javase复习day22泛型、set、数据结构

泛型

package MyGenerics;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

public class GenericsTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        //没有泛型的情况
        ArrayList list = new ArrayList();

        //所有数据都被认为是Object类型，都可以加入集合中
        list.add(123);
        list.add("string");
        list.add('a');

        Iterator it = list.iterator();

        while (it.hasNext()){
            //遍历取出的也是Object类型，由于多态的性质，所以子类中特有的方法无法使用。造成不便
            Object next = it.next();
            System.out.println(next);
        }
    }
}

泛型的细节

泛型的应用范围

泛型类

package MyGenerics;

import java.util.Arrays;

/*
这是我写的第一个泛型类
 */
public class Myarraylist<E> {
    Object[] obj;
    int size;

    public Myarraylist() {
        //定义一个Object数组
        obj = new Object[10];
        size = 0;
    }
    //添加数据
    public  boolean add(E e){
        obj[size] = e;
        size++;
        return true;
    }

    //取出数据
    public E get(int n){
       return (E)obj[n];
    }

    //toString方法

    @Override
    public String toString() {
        return Arrays.toString(obj);
    }
}

package MyGenerics;

public class GenericsTest2 {
    public static void main(String[] args) {
//        Myarraylist<String> myarraylist = new Myarraylist<>();
//        myarraylist.add("wwwe");
//        myarraylist.add("qqq");
//        myarraylist.add("aaa");
//
//        System.out.println(myarraylist.get(1));
//
//        System.out.println(myarraylist);
                Myarraylist<Integer> myarraylist = new Myarraylist<>();
        myarraylist.add(111);
        myarraylist.add(222);
        myarraylist.add(333);

        System.out.println(myarraylist.get(1));

        System.out.println(myarraylist);
    }
}

泛型方法

练习一：泛型方法的练习

package MyGenerics;

import java.util.ArrayList;

public class ListUtil {
    //工具类，私有化无参构造
    private ListUtil() {
    }

    //传入一个要添加的集合，和多个数据
    /*
    <E> 泛型方法中要放在修饰符后面
     */
    public static<E> boolean addAll(ArrayList<E> arrayList,E e1,E e2,E e3,E e4){
        arrayList.add(e1);
        arrayList.add(e2);
        arrayList.add(e3);
        arrayList.add(e4);
        return true;
    }
    //可以传入多个要添加的数据\
    /*
    E...e 为可变参数
    可以传入一个或者多个变量，
    可变参数必须在形参列表的最后面
     */
    public static<E> boolean addAll2(ArrayList<E> arrayList,E...e){
        for (E element : e) {
            arrayList.add(element);
        }
        return true;
    }


}

package MyGenerics;

import java.util.ArrayList;

public class GenericsTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        ListUtil.addAll(list,"qqq","aaa","zzz","www");
        System.out.println(list);
        //使用可变参数
        ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();
        ListUtil.addAll2(list2,"qqq","aaa","zzz","www","sss");
        ListUtil.addAll2(list2,"eee","ddd","ccc");
        System.out.println(list2);
    }
}

泛型接口

//实现List接口并指定泛型类，可以使用的类型确认
public class Myarraylist2 implements List<String> {

    @Override
    public int size() {
        return 0;
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean contains(Object o) {
        return false;
    }


    }
}

package MyGenerics;

import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;


//实现List接口不指定泛型类，延续接口的泛型，在调用类时在确定
//即方法二
public class Myarraylist3<E> implements List<E> {


    @Override
    public int size() {
        return 0;
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean contains(Object o) {
        return false;
    }

    @Override
    public Iterator<E> iterator() {
        return null;
    }

    @Override
    public Object[] toArray() {
        return new Object[0];
    }

    @Override
    public <T> T[] toArray(T[] a) {
        return null;
    }

    @Override
    public boolean add(E e) {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean remove(Object o) {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean containsAll(Collection<?> c) {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean removeAll(Collection<?> c) {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean retainAll(Collection<?> c) {
        return false;
    }

    @Override
    public void clear() {

    }

    @Override
    public E get(int index) {
        return null;
    }

    @Override
    public E set(int index, E element) {
        return null;
    }

    @Override
    public void add(int index, E element) {

    }

    @Override
    public E remove(int index) {
        return null;
    }

    @Override
    public int indexOf(Object o) {
        return 0;
    }

    @Override
    public int lastIndexOf(Object o) {
        return 0;
    }

    @Override
    public ListIterator<E> listIterator() {
        return null;
    }

    @Override
    public ListIterator<E> listIterator(int index) {
        return null;
    }

