泛型，数据结构，集合

文章目录

• 泛型
• • • 介绍
    • 解决问题
    • 好处
    • 使用
    • 通配符
    • • 泛型的下限
      • 泛型的上限
• 数据结构
• • • 定义
    • 常见的数据结构
    • • 栈(先进后出)
      • 队列(先进先出)
      • 数组结构
      • 链表结构
      • 哈希表结构
• 集合
• • List集合
  • • 特点
    • 特有方法
    • 子类及其底层数据结构
    • LinkedList集合
  • Set集合
  • • 特点
    • 没有特有方法
    • 子类及其底层数据结构
    • LinkedHashSet集合

泛型

介绍

在Java语言中，是一种类型参数，可以设置存储数据的类型

解决问题

在创建对象时，明确了集合中所存储元素的类型(限定类型)

• 泛型是使用在代码编写时期的技术方法(编译期技术)
• 泛型在程序运行时，就会被擦除

好处

1. 在编译时就对类型做判断，避免不必要的类型转换操作
   1. 元素类型->Object类型
2. 精简代码，不用调用特有方法来转型，避免发生错误
   1. Object类型->需要的类型

使用

• 泛型类

  public class 类名<T>{

  }

  //当不确定类中的成员变量使用什么类型时，可以用泛型表示
  public class 泛型类<T>{
  private T 变量;
  }

  //在创建泛型类对象时，明确类型
  泛型类<String> 对象 = new 泛型类<>();
  //泛型类中成员变量的类型为：String

• 泛型接口

  public interface 接口名{

  }

  //当不确定接口中某个方法参数使用什么类型，或者方法的返回值使用什么类型时，可以用泛型表示
  public interface 泛型接口{
  public void method(A a);
  }

  //情况1：在子类编写时，指定接口上泛型的具体类型
  public class 子类 implements 泛型接口<String>{
  public void method(String a){

  }
  

  }

  //情况2：在子类编写时，没有指定接口上的泛型。意味着：子类也使用和接口相同的泛型（子类：泛型类）
  public class 子类 implements 泛型接口{
  public void method(A a){

  }
  

  }
  子类<String> 对象 = new 子类<>();
  //创建子类对象时，明确了泛型的类型

• 泛型方法（非泛型类）

  修饰符 <泛型> 返回值类型 方法名(泛型 参数){
  //方法体
  }

  //当前类没有声明泛型类，但该类中的方法参数或方法返回值不确定类型时：使用泛型方法
  public <T> void method(T param){

  }
  //当调用该方法时，向方法中传递参数的类型，就是泛型的类型

通配符

？ 表示任意类型

通常在开发中，？是和泛型的上下限一起使用

泛型的下限

指定泛型中的最小类型

<? super 最小类型>

泛型的上限

指定泛型中的最大类型

<? extends 最大类型>
注 ：集合中泛型不支持多态

数据结构

定义

是一个存储数据的排列方式

常见的数据结构

栈(先进后出)

队列(先进先出)

数组结构

定义 ：数组在内存中是一块连续存储数据的空间
特点 ：查询快，增删慢

ArrayList底层就是使用数组结构

链表结构

在内存中是使用节点 存储数据
节点 ：数据+地址
特点 ：有头有尾
分类：

• 单向链表：只能从头到尾
• 双向链表：可以从头到尾，也可以从尾到头(提高查询效率)

代表集合：LinkedList

哈希表结构

底层 ：使用大小为16的数组+链表组成的存储方式
存储数据的方式：就是根据对象的地址或者属性结合哈希算法算出int类型的哈希值 Object.hashCode()

• 判断：计算出的存储位置上是否有元素存在
  • 没有元素存在，直接存储
  • 有元素存在 拿要存储的元素和已经存储的元素进行比较 Object.equals()
    • 相同：属于重复元素，不存储
    • 不相同：再次拿当前存储空间作为算法因子，进行哈希算法，计算新的存储空间；如何重复上述操作

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，不同对象的哈希值有可能相同(比如："abc","cba","bca")

优化 ：从JDK1.8开始，使用数组+链表/红黑树(当链表的长度>8时，自动把链表转换为红黑树)

集合

体系划分

• Collection(接口)
• Map(接口)

java.util.Collection集合：是一个接口，无法实例化

• java.util.List集合(接口)
  • 常用子类：ArrayList,LinkedList
• java.util.Set集合(接口)
  • 常用子类：HashSet,LinkedHashSet,TreeSet

List集合

特点

• 带有索引
• 存储元素的顺序和获取元素的顺序一样(存取有序)
• 可以存储重复元素

特有方法

子类及其底层数据结构

1. ArrayList：数组结构
2. LinkedList：双向链表
3. Vector：数组结构

LinkedList集合

底层结构 ：双向链表
双向链表 ：每个节点有三个部分的数据，一个是保存元素数据，一个是保存前一个节点的地址，还有一个是保存后一个节点的地址。查询效率比单向链表高。
特有方法 ：

Set集合

特点

• 元素没有索引
• 存取元素不保证顺序
• 不能存储重复元素

没有特有方法

方法都来自Collection集合

子类及其底层数据结构

• HashSet：哈希表结构
• LinkedHsahSet：链表+哈希表结构
• TreeSet：红黑树

LinkedHashSet集合

底层结构 ：哈希表+链表结构

哈希表保证无重复元素

链表保证存取元素顺序有序