java 泛型和集合_Java集合和泛型
集合
常用的集合有ArrayList,TreeSet,HashMap,HashSet.
ArrayList
最常用的集合,每次插入都在后面追加元素。
TreeSet
以有序状态保持并可防止重复。当你需要set集合或元素按照一定的顺序排列时,它会很好用。当然,这需要付出一定的成本,每当插入新项目时,它必须要花时间找到适当的位置,而ArrayList只要把项目放在最后就行。
TreeSet的元素必须是Comparable的,你必须指出对象应该如何排序。我们已经在上面讲过,方法有两种,分别是:
实现Comparable类。
使用重载,取用Comparator参数的构造函数来创建TreeSet,就像sort()的使用一样。
class ArtistCompare implements Comparator{
public int compare(Song one,Song two){
return one.getAtist().compareTo(two.getArtist());
}
}
ArtistCompare artCompare=new ArtistCompare();
TreeSet tree=new TreeSet(artCompare);
HashMap
针对经常插入或删除中间元素所设计的高效率集合。
使用方法:
HashMap scores=new HashMap();
scores.put("Kathy",20);
scores.put("Jim",22);
System.out.println(scores.get("Jim"));
HashSet的遍历方法:
Iterator iter = scores.entrySet().iterator();
while (iter.hasNext()) {
Map.Entry entry = (Map.Entry) iter.next();
Object key = entry.getKey();
Object val = entry.getValue();
String relkey=(String)key;
Integer relval=(Integer) val;
doprocessing();
HashSet
防止重复的集合,可快速的寻找相符的元素。
这里有个问题,对象要怎样才算相等?是引用到完全相同的对象,还是可以使不同的对象,但是我们所关心的值相等。于是,引出一个关键问题:引用相等性和对象相等性。
引用相等性 堆上同一对象的不同引用,如果对这两个引用调用hashCode(),结果相同。如果没有被覆盖的话,hashCode()默认的行为会返回每个对象特定的序号,这个序号一般跟对象的内存位置有关,因此是唯一的。
如果想要知道两个引用是否相等,可以使用==来比较变量上的字节组合,如果引用到相同的对象,字节组合也会一样。
对象相等性 堆上的两个不同对象在意义上是相等的,如果你想把两个不同的对象视为相等,就必须override hashCode()和equals()函数。
hashCode()
HashSet使用hashcode来达到存取速度较快的存储方法,如果你尝试用对象来寻找ArrayList中的相同对象,(不用索引来找),ArrayList会从头开始找起,但HashSet不是,它是根据hashcode来找的,不需要从头找起。
重点在于hashcode相同并不一定保证对象时相等的,学过数据结构的同学肯定知道,hashCode()使用的杂凑算法很可能将多个对象传回相同的杂凑值,越糟糕的杂凑算法越容易碰撞,而且也跟数据值域的分布特性有关,因此如果两个对象的hashcode相同,并不能说它俩就相等,此时还需要使用equals()函数来进一步确认是否相等。你可以这样认为,hashcode用来缩小寻找成本,但是最后还需要equals()来确定是否真的找到了相同的对象。
hashCode()的默认行为时对在heap上的对象产生独特的值,如果你没有override过,则该class的两个对象永远不可能被认为是相同的。
class Song implements Comparable{
String title;
String artist;
public boolean equals(Object aSong ){
Song s = (Song) aSong;
return getTitle.equals(s.getTitle()); //String覆盖过equals(),我们可以调用。
}
public int hashCode(){
return title.hsahCode(); //String覆盖过hashCode(),我们直接调用就可以了。
}
public int compareTo(Song s){
return title.compareTo(s.getTitle());
}
public getTitle(){
return title;
}
public getAtirst(){
return artist;
}
}
euqals()
equals()的默认行为是执行==的比较,也就是说会去测试两个引用是否堆上heap上同一个对象,如果eqauls没有被覆盖过,两个对象永远都不会被视为相同的,因为不同的对象有不同的字节组合。
toString()
toString()是定义在Object类里的,所以每个java类都会继承到,且因为对象被System.out.println(anObject)列出来时会调用toString(),所以当你想用被System.out.println输出你自定义的对象时,你需要重定义toString().
泛型
只要你再java程序或文件中看到<>这一组符号,就代表泛型正在起作用。泛型的主要目的是让你写出有类型安全性的集合,也就是,让编译器能够帮忙防止你把Dog放到一群Cat中。
使用泛型的两种方法:
使用定义在类声明的类型参数:
public class ArrayList extends AbstractList...{
public boolean add (E o)
...