    @Override
    public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
        return null;
    }
}

泛型的继承和统配符

泛型不具备继承性但数据具备继承性。

* 此时，泛型里面写的是什么类型，那么只能传递什么类型的数据。

* 弊端：

* 利用泛型方法有一个小弊端，此时他可以接受任意的数据类型

* Ye Fu Zi Student

*

* 希望：本方法虽然不确定类型，但是以后我希望只能传递Ye Fu Zi

*

* 此时我们就可以使用泛型的通配符：

* ?也表示不确定的类型

* 他可以进行类型的限定

* ? extends E: 表示可以传递E或者E所有的子类类型

* ? super E:表示可以传递E或者E所有的父类类型

*

* 应用场景：

* 1.如果我们在定义类、方法、接口的时候，如果类型不确定，就可以定义泛型类、泛型方法、泛型接口。

* 2.如果类型不确定，但是能知道以后只能传递某个继承体系中的，就可以泛型的通配符

* 泛型的通配符：

* 关键点：可以限定类型的范围。

package com.itheima.a04mygenerics;


import java.util.ArrayList;

public class GenericsDemo5 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
            泛型不具备继承性，但是数据具备继承性
        */

        //创建集合的对象
        ArrayList<Ye> list1 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Fu> list2 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Zi> list3 = new ArrayList<>();

        //调用method方法
        //method(list1);
        //method(list2);
        //method(list3);


        list1.add(new Ye());
        list1.add(new Fu());
        list1.add(new Zi());


    }


    /*
    * 此时，泛型里面写的是什么类型，那么只能传递什么类型的数据。
    * */
    public static void method(ArrayList<Ye> list) {

    }


}

package com.itheima.a04mygenerics;

import java.util.ArrayList;

public class GenericsDemo6 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
        *   需求：
        *       定义一个方法，形参是一个集合，但是集合中的数据类型不确定。
        *
        * */


        //创建集合的对象
        ArrayList<Ye> list1 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Fu> list2 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Zi> list3 = new ArrayList<>();

        ArrayList<Student2> list4 = new ArrayList<>();

        method(list1);
        method(list2);
        //method(list3);


        //method(list4);


    }

    /*
     * 此时，泛型里面写的是什么类型，那么只能传递什么类型的数据。
     * 弊端：
     *      利用泛型方法有一个小弊端，此时他可以接受任意的数据类型
     *      Ye  Fu   Zi    Student
     *
     * 希望：本方法虽然不确定类型，但是以后我希望只能传递Ye Fu Zi
     *
     * 此时我们就可以使用泛型的通配符：
     *      ?也表示不确定的类型
     *      他可以进行类型的限定
     *      ? extends E: 表示可以传递E或者E所有的子类类型
     *      ? super E:表示可以传递E或者E所有的父类类型
     *
     * 应用场景：
     *      1.如果我们在定义类、方法、接口的时候，如果类型不确定，就可以定义泛型类、泛型方法、泛型接口。
     *      2.如果类型不确定，但是能知道以后只能传递某个继承体系中的，就可以泛型的通配符
     * 泛型的通配符：
     *      关键点：可以限定类型的范围。
     *
     * */
    public static void method(ArrayList<? super Fu> list) {

    }
}

class Ye {
}

class Fu extends Ye {
}

class Zi extends Fu {
}

class Student2{}

练习一：

package Test1;

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


    public Animal() {
    }

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

    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * 设置
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 获取
     * @return age
     */
    public int getAge() {
        return age;
    }

    /**
     * 设置
     * @param age
     */
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }


    public abstract void eat();

    public String toString() {
        return "Animal{name = " + name + ", age = " + age + "}";
    }
}

package Test1;

public abstract class Cat extends Animal{

    //1.继承抽象类，重写里面所有的抽象方法
    //2.本身Cat也是一个抽象的，让Cat的子类再重写重写方法

    //此时采取第二种处理方案
    //因为猫的两个子类中eat的方法体还是不一样的。





}

package Test1;

public abstract class Dog extends Animal{
}

package Test1;

public class HuskyDog extends Dog {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("一只叫做" + getName() + "的，" + getAge() + "岁的哈士奇，正在吃骨头，边吃边拆家");
    }
}

package Test1;

public class LiHuaCat extends Cat {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("一只叫做" + getName() + "的，" + getAge() + "岁的狸花猫，正在吃鱼");
    }
}

package Test1;

public class PersianCat extends Cat {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("一只叫做" + getName() + "的，" + getAge() + "岁的波斯猫，正在吃小饼干");
    }
}

package Test1;

public class TeddyDog extends Dog{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("一只叫做"+getName()+"的，"+getAge()+"岁的泰迪，正在吃骨头，边吃边蹭");
    }
}

package com.itheima.a05test;

import java.util.ArrayList;

