学习笔记-马士兵java - 容器(1136)

1. 容器的概念：

　　a. JAVA API 所提供的一系列类的实例，用于在程序中存放对象。

　　b. 与数组区别（容器可动态分配空间，数组改变大小效率低）

　　c. J2SDK 所提供的容器API位于 java.util 包内。

　　d. 容器API的类图结构（1个图）：

2. 容器API:

　　a. Collection 接口定义了存取一组对象的方法，其子接口 Set 和 List 分别定义了存储方式。

　　　　① Set 中的数据对象没有顺序且不可以重复。

　　　　② List 中的数据对象有顺序且可以重复。

补充说明：重复，即两个对象是否equals。

　　b. Map 接口定义了存储“键（key）— 值（value）映射对”的方法。

3. Collection 接口（接口1）：

　　a. Collection 接口中所定义的方法（实现接口必须实现接口中的所有方法）：

　　　　⑴ int size();　　// 集合中有多少个元素

　　　　⑵ boolean isEmpty();　　// 集合是否为空

　　　　⑶ void clear();　　// 清空集合

　　　　⑷ boolean contains(Object element);　　// 是否包含某个对象（容器中某元素equals对象，则判断为包含）

　　　　⑸ boolean add(Object element);　　// 添加一个对象（元素）

　　　　⑹ boolean remove(Object element);　　// 删除一个对象（元素）

　　　　⑺ Iterator iterator();　　//

　　　　⑻ boolean containsAll(Collection c);　　// 当前集合是不是包含 c 集合的所有元素

　　　　⑼ boolean addAll(Collection c)　　// 在当前集合添加 c 集合的所有元素

　　　　⑽ boolean removeAll(Collection c)　　// 在当前集合删除 c 集合的所有元素

　　　　⑾ boolean retainAll(Collection c)　　// 当前集合与 c 集合的交集

　　　　⑿ Object[] toArray();　　// 将当前集合元素转换为一个对象数组

　　b. 对于集合，只能向集合中添加对象，不可以添加基础类型（因为集合在堆中，栈中内容随时有可能被清空），基础类型需要包装成类再添加。

　　c. 容器类对象在调用 remove、contains 等方法时需要比较对象是否相等，这会设计到对象类型的 equals 方法（大部分时间使用equals）和 hashCode 方法（当这个对象用在Map接口里作为键时，使用hashCode方法，因为效率更高）；对于自定义的类型，需要重写 equals 和 hashCode 方法以实现自定义的对象相等原则。

补充说明：两个对象equals，则hashCode的值相等。

补充说明：Object 类的 hashCode() 方法，可以（很快）找到对象在内存中的地址（不是绝对物理地址），所以 hashCode() 方法很适合用作索引。

　　d. 遵循原则：重写对象的 equals 方法，必须重写对象的 hashCode 方法（当对象作为索引（键）的时候）；两个对象互相 equals ，两个对象必须具备相同的 hashCode。

4. Iterator 接口（接口2）:

　　a. 所有实现了 Collection 接口的容器类都有一个 iterator 方法用以返回一个实现了 Iterator 接口的对象。

　　b. Iterator 对象称作迭代器，用以方便的实现对容器内元素的遍历操作。

　　c.  Iterator 接口定义了方法：

　　　　① boolean hasNext();　　// 判断游标右边是否有元素

　　　　② Object next();　　// 返回游标右边的元素并将游标移动到下一个位置

　　　　③ void remove();　　// 删除游标左面的元素，在执行完 next 之后该操作只能执行一次

　　d. Iterator 对象的 remove 方法时在迭代过程中删除元素的唯一的安全方法。（调用容器自身的 remove 方法，会产生例外。因为遍历过程中 Iterator 锁定集合。）

  补充说明：接口最小化原则（面向对象设计）：不用知道对象是什么，只关心看到什么即可（父类引用指向子类对象）。

5. 增强的 for 循环（1.5以后版本增加）：

　　a. 增强的 for 循环对于遍历 array 或 Collection 的时候相当简便。

　　b. 缺陷：

　　　　① 数组：不能方便地访问下标值　　// for(int i : 数组名)

