Day_15 泛型与Collection应用
一.泛型
1.定义：泛型常用来和集合对象一起使用，在学习集合之前，必须先了解什么是泛型，泛型的概念十分重要，它是程序的增强器，也是目前主流的开发方式。泛型是JDK1.5的一个新特性，本质上就是编译器为了提供更好的可读性而提供的一种小手段，小技巧。虚拟机层面是不存在所谓泛型的概念的。
2.作用
<1>通过泛型的语法定义，约束集合元素的类型，进行安全检查，把错误显示在编译期。
<2>代码的通用性更强。
<3>泛型可以提升程序代码的可读性，但仅仅是一个语法糖(编译后这样的东西被删除，不出现在最终的源代码中)，对于JVM运行时的性能是没任何影响的。
3.声明：泛型可以在接口，方法，返回值上使用。
4.优点
<1>规定了数据的类型，不能想放什么数据就放什么数据，要遵守泛型规定的数据类型。
<2>如果类型不对，把运行时期才报的错误直接在编译时期报出。
<3>泛型的数据类型只能是引用类型，非基本类型。
二.Collection
1.定义：用来存放对象的数据结构，其中长度可变，而且集合中可以存放不同类型的对象，并且提供了一组成批对象的方法。数组的缺点，即长度是固定不变的，访问方式单一，插入删除操作繁琐。
三.List接口
1.定义：有序的collection，也成为了序列。此接口的用户可以对列表中的每个元素插入位置进行精确的控制。用户可以根据元素的证书索引(在列表中的位置)访问元素，并搜索列表中的元素。
2.特点：
<1>数据有序。
<2>允许存放重复的元素。
<3>元素都有索引。
3.ArrayList：存在于java.util包中，内部用数组存放数据，封装了数组的操作，每个对象都有下标。内部数组默认初始容量为10，如果不够会以1.5倍容量增长。查询的速度快，但是增删数据效率低。
4.LinkedList:双向链表，底层由数组和链表实现。下标遍历效率低，迭代器遍历效率高。
四.List常用方法
import java.util.ArrayList;
public class Practice {
public static void main(String[] args) {
ArrayList list = new ArrayList();
list.add("aaa");
list.add(123);
list.add("ccc");
list.add("ddd");
System.out.println(list);
System.out.println(list.size());
System.out.println(list.get(1));
System.out.println();
System.out.println(list.remove(2));
System.out.println(list);
for(int i = 0;i<list.size();i++)
{
System.out.println(list.get(i));
System.out.println();
}
}
}
五.Map常用方法
import java.util.*;
import java.util.Map;
public class Map_ {
public static void main(String[] args) {
Map map = new HashMap();
map.put("001","钢铁侠");
map.put("002","蜘蛛侠");
//如果此映射包含指定键的映射关系，则返回true。
System.out.println(map.containsKey("001"));
//如果此映射将一个或者多个键映射到指定值，则返回true。
System.out.println(map.containsValue("美国队长"));
//如果此映射未包含键值映射关系，则返回true。
System.out.println(map.isEmpty());
//返回指定键所映射的值，如果不存在则返回null。
System.out.println(map.get("001"));
//如果存在一个键的映射关系，则将其从此映射中移除。
System.out.println(map.remove("001"));
System.out.println(map.containsValue("钢铁侠"));
System.out.println(map.size());
Map map2 = new HashMap();
map2.put("999", "刘德华");
//复制map2到map中。
map.putAll(map2);
System.out.println(map);
System.out.println(map2);
}
}
六.ArrayList扩容
ArrayList相当于在没指定initialCapacity时就是会使用延迟分配对象数组空间。当第一次插入元素时才分配10个对象空间。(默认)假如有20个数据需要添加，那么会分别在第一次的时候，将ArrayList的容量变为10，之后扩容会按照1.5倍增长，也就是当添加第11个数据的时候，ArrayList继续扩容为15。当添加第16个数据时，继续扩容变为22个。
ArrayList没有对外暴露其容量个数，查看源码我们可以知道，实际的值存放在elementData对象数组中，那我们只需要拿到这个数组的长度，观察其值变化了几次就知道其扩容了多少次，如何获取，就只能运用反射技术了。
七.HashMap扩容
