JavaSE进阶|JavaSE08_泛型&Set$TreeSet&数据结构

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 { 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> g1 = new Generic>(); g1.setT("杨幂"); System.out.println(g1.getT()); Generic g2 = new Generic(); g2.setT(30); System.out.println(g2.getT()); Generic g3 = new Generic(); 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 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 { 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 implements Generic { @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{ @Override public void show(Integer t) { System.out.println(t); } }

    • 测试类
      public class GenericDemo3 { public static void main(String[] args) { GenericImpl1> g1 = new GenericImpl>(); g1.show("林青霞"); GenericImpl1 g2 = new GenericImpl(); 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:
    • ArrayListList : 它表示的类型是Number或者其子类型
  • 类型通配符下限:
    • ArrayListList : 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 list1 = new ArrayList<>(); ArrayList> list2 = new ArrayList<>(); ArrayList list3 = new ArrayList<>(); ArrayList 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 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 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> 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> 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 ts = new TreeSet(); //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>{ 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> ts = new TreeSet<>(); //创建学生对象 Student s1 = new Student("zhangsan",28); 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 ts = new TreeSet<>(new Comparator() { @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
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    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
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    • 二叉查找树和二叉树对比结构图
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    • 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
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    4.3平衡二叉树【理解】
    • 平衡二叉树的特点
      • 二叉树左右两个子树的高度差不超过1
      • 任意节点的左右两个子树都是一颗平衡二叉树
    • 平衡二叉树旋转
      • 旋转触发时机
        • 当添加一个节点之后,该树不再是一颗平衡二叉树
      • 左旋
        • 就是将根节点的右侧往左拉,原先的右子节点变成新的父节点,并把多余的左子节点出让,给已经降级的根节点当右子节点
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    • 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
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    • 平衡二叉树和二叉查找树对比结构图
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    • 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
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      • 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
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      • 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
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    • 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
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