Java基础day15

Java基础day15-集合2

1.Set集合

1.1Set集合概述和特点

• Set集合的特点
  元素存取无序
  没有索引、只能通过迭代器或增强for循环遍历
  不能存储重复元素
• Set集合的基本使用

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class setdemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        Set<String> set = new HashSet<>();
        //添加元素
        set.add("hello");
        set.add("world");
        set.add("java");
        //遍历
        for(String s : set){
            System.out.println(s);
        }
    }
}

1.2哈希值

• 哈希值简介
  是JDK根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值
• 如何获取哈希值
  Object类中的public int hashCode()：返回对象的哈希码值
• 哈希值的特点
  同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的
  默认情况下，不同对象的哈希值是不同的。而重写hashCode()方法，可以实现让不同对象的哈希值相同
• 获取哈希值的代码

1.3HashSet集合概述和特点

• HashSet集合的特点
  底层数据结构是哈希表
  对集合的迭代顺序不作任何保证，也就是说不保证存储和取出的元素顺序一致
  没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历
  由于是Set集合，所以是不包含重复元素的集合
• HashSet集合的基本使用

import java.util.HashSet;

public class demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //新建集合对象
        HashSet<String> hs = new HashSet<>();
        //添加元素
        hs.add("hello");
        hs.add("world");
        hs.add("java");

        hs.add("world");
        //遍历
        for (String s : hs){
            System.out.println(s);
        }
    }
}

1.4HashSet集合保证元素唯一性源码分析

• HashSet集合保证元素唯一性的原理
  1.根据对象的哈希值计算存储位置
  如果当前位置没有元素则直接存入
  如果当前位置有元素存在，则进入第二步
  2.当前元素的元素和已经存在的元素比较哈希值
  如果哈希值不同，则将当前元素进行存储
  如果哈希值相同，则进入第三步
  3.通过equals()方法比较两个元素的内容
  如果内容不相同，则将当前元素进行存储
  如果内容相同，则不存储当前元素
• HashSet集合保证元素唯一性的图解
  

1.5常见数据结构之哈希表

1.6HashSet集合存储学生对象并遍历

• 案例需求
  创建一个存储学生对象的集合，存储多个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合
  要求：学生对象的成员变量值相同，我们就认为是同一个对象
• 代码实现

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

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;

        Student student = (Student) o;

        if (age != student.age) return false;
        return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }
}

import java.util.HashSet;

public class demo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Hashset集合对象
        HashSet<Student> hs = new HashSet<Student>();

        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("林青霞", 30);
        Student s2 = new Student("张曼玉", 28);
        Student s3 = new Student("王祖贤", 29);
        Student s4 = new Student("王祖贤", 29);

        //把学生添加进集合
        hs.add(s1);
        hs.add(s2);
        hs.add(s3);
        hs.add(s4);

        //遍历集合
        for (Student s : hs) {
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
    }
}

1.7LinkedHashSet集合概述和特点

• LinkedHashSet集合特点
  哈希表和链表实现的Set接口，具有可预测的迭代次序
  由链表保证元素有序，也就是说元素的存储和取出顺序是一致的
  由哈希表保证元素唯一，也就是说没有重复的元素
• LinkedHashSet集合基本使用

import java.util.LinkedHashSet;

public class demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        LinkedHashSet<String> lhs = new LinkedHashSet<>();
        //添加元素
        lhs.add("hello");
        lhs.add("world");
        lhs.add("java");

        //遍历集合
        for(String s : lhs){
            System.out.println(s);
        }
    }
}

2.Set集合排序

2.1TreeSet集合概述和特点

• TreeSet集合概述
  元素有序，可以按照一定的规则进行排序，具体排序方式取决于构造方法
  ·TreeSet()：根据其元素的自然排序进行排序
  · TreeSet(Comparator comparator) ：根据指定的比较器进行排序
  没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历
  由于是Set集合，所以不包含重复元素的集合
• TreeSet集合基本使用

import java.util.TreeSet;

public class demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建对象
        TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<>();
        //添加元素
        ts.add(10);
        ts.add(20);
        ts.add(30);
        ts.add(50);
        ts.add(20);
        //遍历集合
        for(Integer i : ts){
            System.out.println(i);
        }
    }
}

2.2自然排序Comparable的使用

• 案例需求
  存储学生对象并遍历，创建TreeSet集合使用无参构造方法
  要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序
• 实现步骤
  用TreeSet集合存储自定义对象，无参构造方法使用的是自然排序对元素进行排序的
  自然排序，就是让元素所属的类实现Comparable接口，重写compareTo(T o)方法
  重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
• 代码实现

public class Student implements Comparable<Student> {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public int compareTo(Student s) {
//        return 0;
//        return 1;
        //按年龄从小到大
        int num = this.age - s.age;
        //年龄相同时，按照名字的字母排序
        int num2 = num == 0 ? this.name.compareTo(s.name) : num;
        return num2;
    }
}
//测试类
import java.util.TreeSet;