成长因子：static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR=0.75f;当空间只有仅仅为10的时候是很容易造成两个对象的hashcode所对应的地址是一个位置的情况。这样就造成两个对象会形成链表。这时就有一个加载因子的参数，默认为0.75，如果hashmap的空间有100，那么当插入了75个元素的时候hashmap就需要扩容了，不然的话会形成很长的散列桶结构，对于查询和插入都会增加时间，因为它需要一个一个的equals比较。但是又不能让加载因子很小，如0.01，这样显然是不合适的，频繁的扩容会大大消耗内存，这时就存在这一个平衡，在jdk中默认是0.75，淡然负载因子也可以根据自己的实际情况进行调整。
八.数组和链表的区别
List是一个接口，它有两个常用的子类，Arraylist和LinkedList，看名字就可以看出一种是基于数组实现，另一个是基于链表实现的。数组插入和删除元素需要重新申请内存，然后拼接结果保存进去，成本很高，例如有100个值日，中检查入一个元素，就需要数组重新拷贝。相反，对于链表来说，改变一下相邻两个元素的指针即可，所以链表在插入元素时性能非常高。实际开发就根据他们各自不同的特点来匹配对应业务的特点，业务一次赋值，不会改变，顺序遍历就采用数组。业务频繁变化，有新增，有删减，则链表更加适合。
九.Set接口
1.定义：一个不包含重复元素的collection，数据无序，是因为set集合没有下标，由于集合中的元素不可重复，常用于元素去重。
2，特点
<1>HashSet的底层是哈希表，包装了HashMap，相当于向HashSet中存入数据时，会把数据作为K，存入内部的HashMap中。当然，K不允许重复。
<2>TreeSet底层是TreeMap，红黑树的形式，便于查找数据。
<3>HashMap视线中，当哈希值相同的对象，会在同一个hash值的位置存储不同属性的数据。
十.HashSet
1.定义：此类实现Set接口，由哈希表支持，它不保证set的迭代顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变，此类允许使用null元素。
十一.Map接口
1.定义：java.util接口 Map<K，V>。
2.类型参数：K-此映射所维护的键的类型，V-映射值的类型。也叫做哈希表，散列表，常用于存键值对结构的数据，其中的键不能重复，但是值可以重复。例如：key=9527，value=唐伯虎。
3.特点
<1>可以根据键提取对应的值。
<2>键不允许重复，如果重复则值会被覆盖。
<3>存放的都是无序的数据。
<4>初始容量是16，默认的加载因子是0.75。
十二.HashMap
1.定义：基于哈希表的Map接口的实现，此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用null值和null键。HashMap底层是一个Entry数组，当存放数据时会根据hash算法计算数据的存放位置，算法hash(key)%n，n就是数组的长度。当计算的位置没有数据时，就直接存放，当计算的位置有数据时，也就是发生hash冲突时，采用链表的方式来解决，在对应的数组位置存放链表的头结点。对链表而言，新加入的节点会从头节点加入。
十三.字符串中的字符统计
import java.util.*;
public class String_Statistics {
public static void main(String[] args) {
System.out.print("请输入一串字符串:");
String s = new Scanner(System.in).nextLine();
HashMap<Character,Integer> map = new HashMap<>();
for(int i=0;i<s.length();i++)
{
//1.取出字符串中的每个字符。
char c = s.charAt(i);
//2.拿着字符查个数。
Integer count = map.get(c);
if(count==null)
{
map.put(c,1);
}
else
{
map.put(c, count+1);
}
}
System.out.println(map);
}
}
十四.Collection工具类常用方法
1.Collection.sort(List<>list)：根据元素的自然顺序对指定列表按升序进行排序。
2.Collection.max()：根据元素的自然顺序，返回给定collection的最大元素。
3.Collection.min()：根据元素的自然顺序，返回给定collection的最小元素。
4.Collection.swap(List，i，j)：在指定列表的指定位置交换元素。
十五.Collectiong工具类测试
import java.util.*;
public class Collection_ {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList();
//添加多个元素。
Collections.addAll(list, "3","30","23","15","29","12");
Collections.sort(list);
System.out.println(list);
System.out.println(Collections.max(list));
System.out.println(Collections.min(list));
Collections.swap(list, 0, 4);
System.out.println(list);
}
}