接口Comparator的实现类
 * 实现接口,重写抽象方法,创建Person对象的比较器
 */
public class MyComparator implements Comparator<Student>{
    /**
     * 重写接口中的抽象方法
     * 返回值是int,方法的参数是 Student o1, Student o2
     * o2对象-o1对象,如果是正数,大的在前面
     */
    public int compare(Student o1,Student o2){
        //o1是李四,o2是张三
        //张三的年龄-李四的年龄
        // 谁的年龄大,谁在前面
        return  o2.getAge() - o1.getAge();// 正数
    }
}

测试类

public static void main(String[] args) {
    ArrayList<Student> list = new ArrayList<Student>();
    list.add(new Student("rose",18));
    list.add(new Student("jack",16));
    list.add(new Student("abc",20));
       /**
         * 使用工具类Collections方法sort对集合排序
         * 集合存储了自定义的对象,Student
         * sort:
         *   对集合中的元素排序
         *   对象Student无法排序导致
         *   自定义Student的顺序
         *   sort方法的第二个参数 Comparator类型的对象
         *   传递 Comparator接口的实现类对象
         */
    Collections.sort(list, new MyComparator());
    }
    for (Student stu : list) {
    	System.out.println(student);
    }
 }
Student{name='jack', age=16}
Student{name='rose', age=18}
Student{name='abc', age=20}

二、增强for循环

2.1 使用增强for循环遍历集合和数组

格式

for(元素的数据类型  变量 : Collection集合or数组){ 
  	//写操作代码
}

注意：它用于遍历Collection和数组。通常只进行遍历元素，不能在遍历的过程中对集合元素进行增删改操作。

*Iterable子接口Collection*

​ *Collection子接口,List Set*

​ *任何单列集合,都可以使用增强for循环，包含数组*

示例代码

public static void main(String[] args) {
     /**
     * 增强for循环遍历数组
     * 思考问题:
     *    好处: 减少代码量,适合遍历
     *    弊端: 不能动容器中的任何元素
     */
    int[] arr = {3,5,6,87};
    //使用增强for遍历数组
    for(int a : arr){//a代表数组中的每个元素
    	System.out.println(a);
    }
  /**
     * 增强for循环遍历集合
     */
    Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
    coll.add("小河神");
    coll.add("老河神");
    coll.add("神婆");
    for(String s :coll){
    	System.out.println(s);
    }
    /**
     * 增强for循环遍历集合
     * 自定义对象
     */
    public static  void method_3(){
     List<Person> list = new ArrayList<Person>();
        list.add(new Person("张三",15));
        list.add(new Person("李四",19));
        for (Person p:list){
            System.out.println(p);
      }
    }

三、泛型

3.1 使用泛型的好处

  • 将运行时期的ClassCastException，转移到了编译时期变成了编译失败。
  • 避免了类型强转的麻烦。
  • 泛型,只在编译的时候有效,编译成功的class文件中,没有泛型 (伪泛型)

3.2 使用泛型创建集合对象

格式

集合类<要存储的数据类型> 变量名 = new 集合类<要存储的数据类型>();

例如，ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

此时，变量E的值就是String类型,那么我们的类型就可以理解为：

class ArrayList<String>{ 
     public boolean add(String e){ }

     public String get(int index){  }
     ...
}

再例如，ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

此时，变量E的值就是Integer类型,那么我们的类型就可以理解为：

class ArrayList<Integer> { 
     public boolean add(Integer e) { }

     public Integer get(int index) {  }
     ...
}

3.3 可以阐述通配符的作用

当使用泛型类或者接口时，传递的数据中，泛型类型不确定，可以通过通配符<?>表示。但是一旦使用泛型的通配符后，只能使用Object类中的共性方法，集合中元素自身方法无法使用。

3.3.1 通配符基本使用

泛型的通配符:不知道使用什么类型来接收的时候,此时可以使用?,?表示未知通配符。

此时只能接受数据,不能往该集合中存储数据。

举个例子：

public static void main(String[] args) {
    Collection<Intger> list1 = new ArrayList<Integer>();
    getElement(list1);
    Collection<String> list2 = new ArrayList<String>();
    getElement(list2);
}
//?为通配符，可以接收任意类型
public static void getElement(Collection<?> coll){
    Iterator<?> it = coll.iterator();
    while(it.hasNext()){
        System.out.println(it.next());
    }
}