}
使用未定义在类声明的参数 public void takeThing (ArrayListlist)
Collections.sort()
Collections.sort()是集合的常用方法,它只接受Comparable对象的list。因此,如果你自定义了一个类,然后生成了很多类对象,并存入集合中,如果你期望用Collections.sort()来对它们进行排序。你需要对你的自定义类做额外的工作。
你有两种方法:
第一种,实现Comparable 类,并覆盖它的int compareTo(T o)方法 java.lang.Comparable接口:
public interface Comparable{
int compareTo(T o);
}
class Song implements Comparable{
String title;
String artist;
public int compareTo(Song s){
return title.compareTo(s.getTitle());
}
public getTitle(){
return title;
}
public getAtirst(){
return artist;
}
}
第二种,自制Comparator
使用compareTo()方法时,list中的元素只能有一种将自己与同类型的另一元素相比较的方法。但Comparator是独立于所比较元素类型之外的--它是独立的类。因此,你可以有各种不同的比较方法。例如,除了按照title排序,你也可以按照artist排序。
因此,取用Comparator版的sort()方法会用Comparator而不是内置的 compareTo()方法。有如下规则:
调用单一参数的sort(List o)方法代表由list元素上的compareTo()方法来决定顺序。因此元素必须实现Comparable这个接口。 调用sort(List o,Comparator c)方法代表不会调用list元素的compareTo()方法,而会使用Comparator的compare()方法,这也意味着list元素不用实现
Comparable.
class ArtistCompare implements Comparator{
public int compare(Song one,Song two){
return one.getAtist().compareTo(two.getArtist());
}
}
ArtistCompare artCompare=new ArtistCompare();
Collections.sort(songList,artCompare);
集合的多态
数组的多态
如果方法的参数是Animal的数组,它也能够取用Animal次类型的数组。
Animal [] animals={new Dog(),new Cat(),new Dog()};
Dog [] dogs={new Dog(),new Dog(),new Dog()};
takeAnimals(animals);
//takeAnimals()能够存取Animal[]或Dog[]参数,因为Dog也是一个Animal,多态在此处起作用
takeAnimals(dogs);
public void takeAnimals(Animal [] animals){
for(Animal a : animals){
a.eat();}
}
abstract class Animal{
void eat(){}
}
class Dog extends Animal{
void bark(){}
}
class Cat extends Animal{
void meow(){}
}
ArrayList的多态
ArrayList animals= new ArrayList();
animals.add(new Dog());
animals.add(new Dog());
animals.add(new Dog());
takeAnimals(animals);
public void takeAnimals(ArrayList animals){
for(Animal a : animals){
a.eat();}
}
因为多态的关系,编译器会让Dog数组通过取用Animal数组参数的方法,这没有问题,问题是ArrayList< Animal >参数能接受ArrayList< Dog >吗,回答是,不行。如果我们在上面的程序里加上这一段,将出现编译错误。
ArrayListdogs = new ArrayList();
dogs.add(new Dog());
dogs.add(new Dog());
takeAnimals(dogs);
可能很多同学会疑惑,毕竟多态的意义就在于Animal能做的事情,Dog也能做,但你想过吗,如果我们的takeAnimals()是这样的:
public void takeAnimals(ArrayList animals){
animals.add(new Cat());
}
这就会有问题了,理论上把Cat加到ArrayList< Animal >是合法的,这也是使用Animal的本意--让各种Animal都可以加入到此ArrayList中。但是如果你传入的是一个Dog的ArrayList给该方法,那么将会是Cat强行加入了一个Dog ArrayList中,编译器当然不会让这种事情发生。
所以,如果把方法声明成ArrayList< Animal >,它只能接受ArrayList< Animal >的参数,ArrayList< Dog>和ArrayList< Cat>都不行。
很多同学肯定又要问了,那为什么数组可以过关,而ArrayList却不行,毕竟数组也会遇到这样的问题啊。
其实这跟jvm有关,数组类型是在运行期间检查的,但集合的类型检查发生在编译期间。
下面这段程序在编译时不会出错,但运行时出错。
Dog [] dogs={new Dog(),new Dog(),new Dog()};
takeAnimals(dogs);
public void takeAnimals(Animal [] animals){
animals[0]=new Cat();
}
那有没有一种方法,让我们能够使用多态化的集合参数,就像数组那样,这样我们就可以传入Cat,Dog的集合了,只要我们自己保证不会做出格的行为,比如往Cat集合中加入Dog等等。
万能的java当然有办法,使用这种声明方式:
public void takeThing(ArrayListlist)
当你这样声明函数时,编译器会阻止任何可能破坏引用参数所指集合的行为。也就是,你可以调用list中任何元素的方法,但是不能加入元素。
也就是说你可以操作集合元素,但是不能增加集合元素。如此才能保障执行期间的安全性。编译器会阻止执行期的恐怖活动。
所以下面的程序是可行的:
for (Animal a :animals){a.eat();}
但这个就过不了编译:
animals.add(new Cat());
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