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
            需求：
                定义一个继承结构：
                                    动物
                         |                           |
                         猫                          狗
                      |      |                    |      |
                   波斯猫   狸花猫                泰迪   哈士奇


                 属性：名字，年龄
                 行为：吃东西
                       波斯猫方法体打印：一只叫做XXX的，X岁的波斯猫，正在吃小饼干
                       狸花猫方法体打印：一只叫做XXX的，X岁的狸花猫，正在吃鱼
                       泰迪方法体打印：一只叫做XXX的，X岁的泰迪，正在吃骨头，边吃边蹭
                       哈士奇方法体打印：一只叫做XXX的，X岁的哈士奇，正在吃骨头，边吃边拆家

            测试类中定义一个方法用于饲养动物
                public static void keepPet(ArrayList<???> list){
                    //遍历集合，调用动物的eat方法
                }
            要求1：该方法能养所有品种的猫，但是不能养狗
            要求2：该方法能养所有品种的狗，但是不能养猫
            要求3：该方法能养所有的动物，但是不能传递其他类型
         */


        ArrayList<PersianCat> list1 = new ArrayList<>();
        ArrayList<LiHuaCat> list2 = new ArrayList<>();
        ArrayList<TeddyDog> list3 = new ArrayList<>();
        ArrayList<HuskyDog> list4 = new ArrayList<>();

        keepPet(list1);
        keepPet(list2);
        keepPet(list3);
        keepPet(list4);
    }

    //该方法能养所有的动物，但是不能传递其他类型
    public static void keepPet(ArrayList<? extends Animal> list){
        //遍历集合，调用动物的eat方法
    }



  /*  //  要求2：该方法能养所有品种的狗，但是不能养猫
    public static void keepPet(ArrayList<? extends Dog> list){
        //遍历集合，调用动物的eat方法
    }*/


    /*//要求1：该方法能养所有品种的猫，但是不能养狗
    public static void keepPet(ArrayList<? extends Cat> list){
        //遍历集合，调用动物的eat方法
    }*/
}

泛型总结

数据结构（树）

二叉查找树

二叉查找树添加节点规则：

小的存左边，大的存右边，一样的不存。

二叉树的遍历

前序遍历

中序遍历

后序遍历

层序遍历

遍历方式小结

二叉树小结

二叉查找树的弊端

如果数据插入的顺序与数据的大小顺序一致则会退化为链表，查询速度下降。

平衡二叉树

规则：任意节点左右字数高度差不超过1.

树的演变

保证二叉树平衡的机制

左旋和右旋。

左旋

旋转之后

右旋

旋转之后

需要旋转的四种情况

左左：根节点左子树的左子树上发生不平衡。

左右：根节点左子树的右子树上发生不平衡。

右右：根节点右子树的右子树上发生不平衡。

右左：根节点右子树的左子树上发生不平衡。

红黑树

红黑规则

添加节点的规则

红黑树增删改查性能都很好。

Set系列集合

无序、不重复、无索引。

无序：存和取的顺序不同。

不重复：可以去重。

无索引：没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历，也不能通过索引获取元素。

实现类：

HashSet:无序、不重复、无索引

LinkHashSet：有序、不重复、无索引

TreeSet:可排序、不重复、无索引

Set中的方法基本和Collection的API一致。

练习一：存储字符串并遍历

package MySetDemo;

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

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> set = new HashSet<>();
        set.add("aaa");
        set.add("bbb");
        set.add("ccc");
        set.add("ddd");
        set.add("eee");
        boolean b = set.add("eee");
        //不重复
        System.out.println(b);//false


        //无序
        System.out.println(set);

        //遍历
        //迭代器
        Iterator<String> it = set.iterator();
        while (it.hasNext()){
            String str = it.next();
            System.out.println(str);
        }
        System.out.println("==============================");
        //增强for
        for (String s : set) {
            System.out.println(s);
        }
        System.out.println("==============================");
        //Lambda表达式
        set.forEach(s-> System.out.println(s));
    }
}