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();
        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("xishi", 30);
        Student s2 = new Student("wangzhaojun", 32);
        Student s3 = new Student("diaochan", 28);
        Student s4 = new Student("yangyuhuan", 35);

        Student s5 = new Student("linqingxia", 35);
        Student s6 = new Student("linqingxia", 35);
        //把学生添加到集合
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
        ts.add(s6);

        //遍历集合
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + s.getAge());
        }
    }
}

2.3比较器排序Comparator的使用

• 案例需求
  存储学生对象并遍历，创建TreeSet集合使用带参构造方法
  要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序
• 实现步骤
  用TreeSet集合存储自定义对象，带参构造方法使用的是比较器排序对元素进行排序的
  比较器排序，就是让集合构造方法接收Comparator的实现类对象，重写compare(T o1,T o2)方法
  重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
• 代码实现

//学生类
public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}
//测试类
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student s1, Student s2) {
                int num = s1.getAge() - s2.getAge();
                int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num;
                return num2;
            }
        });
        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("xishi", 30);
        Student s2 = new Student("wangzhaojun", 32);
        Student s3 = new Student("diaochan", 28);
        Student s4 = new Student("yangyuhuan", 35);

        Student s5 = new Student("linqingxia", 35);
        Student s6 = new Student("linqingxia", 35);
        //把学生添加到集合
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
        ts.add(s6);
        //遍历
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + s.getAge());
        }
    }
}

2.4成绩排序案例

• 案例需求
  用TreeSet集合存储多个学生信息(姓名，语文成绩，数学成绩)，并遍历该集合
  要求：按照总分从高到低出现
• 代码实现

public class Student {
    private String name;
    private int chinese;
    private int math;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int chinese, int math) {
        this.name = name;
        this.chinese = chinese;
        this.math = math;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getChinese() {
        return chinese;
    }

    public void setChinese(int chinese) {
        this.chinese = chinese;
    }

    public int getMath() {
        return math;
    }

    public void setMath(int math) {
        this.math = math;
    }

    public int getsum() {
        return this.chinese + this.math;
    }
}
//测试类
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student s1, Student s2) {
                int num = s1.getsum() - s2.getsum();
                int num2 = num == 0 ? s1.getChinese() - s2.getChinese() : num;
                int num3 = num2 == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num2;
                return num3;
            }
        });
        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("林青霞", 98, 99);
        Student s2 = new Student("张柏芝", 97, 96);
        Student s3 = new Student("赵云", 95, 90);
        Student s4 = new Student("张曼玉", 96, 94);

        Student s5 = new Student("刘岩", 97, 97);
        Student s6 = new Student("王祖贤", 97, 97);
        //添加
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
        ts.add(s6);
        //遍历
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getChinese() + "," + s.getMath() + "," + s.getsum());
        }
    }
}

2.5不重复的随机数案例

• 案例需求
  编写一个程序，获取10个1-20之间的随机数，要求随机数不能重复，并在控制台输出
• 代码实现

import java.util.HashSet;
import java.util.Random;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;

public class demo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
//        Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();
        Set<Integer> set = new TreeSet<Integer>();
        //创建随机数
        Random r = new Random();
        //判断集合长度是否小于10
        while (set.size() < 10) {
            int number = r.nextInt(20) + 1;
            set.add(number);
        }

        //遍历集合
        for (Integer i : set) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

3.泛型

3.1泛型概述和好处

• 泛型概述
  是JDK5中引入的特性，它提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许在编译时检测到非法的类型
  它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。一提到参数，最熟悉的就是定义方
  法时有形参，然后调用此方法时传递实参。那么参数化类型怎么理解呢？顾名思义，就是将类型由原来的具
  体的类型参数化，然后在使用/调用时传入具体的类型。这种参数类型可以用在类、方法和接口中，分别被称
  为泛型类、泛型方法、泛型接口
• 泛型定义格式
  <类型>：指定一种类型的格式。这里的类型可以看成是形参
  <类型1,类型2…>：指定多种类型的格式，多种类型之间用逗号隔开。这里的类型可以看成是形参
  将来具体调用时候给定的类型可以看成是实参，并且实参的类型只能是引用数据类型
• 泛型的好处
  把运行时期的问题提前到了编译期间
  避免了强制类型转换

3.2泛型类

• 定义格式

 修饰符 class 类名<类型> { }

• 示例代码

//泛型类
public class Generic<T> {
    private T t;

    public T getT() {
        return t;
    }

    public void setT(T t) {
        this.t = t;
    }
}
//测试类
public class test {
    public static void main(String[] args) {
        Generic<String> g1 = new Generic<String>();
        g1.setT("林青霞");
        System.out.println(g1.getT());

