8.泛型与Set集合（上篇）

目录

1.泛型

2.集合类体系结构

3.Set集合

4.HashSet集合

5.TreeSet集合

1.泛型

• 1.1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
  • 如果我们没有给集合指定类型，默认认为所有的数据类型都是Object类型
  • 此时可以往集合添加任意的数据类型
  • 带来一个坏处：我们在获取数据的时候，无法使用他的特有行为（多态的弊端）
    若是使用强制类型转换可能出现类型转换异常
• 1.2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
• 1.3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: <E> <T>
  • <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: <E,T> <K,V>
  • 泛型类：修饰符 class 类名<类型> //可以像参数来传递类型
    所有的方法都可以使用
  • 泛型方法：修饰符 <类型> 返回值类型 方法名（类型 变量名）//可以像参数来传递类型
    只有本方法能使用
  • 泛型接口：修饰符 interface 接口名<类型> //可以像参数来传递类型
    使用方式一：实现类给出具体的类型（例：public class MyArray implements List<String> { }）
    使用方式二：实现类延续泛型，创建实现类对象时再确定类型 （例：public class MyArray<String> implements List<String> { }）
• 1.4泛型的细节
  • 泛型中不能写基本数据类型
  • 指定反省的具体类型后，传递数据时，可以传入该类类型或者其子类类型
  • 如果不写泛型，类型默认是Object
  • 泛型不具备继承性，但是数据具备继承性
• 1.5泛型的通配符
  可以限定类型的范围
  • ？ 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

2.集合类体系结构

• 注意：Set集合体系也属于Collection，所以也可以使用Collection中的方法

3.Set集合

• 3.1Set集合的特点
  • 不可以存储重复元素
  • 没有索引,不能使用普通for循环遍历
  • 无序：存取顺序不一致
• 3.2Set集合的遍历
  • 迭代器
  • 增强for
  • Lambda表达式

4.HashSet集合

• 4.1HashSet集合的特点
  • 底层数据结构是哈希表
  • 存取无序
  • 不可以存储重复元素
  • 没有索引,不能使用普通for循环遍历
• 4.2HashSet集合中的哈希值
  • 介绍：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
  • 获取：Object类中的public int hashCode()：返回对象的哈希码值
  • 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
• 4.3哈希表的结构
  • 默认加载因子：决定扩容的时机（例：当16×0.75=12个元素的时候，数组就会扩容到原先的两倍（32））
  • JDK8以前结构与流程
    • 数组 + 链表

      

  • JDK8以后结构与流程
    • 节点个数少于等于8个： 数组 + 链表
    • 节点个数多于8个且数组长度大于等于64： 数组 + 红黑树

      

  • 注意：HashSet集合存储自定义类型元素,要想实现元素的唯一,要求必须重写hashCode方法和equals方法
    包装类（String，Integer）在内部已经重写好了
• 4.4HashSet的子类LinkedHashSet
  • 特点：有序，不重复，无索引
  • LinkedHashSet底层原理

    

5.TreeSet集合

• 5.1TreeSet集合的特点
  • 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
    底层是基于红黑树的数据结构进行排序的，增删改查性能都比较好
    • TreeSet()：根据其元素的自然排序进行排序（将集合元素按升序排列）
      若是字符是按照ASCⅡ码表
      注意：若是自定义类则需要重写比较规则，否则需按照下面带有参数的
    • TreeSet(Comparator comparator) ：根据指定的比较器进行排序
• 5.2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
    • 1.使用空参构造创建TreeSet集合
      TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>();
      • 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
      public class Student implements Comparable<Student>{ }
      • 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
• 5.3比较器排序Comparator的使用
  • 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
      • 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;
      • }
      • });
    • 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
• 5.4两种比较方式总结
  • 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（数组）
    • 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（数组）