HashSet

底层原理

哈希值：

package MySetDemo;

public class hashtest {
    public static void main(String[] args) {
        //创建两个对象
        Student s1 = new Student("zhansan",21);
        Student s2 = new Student("zhansan",21);

        //未重写之前不同对象的哈希值是不同的
//        System.out.println(s1.hashCode());//990368553
//        System.out.println(s2.hashCode());//1096979270
        //重写hashcode,由于属性相同所以哈希值也相同
        System.out.println(s1.hashCode());//-1432263087
        System.out.println(s2.hashCode());//-1432263087

        //哈希碰撞
        String st1 = "abc";
        String st2 = "acD";
        System.out.println(st1.hashCode());//96354
        System.out.println(st2.hashCode());//96354

    }
}

底层原理

总结：

1.由数组、链表、红黑树组成

2.查询对象的哈希值根据哈希值判断存储数组的位置，如果数组位置为空则直接存入，如果位置不为空则链表链接在该对象下面。

3.存储为数组链表红黑树结合无法确定顺序。

4.与三的原因相同

5哈希值和equse方法结合进行。

案例一：利用hashSet去重

package MySetDemo;

import java.util.HashSet;

public class hashtestDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建两个对象
        Student s1 = new Student("zhansan",21);
        Student s2 = new Student("wanger",21);
        Student s3 = new Student("lisi",21);
        Student s4 = new Student("wangwu",21);
        Student s5 = new Student("zhaoliu",21);
        Student s6 = new Student("zhansan",21);
        //创建HashSet对象利用其不重复的特性进行去重
        HashSet<Student> hashSet = new HashSet<>();
        System.out.println(hashSet.add(s1));
        System.out.println(hashSet.add(s2));
        System.out.println(hashSet.add(s3));
        System.out.println(hashSet.add(s4));
        System.out.println(hashSet.add(s5));
        System.out.println(hashSet.add(s6));

        for (Student student : hashSet) {
            System.out.println(student);
        }


    }
}

LinkedHashSet

package MySetDemo;

import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedHashSet;

public class LinkHashsetdemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建对象
        Student s1 = new Student("zhansan", 21);
        Student s2 = new Student("wanger", 21);
        Student s3 = new Student("lisi", 21);
        Student s4 = new Student("wangwu", 21);
        Student s5 = new Student("zhaoliu", 21);
        Student s6 = new Student("zhansan", 21);
        //LinkedHashSet
        LinkedHashSet<Student> hashSet = new LinkedHashSet<>();
        System.out.println(hashSet.add(s1));
        System.out.println(hashSet.add(s2));
        System.out.println(hashSet.add(s3));
        System.out.println(hashSet.add(s4));
        System.out.println(hashSet.add(s5));
        System.out.println(hashSet.add(s6));

        System.out.println(hashSet);
    }
}

LinkedHashSet小结

TreeSet

特点

练习一：TreeSet对象排序练习题

import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;
import java.util.function.Consumer;

public class MyTreeSetdemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建TreeSet对象
        TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<>();
        //添加元素
        ts.add(5);
        ts.add(2);
        ts.add(4);
        ts.add(3);
        ts.add(1);
        //输出
        System.out.println(ts);//[1, 2, 3, 4, 5]
        System.out.println("---------------------------------");
        //进行遍历
        //迭代器遍历
        Iterator<Integer> it = ts.iterator();
        while (it.hasNext()){
            Integer next = it.next();
            System.out.println(next);
        }
        System.out.println("=================================");
        //增强for
        for (Integer t : ts) {
            System.out.println(t);
        }
        System.out.println("--------------------------------------");
        //lambda表达式
//        ts.forEach(new Consumer<Integer>() {
//            @Override
//            public void accept(Integer integer) {
//                System.out.println(integer);
//            }
//        });
        ts.forEach( integer-> System.out.println(integer));
    }
}

TreeSet集合的默认的规则

练习一：TreeSet对象排序练习题

Student类需要实现接口并重写方法，才可以存入TreeSet中。

package MySetDemo.TreeSetDemo1;

import java.util.TreeSet;

public class TreeSetDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Stuent对象
        Student s1 = new Student("xiaozhao",22);
        Student s2 = new Student("wangwu",23);
        Student s3 = new Student("zhangsan",24);

        //创建一个TreeSet对象
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>();
        //添加数据
        ts.add(s1);
        ts.add(s3);
        ts.add(s2);

        System.out.println(ts);

    }
}

package MySetDemo.TreeSetDemo1;