        Generic<Integer> g2 = new Generic<Integer>();
        g2.setT(30);
        System.out.println(g2.getT());

        Generic<Boolean> g3 = new Generic<Boolean>();
        g3.setT(true);
        System.out.println(g3.getT());
    }
}

3.3泛型方法

• 定义格式

修饰符 <类型> 返回值类型 方法名(类型 变量名) { }

• 示例代码

//带有泛型方法的类
public class Generic {
    public <T> void show(T t) {
        System.out.println(t);
    }
}
//测试类
public class test {
    public static void main(String[] args) {
        Generic g = new Generic();
        g.show("林青霞");
        g.show(30);
    }
}

3.4泛型接口

• 定义格式

修饰符 interface 接口名<类型> { }

• 示例代码

//泛型接口
public interface Generic<T> {
    void show(T t);
}
//泛型接口实现类
public class GenericImpl<T> implements Generic<T> {
    @Override
    public void show(T t) {
        System.out.println(t);
    }
}
//测试类
public class test {
    public static void main(String[] args) {
        GenericImpl<String> g = new GenericImpl<String>();
        g.show("林青霞");
        GenericImpl<Integer> g1 = new GenericImpl<Integer>();
        g1.show(30);
    }
}

3.5类型通配符

• 类型通配符的作用
  为了表示各种泛型List的父类，可以使用类型通配符
• 类型通配符的分类
  类型通配符：<?>
        List<?>：表示元素类型未知的List，它的元素可以匹配任何的类型
        这种带通配符的List仅表示它是各种泛型List的父类，并不能把元素添加到其中
• 类型通配符上限：<? extends 类型>
        List<? extends Number>：它表示的类型是Number或者其子类型
• 类型通配符下限：<? super 类型>
        List<? super Number>：它表示的类型是Number或者其父类型
• 类型通配符的基本使用

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        //类型通配符：<?>
        List<?> list1 = new ArrayList<Object>();
        List<?> list2 = new ArrayList<Integer>();
        List<?> list3 = new ArrayList<String>();
        System.out.println("-------");

        //类型通配符上限：<? extends 类型>
//        List<? extends Number> list4 = new ArrayList<Object>();
        List<? extends Number> list5 = new ArrayList<Number>();
        List<? extends Number> list6 = new ArrayList<Integer>();

        //类型通配符下限：<? super 类型>
        List<? super Number> list7 = new ArrayList<Object>();
        List<? super Number> list8 = new ArrayList<Number>();
//        List<? super Number> list9 = new ArrayList<Integer>();
    }
}

4.可变参数

4.1可变参数

• 可变参数介绍
  可变参数又称参数个数可变，用作方法的形参出现，那么方法参数个数就是可变的了
• 可变参数定义格式

修饰符 返回值类型 方法名(数据类型… 变量名) { }

• 可变参数的注意事项
  这里的变量其实是一个数组
  如果一个方法有多个参数，包含可变参数，可变参数要放在最后
• 可变参数的基本使用

public class test2 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(sum(10, 20));
        System.out.println(sum(10, 20,30,40));
    }

    public static int sum(int... a) {
        int sum = 0;
        for (int i : a) {
            sum += i;
        }
        return sum;
    }
}

4.2可变参数的使用

• Arrays工具类中有一个静态方法：
  public static List asList(T… a)：返回由指定数组支持的固定大小的列表
  返回的集合不能做增删操作，可以做修改操作
• List接口中有一个静态方法：
  public static List of(E… elements)：返回包含任意数量元素的不可变列表
  返回的集合不能做增删改操作
• Set接口中有一个静态方法：
  public static Set of(E… elements) ：返回一个包含任意数量元素的不可变集合
  在给元素的时候，不能给重复的元素
  返回的集合不能做增删操作，没有修改的方法
• 示例代码

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Set;

public class test3 {
    public static void main(String[] args) {

        //public static <T> List<T> asList(T... a)：返回由指定数组支持的固定大小的列表
        List<String> list = Arrays.asList("hello", "world", "java");
//        list.add("javaee");  //UnsupportedOperationException
//        list.remove("world");  //UnsupportedOperationException
        list.set(1,"javaee");

        //public static <E> List<E> of(E... elements)：返回包含任意数量元素的不可变列表
        List<String> list2 = List.of("hello", "world", "java", "world");
//        list.add("javaee");  //UnsupportedOperationException
//        list.remove("world");  //UnsupportedOperationException
//        list.set(1,"javaee"); //UnsupportedOperationException

        //public static <E> Set<E> of(E... elements) ：返回一个包含任意数量元素的不可变集合
        Set<Object> list3 = Set.of("hello", "world", "java");
//        list.add("javaee");  //UnsupportedOperationException
//        list.remove("world");  //UnsupportedOperationException
        System.out.println(list3);

    }
}