注意：泛型不存在继承关系 Collection list = new ArrayList();这种是错误的。

3.4 理解泛型上下限

之前设置泛型的时候，实际上是可以任意设置的，只要是类就可以设置。但是在JAVA的泛型中可以指定一个泛型的上限和下限。

3.4.1 泛型的上限

  • 格式： 类型名称 <? extends 类 > 对象名称
  • 意义： 只能接收该类型及其子类

3.4.2 泛型的下限

  • 格式： 类型名称 <? super 类 > 对象名称
  • 意义： 只能接收该类型及其父类型

举例

需求：创建老师类和班主任类，提供姓名和年龄属性，并都具有work方法。将多个老师对象和多个班主任对象存储到两个集合中。提供一个方法可以同时遍历这两个集合，并能调用work方法。

Employee员工类：

public abstract class Employee {
    private String name;
    private int age;

    public Employee() {
    }

    public Employee(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    //省略get/set
    public abstract void work();
}

Teacher类：

public class Teacher extends Employee{

    public Teacher() {
    }

    public Teacher(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void work() {
        System.out.println("老师在上课");
    }
}

Manager类：

public class Manager extends Employee {

    public Manager() {
    }

    public Manager(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void work() {
        System.out.println("班主任管理班级");
    }
}

测试类：

public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
        List<Teacher> teacherList = new ArrayList<Teacher>();
        teacherList.add(new Teacher("张三",30));
        teacherList.add(new Teacher("李四",32));

        List<Manager> managerList = new ArrayList<Manager>();
        managerList.add(new Manager("王五",25));
        managerList.add(new Manager("赵六",23));
        getElement(teacherList);
        getElement(managerList);
    }
	//定义方法，参数为List集合，泛型被限定为Employee，可以接收的泛型为Employee或者子类！
    public static void getElement(List<? extends  Employee> list){
        Iterator<? extends Employee> it = list.iterator();
        while (it.hasNext()){
            Employee employee = it.next();	
            System.out.println(employee.getName()+"::"+employee.getAge());
            employee.work();
        }
    }

四、Set集合

4.1 说出Set 集合的特点

Set集合: 不包含重复的元素，没有索引

​ Set接口的实现类 HashSet, LinkedHashSet

​ Set接口中的抽象方法,和他的父接口Collection完全一样

Set集合有多个子类，这里我们介绍其中的java.util.HashSet、java.util.LinkedHashSet这两个集合。

注意：集合取出元素的方式可以采用：迭代器、增强for

4.2 说出哈希表的特点

哈希表存储采用数组+链表+红黑树实现，当链表长度超过阈值（8）时，将链表转换为红黑树，这样大大减少了查找时间。

  • 哈希表的初始化容量，数组长度为16个。

    • 当数组容量不够时，扩容为原数组长度的2倍

  • 加载因子为0.75。

    • 指示当数组的容量被使用到长度的75%时，进行扩容。

    哈希表存储字符对象的过程图

4.3 使用HashSet集合存储自定义元素

给HashSet中存放自定义类型元素时，需要重写对象中的hashCode和equals方法，建立自己的比较方式，才能保证HashSet集合中的对象唯一.

创建自定义Student类：

public class Student {
    private String name;
    private int age;

	//get/set
    //可以直接生成
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) 
            return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass())
            return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age &&
               Objects.equals(name, student.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

创建测试类：

public static void main(String[] args) {
    //创建集合对象   该集合中存储 Student类型对象
    HashSet<Student> stuSet = new HashSet<Student>();
    //存储 
    stuSet.add(new Student("于谦", 43));
    stuSet.add(new Student("郭德纲", 44));
    stuSet.add(new Student("于谦", 43));
    stuSet.add(new Student("郭麒麟", 23));

    for (Student stu2 : stuSet) {
    	System.out.println(stu2);
    }
 }