　　　　② 集合：与使用 Iterator 相比，不能方便地删除集合中的内容。（在内部也是调用 Iterator，遍历依然锁定集合对象）　　// for(Object o : 集合对象名)

　　c. 总结：除了简单遍历并读出其中的内容外，不建议使用增加 for 循环。

6. Set 接口（接口3）：

　　a. Set 接口是 Collection 的子接口，Set 接口没有提供额外的方法，但实现 Set 接口的容器类中的元素是没有顺序的，而且不可以重复。

　　b. Set 容器可以与数学中“集合”的概念相对应。

　　c. J2SDK API中 所提供的 Set 容器类有 HashSet, TreeSet 等。

7. List 接口 和 Comparable 接口：

　　a. List 接口是 Collection 的子接口，实现 List 接口的容器类中的元素是有顺序的，而且可以重复。

　　b. List 容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置，可以根据序号存取容器中的元素。

　　c. J2SDK 所提供的 List 容器类有 ArrayList，LinkedList 等。

　　d. List 接口的相关方法：

　　　　⑴ Object get(int index);　　// 得到 index 位置元素

　　　　⑵ Object set(int index, Object element);　　// index 位置元素改为 element，返回原来的元素

　　　　⑶ void add(int index, Object element);　　// 在 index 位置添加一个元素（原 index 元素及以后元素向后移一位）

　　　　⑷ Object remove(int index);　　// 删除 index 位置的元素（原 index 元素以后的元素向前移一位）

　　　　⑸ int indexOf(Object o);　　// o 元素出现在集合中的第一个位置

　　　　⑹int lastIndexOf(Object o);　　// o 元素出现在集合中的最后一个位置

8. Collections 类（1个类）(区别于Collection 接口)：

　　a. 类 java.util.Collections 提供了一些静态方法实现了基于 List 容器的一些常用算法。

　　b. List 常用算法（静态方法）：

　　　　⑴ void sort(List)　　// 对 List 容器内的元素排序

　　　　⑵ void shuffle(List)　　// 对 List 容器内的对象进行随机排序

　　　　⑶ void reverse(List)　　// 对 List 容器内的对象进行逆序排序 （LinkList 比 ArrayList 逆序效率高）

　　　　⑷ void fill(List, Object)　　// 用一个特定的对象重写整个 List 容器

　　　　⑸ void copy(List dest,List src)　　// 将 src List 容器内容拷贝到 dest List 容器

　　　　⑹ int binarySearch(List, Object)　　// 对于顺序的 List 容器，采用折半查找的方法查找特定对象

补充说明：若对类有排序操作，则应该实现 Comparable 接口。

　　c. 所有可以“排序”的类都实现了 java.lang.Comparable 接口，Comparable 接口中只有一个方法：

　　　public int compareTo(Object obj);

　　　　// 返回 0 表示 this == obj

　　　　// 返回正数表示 this > obj

　　　　// 返回负数表示 this < obj

　　d. 实现了 Comparable 接口的类通过实现 comparaTo 方法从而确定该类对象的排序方式。

9. Map 接口：

　　a. 实现 Map 接口的类用来存储 键-值 对。

　　b. Map 接口的实现类有 HashMap 和 TreeMap 等。

　　c. Map 类中存储的 键-值 对通过键来标识，所以键值不能重复（equals，实际为hashCode效率更高）。

　　d. Map 接口中的方法：

　　　　⑴ Object put(Object key, Object value);　　//将键为 key 的值改为 value 返回原来的值

　　　　⑵ Object get(Object key);　　// 得到键为 key 的值

　　　　⑶ Object remove(Object key);　　// 删除键为 key 的值

　　　　⑷ boolean containsKey(Object key);　　// 是否包含键 key

　　　　⑸ boolean containsValue(Object value);　　// 是否包含值 value

　　　　⑹ int size();　　// 多少对对象

　　　　⑺ boolean isEmpty();　　// 是否为空

　　　　⑻ void putAll(Map t);　　// 将 t 所有键值对加进当天 Map 集合 

　　　　⑼ void clear();　　// 清除

10. 自动打包 / 解包：

　　a. Auto-boxing / unboxing （自动打包 / 解包）

　　b. 在合适的时机自动打包、解包。

　　　　① 自动将基础类型转换为对象。

　　　　② 自动将对象转换为基础类型（必须先强制转换为对应的基础类型包装类，才可自动解包）。

11. 泛型（JDK1.5新增）：

　　a. 起因：JDK1.4以前类型不明确：

　　　　① 装入集合的类型都被当做 Object 对待，从而失去自己的实际类型。

　　　　②  从集合中取出时往往需要转型，效率低，容易产生错误。

　　b. 解决办法：

　　　　① 在定义集合的时候同时定义集合中对象的类型。

　　　　② 可以再定义 Collection 的时候指定，也可以在 循环时用 Iterator 指定。

　　c. 好处：增强程序的可读性和稳定性。

12. 如何选择数据结构：

　　a. 衡量标准：读的效率和写（改）的效率

　　　　① Array 读快写慢

　　　　② Linked 写快读慢

　　　　③ Hash 两者之间 （不推荐使用，因为锁定，所以效率低）