Java SE篇：集合02

我会带着你远行 2024-03-16 20:25 50阅读 0赞

### 1.泛型 ###

#### 1.1泛型概述【理解】 ####

*  泛型的介绍
    
    泛型是JDK5中引入的特性，它提供了编译时类型安全检测机制
 *  泛型的好处
    
    1.  把运行时期的问题提前到了编译期间
    2.  避免了强制类型转换
 *  泛型的定义格式
    
     *  <类型>: 指定一种类型的格式.尖括号里面可以任意书写,一般只写一个字母.例如:
     *  <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.例如:

#### 1.2泛型类【应用】 ####

*  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 GenericDemo1 { public static void main(String[] args) { Generic<String> g1 = new Generic<String>(); g1.setT("杨幂"); 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()); } }`

#### 1.3泛型方法【应用】 ####

*  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 GenericDemo2 { public static void main(String[] args) { Generic g = new Generic(); g.show("柳岩"); g.show(30); g.show(true); g.show(12.34); } }`

#### 1.4泛型接口【应用】 ####

*  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1
        
        定义实现类时,定义和接口相同泛型,创建实现类对象时明确泛型的具体类型
        
        `public class GenericImpl1<T> implements Generic<T> { @Override public void show(T t) { System.out.println(t); } }`
     *  泛型接口实现类2
        
        定义实现类时,直接明确泛型的具体类型
        
        `public class GenericImpl2 implements Generic<Integer>{ @Override public void show(Integer t) { System.out.println(t); } }`
     *  测试类
        
        `public class GenericDemo3 { public static void main(String[] args) { GenericImpl1<String> g1 = new GenericImpl<String>(); g1.show("林青霞"); GenericImpl1<Integer> g2 = new GenericImpl<Integer>(); g2.show(30); GenericImpl2 g3 = new GenericImpl2(); g3.show(10); } }`

#### 1.5类型通配符 ####

*  类型通配符: >
    
     *  ArrayList>: 表示元素类型未知的ArrayList,它的元素可以匹配任何的类型
     *  但是并不能把元素添加到ArrayList中了,获取出来的也是父类类型
 *  类型通配符上限: extends 类型>
    
     *  ArrayListList 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>
    
     *  ArrayListList super Number>: 它表示的类型是Number或者其父类型
 *  泛型通配符的使用
    
    `public class GenericDemo4 { public static void main(String[] args) { ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<>(); ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>(); ArrayList<Number> list3 = new ArrayList<>(); ArrayList<Object> list4 = new ArrayList<>(); method(list1); method(list2); method(list3); method(list4); getElement1(list1); getElement1(list2);//报错 getElement1(list3); getElement1(list4);//报错 getElement2(list1);//报错 getElement2(list2);//报错 getElement2(list3); getElement2(list4); } // 泛型通配符: 此时的泛型?,可以是任意类型 public static void method(ArrayList<?> list){} // 泛型的上限: 此时的泛型?,必须是Number类型或者Number类型的子类 public static void getElement1(ArrayList<? extends Number> list){} // 泛型的下限: 此时的泛型?,必须是Number类型或者Number类型的父类 public static void getElement2(ArrayList<? super Number> list){} }`

### 2.Set集合 ###

#### 2.1Set集合概述和特点【应用】 ####

*  不可以存储重复元素
 *  没有索引,不能使用普通for循环遍历

#### 2.2Set集合的使用【应用】 ####

存储字符串并遍历

`public class MySet1 { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 Set<String> set = new TreeSet<>(); //添加元素 set.add("ccc"); set.add("aaa"); set.add("aaa"); set.add("bbb"); // for (int i = 0; i < set.size(); i++) { // //Set集合是没有索引的，所以不能使用通过索引获取元素的方法 // } //遍历集合 Iterator<String> it = set.iterator(); while (it.hasNext()){ String s = it.next(); System.out.println(s); } System.out.println("-----------------------------------"); for (String s : set) { System.out.println(s); } } }`

### 3.TreeSet集合 ###

#### 3.1TreeSet集合概述和特点【应用】 ####

*  不可以存储重复元素
 *  没有索引
 *  可以将元素按照规则进行排序
    
     *  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

#### 3.2TreeSet集合基本使用【应用】 ####

存储Integer类型的整数并遍历

`public class TreeSetDemo01 { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>(); //添加元素 ts.add(10); ts.add(40); ts.add(30); ts.add(50); ts.add(20); ts.add(30); //遍历集合 for(Integer i : ts) { System.out.println(i); } } }`

#### 3.3自然排序Comparable的使用【应用】 ####

*  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
    
    1.  使用空参构造创建TreeSet集合
        
         *  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
    2.  自定义的Student类实现Comparable接口
        
         *  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
    3.  重写接口中的compareTo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 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 String toString() { return "Student{" + "name='" + name + ''' + ", age=" + age + '}'; } @Override public int compareTo(Student o) { //按照对象的年龄进行排序 //主要判断条件: 按照年龄从小到大排序 int result = this.age - o.age; //次要判断条件: 年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序 result = result == 0 ? this.name.compareTo(o.getName()) : result; return result; } }`
    
    测试类
    
    `public class MyTreeSet2 { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>(); //创建学生对象 Student s2 = new Student("lisi",27); Student s3 = new Student("wangwu",29); Student s4 = new Student("zhaoliu",28); Student s5 = new Student("qianqi",30); //把学生添加到集合 ts.add(s1); ts.add(s2); ts.add(s3); ts.add(s4); ts.add(s5); //遍历集合 for (Student student : ts) { System.out.println(student); } } }`