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

    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        //实现此方法才可以添加进TreeSet中
        /*
        实现implements Comparable<Student>接口
        返回 负数 红黑数认为这个对象比已经在树上的小
             整数 认为大
             0   认为已经存在
         */
        return this.age-o.getAge();
    }

    public Student() {
    }

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

    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * 设置
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 获取
     * @return age
     */
    public int getAge() {
        return age;
    }

    /**
     * 设置
     * @param age
     */
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String toString() {
        return "Student{name = " + name + ", age = " + age + "}";
    }


}

TreeSet的两种比较方式

练习二：TreeSet对象排序练习题

package MySetDemo.TreeSetDemo2;

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;

public class TreeSetDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //由于排序规则与源码定义的不同则使用比较器排序
        TreeSet<String> ts = new TreeSet<>(new Comparator<String>() {
            /*
            o1 :为要加入的元素
            o2 :为已经加入的元素
            规则与第一种相同
             */
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                //先判断长度
                int i = o1.length() - o2.length();
                //如长度相同则调用原本的判定规则即被String重写的compareTo方法
                i = i == 0?o1.compareTo(o2):i;
                return i;
            }
        });
        //添加元素
        ts.add("ab");
        ts.add("c");
        ts.add("df");
        ts.add("qwer");

        System.out.println(ts);
    }
}

练习三：TreeSet对象排序练习题

package MySetDemo.TreeSetdemo3;

import java.util.TreeSet;

public class TreeSetDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("xiaoli",20,80,80,80);
        Student s2 = new Student("laozhao",21,80,88,80);
        Student s3 = new Student("zhangsan",20,85,85,85);
        Student s4 = new Student("lisi",23,87,80,80);
        Student s5 = new Student("xiaoli",20,80,80,80);

        TreeSet<Student> st = new TreeSet<>();
        st.add(s1);
        st.add(s2);
        st.add(s3);
        st.add(s4);
        st.add(s5);

        System.out.println(st);

    }
}

package MySetDemo.TreeSetdemo3;

public class Student implements Comparable<Student>{
    private String name;
    private int age;
    private int Chinese;
    private int Math_scores;
    private int Englich_scores;
    //总分
    private int sum;


    //将无参构造私有化，创建对象必须赋值
    private Student() {
    }

    public Student(String name, int age, int Chinese, int Math_scores, int Englich_scores) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.Chinese = Chinese;
        this.Math_scores = Math_scores;
        this.Englich_scores = Englich_scores;
        sum = Chinese+Math_scores+Englich_scores;
        System.out.println(sum);
    }

    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        //实现此方法才可以添加进TreeSet中
        /*
        实现implements Comparable<Student>接口
        返回 负数 红黑数认为这个对象比已经在树上的小
             整数 认为大
             0   认为已经存在
         */
        int i =  o.sum - this.sum ;
        //判断i的值
        //总分相同则判断语文分数，并赋值给i
        i = i == 0 ? o.Chinese -this.Chinese : i;
        //语文分数是否相同,判断数学
        i = i == 0 ? o.Math_scores-this.Math_scores : i;
        i = i == 0 ? o.Englich_scores -this.Englich_scores : i;
        i = i == 0 ?  o.age -this.age : i;
        //判断字母所以调用String中重写的compareTo方法
        i =  i == 0?this.name.compareTo(o.name):i;

        return i;
    }


    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * 设置
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 获取
     * @return age
     */
    public int getAge() {
        return age;
    }

    /**
     * 设置
     * @param age
     */
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    /**
     * 获取
     * @return Chinese
     */
    public int getChinese() {
        return Chinese;
    }

    /**
     * 设置
     * @param Chinese
     */
    public void setChinese(int Chinese) {
        this.Chinese = Chinese;
    }

    /**
     * 获取
     * @return Math_scores
     */
    public int getMath_scores() {
        return Math_scores;
    }

    /**
     * 设置
     * @param Math_scores
     */
    public void setMath_scores(int Math_scores) {
        this.Math_scores = Math_scores;
    }

    /**
     * 获取
     * @return Englich_scores
     */
    public int getEnglich_scores() {
        return Englich_scores;
    }

    /**
     * 设置
     * @param Englich_scores
     */
    public void setEnglich_scores(int Englich_scores) {
        this.Englich_scores = Englich_scores;
    }

    public String toString() {
        return "Student{name = " + name + ", age = " + age + ", Chinese = " + Chinese + ", Math_scores = " + Math_scores + ", Englich_scores = " + Englich_scores+","+sum +"}";
    }
}