#### 3.4比较器排序Comparator的使用【应用】 ####

*  案例需求
    
     *  存储老师对象并遍历，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
    
    老师类
    
    `public class Teacher { private String name; private int age; public Teacher() { } public Teacher(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 String toString() { return "Teacher{" + "name='" + name + ''' + ", age=" + age + '}'; } }`
    
    测试类
    
    `public class MyTreeSet4 { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 TreeSet<Teacher> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Teacher>() { @Override public int compare(Teacher o1, Teacher o2) { //o1表示现在要存入的那个元素 //o2表示已经存入到集合中的元素 //主要条件 int result = o1.getAge() - o2.getAge(); //次要条件 result = result == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : result; return result; } }); //创建老师对象 Teacher t1 = new Teacher("zhangsan",23); Teacher t2 = new Teacher("lisi",22); Teacher t3 = new Teacher("wangwu",24); Teacher t4 = new Teacher("zhaoliu",24); //把老师添加到集合 ts.add(t1); ts.add(t2); ts.add(t3); ts.add(t4); //遍历集合 for (Teacher teacher : ts) { System.out.println(teacher); } } }`

#### 3.5两种比较方式总结【理解】 ####

*  两种比较方式小结
    
     *  自然排序: 自定义类实现Comparable接口,重写compareTo方法,根据返回值进行排序
     *  比较器排序: 创建TreeSet对象的时候传递Comparator的实现类对象,重写compare方法,根据返回值进行排序
     *  在使用的时候,默认使用自然排序,当自然排序不满足现在的需求时,必须使用比较器排序
 *  两种方式中关于返回值的规则
    
     *  如果返回值为负数，表示当前存入的元素是较小值，存左边
     *  如果返回值为0，表示当前存入的元素跟集合中元素重复了，不存
     *  如果返回值为正数，表示当前存入的元素是较大值，存右边

### 4.数据结构 ###

#### 4.1二叉树【理解】 ####

*  二叉树的特点
    
     *  二叉树中,任意一个节点的度要小于等于2
        
         *  节点: 在树结构中,每一个元素称之为节点
         *  度: 每一个节点的子节点数量称之为度
 *  二叉树结构图
    
    ![01\_二叉树结构图][01]

#### 4.2二叉查找树【理解】 ####

*  二叉查找树的特点
    
     *  二叉查找树,又称二叉排序树或者二叉搜索树
     *  每一个节点上最多有两个子节点
     *  左子树上所有节点的值都小于根节点的值
     *  右子树上所有节点的值都大于根节点的值
 *  二叉查找树结构图
    
    ![02\_二叉查找树结构图][02]
 *  二叉查找树和二叉树对比结构图
    
    ![03\_二叉查找树和二叉树对比结构图][03]
 *  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
    
    ![04\_二叉查找树添加节点规则][04]

#### 4.3平衡二叉树【理解】 ####

md5-c60f1b3952cd1516763885a864410e25

![05\_平衡二叉树左旋01][05_01]

![05\_平衡二叉树左旋02][05_02]

*  右旋
    
     *  就是将根节点的左侧往右拉,左子节点变成了新的父节点,并把多余的右子节点出让,给已经降级根节点当左子节点
        
        ![06\_平衡二叉树右旋01][06_01]
        
        ![06\_平衡二叉树右旋02][06_02]
 *  平衡二叉树和二叉查找树对比结构图
    
    ![07\_平衡二叉树和二叉查找树对比结构图][07]
 *  平衡二叉树旋转的四种情况
    
     *  左左
        
         *  左左: 当根节点左子树的左子树有节点插入,导致二叉树不平衡
         *  如何旋转: 直接对整体进行右旋即可
            
            ![08\_平衡二叉树左左][08]
     *  左右
        
         *  左右: 当根节点左子树的右子树有节点插入,导致二叉树不平衡
         *  如何旋转: 先在左子树对应的节点位置进行左旋,在对整体进行右旋
            
            ![09\_平衡二叉树左右][09]
     *  右右
        
         *  右右: 当根节点右子树的右子树有节点插入,导致二叉树不平衡
         *  如何旋转: 直接对整体进行左旋即可
            
            ![10\_平衡二叉树右右][10]
     *  右左
        
         *  右左:当根节点右子树的左子树有节点插入,导致二叉树不平衡
         *  如何旋转: 先在右子树对应的节点位置进行右旋,在对整体进行左旋
            
            ![11\_平衡二叉树右左][11]

[01]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/8bc2af1d95094aaba6d028d17648d5bf.png
[02]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/d8c1acaa8ddb4a2d9f96b7ee7b2a4750.png
[03]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/f95df13a4f5548d7a94fd3e1ffff0ae6.png
[04]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/02342f51e8dc4391821da6ce93aefeb7.png
[05_01]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/007b0aa51f9345e8b83bdbacad6caad6.png
[05_02]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/3c2661560d8e4ae3950f35968dd2e5b6.png
[06_01]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/7a9fed4ae06046fdbcac86d3f9c56b2e.png
[06_02]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/1416b5870b9a4160b206cf9e47003878.png
[07]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/6b3ae9d77fd8457e83297176c4e2a291.png
[08]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/bb3731c92bdc45d89681c2fe5d297d01.png
[09]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/1de30f9b625c43568f0b686b39b82d3c.png
[10]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/69a3658a94ca41ed84dcdff2e4a6b750.png
[11]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/c68f12da9b3a45cca413b5ffc58731ef.png