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[Java知识库]Java学习：从入门到精通week3

一.Object类、常用API

?概述

java.lang.Object类是Java语言中的根类，即所有类的父类。它中描述的所有方法子类都可以使用。在对象实例化的时候，最终找的父类就是Object。

如果一个类没有特别指定父类，那么默认则继承自Object类。

1.object类?

1.1toString方法

1.2equals方法

?object中的equals方法（容忍null）

?2.date类

2.1几个常用方法

public class Date {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(System.currentTimeMillis());//获取当前日期到1970年1月1日00.00.00经历了多少毫秒
        demo();

    }
    //date类中常用的成员方法和构造方法
    public static void demo() {
        Date date1 = new Date();//打印出当前日期
        System.out.println(date1);
        Date date2=new Date(0L);//把毫秒值传递成日期
        System.out.println(date2);
        long date3.getTime();//相当于System.currentTimeMillis()方法
        System.out.println(date3);



    }
}

?2.1DeteFormat类（抽象类）

?1）String?format（Date?date）

2）Date?parse（String?source）

?3.Calendar类（抽象类）

3.1设置日期

1）获取日期

2）设置日期

?3）增加/减少?日期

?4.System类

4.1获取毫秒

?4.2数组的复制

?与我们说所的复制不同，其实是将数组对于索引位置覆盖在另一个数组上面。

5. StringBuilder类?

java.lang.StringBuilder的API，StringBuilder又称为可变字符序列，它是一个类似于 String 的字符串缓冲区，通过某些方法调用可以改变该序列的长度和内容。

原来StringBuilder是个字符串的缓冲区，即它是一个容器，容器中可以装很多字符串。并且能够对其中的字符串进行各种操作。

?5.1StringBuilder的使用

1）构造方法

?2)成员方法

public?StringBuilder?append（....）添加任意类型数据的字符串形式，并返回当前对象自身。

?有兴趣可以试试链式编程。

?public?StringBuilder?toString（）

?6.包装类

6.1概述

Java提供了两个类型系统，基本类型与引用类型，使用基本类型在于效率，然而很多情况，会创建对象使用，因为对象可以做更多的功能，如果想要我们的基本类型像对象一样操作，就可以使用基本类型对应的包装类，如下：

?6.2装箱与拆箱

?在使用构造方法时会出现横线划掉Interger，说明方法过时了。

如果用Integer方法放置字符，则会报错：

6.3自动拆箱和自动装箱?

由于我们经常要做基本类型与包装类之间的转换，从Java 5（JDK 1.5）开始，基本类型与包装类的装箱、拆箱动作可以自动完成。例如：

?6.4基本类型和字符串类型的转换

1）基本数据-->字符串

这里只写最常用的方法:

?其实就是令100变成“100”

?2）字符串-->基本数据类型

其他类型其实就是：

基本数据类型? 用户标识符? =? ?对应包装类.parse+数据类型（原字符串对象名称），如

short? a =?Short.parseByte? （基本数据类型首字母大写）

二.Collection、泛型

1.Collection集合

1.1概述

集合：集合是java中提供的一种容器，可以用来存储多个数据，集合与数组的差别：
数组的长度是固定的。集合的长度是可变的。
数组中存储的是同一类型的元素，可以存储基本数据类型值。集合存储的都是对象。而且对象的类型可以不一致。在开发中一般当对象多的时候，使用集合进行存储。

1.2集合框架

集合按照其存储结构可以分为两大类，分别是单列集合java.util.Collection和双列集合java.util.Map，以下是Collection集合。

Collection：单列集合类的根接口，用于存储一系列符合某种规则的元素，它有两个重要的子接口，分别是java.util.List和java.util.Set。其中，List的特点是元素有序、元素可重复。Set的特点是元素无序，而且不可重复。List接口的主要实现类有java.util.ArrayList和java.util.LinkedList，Set接口的主要实现类有java.util.HashSet和java.util.TreeSet。

?1.3Collection的常用功能

共性方法：

创建对象

? 此处使用多态，如果后面是Hashset等其他类，也可以继续使用。

?1）添加（返回类型boolean）

应该注意的是，此处的coll为字符串数组，即为“李四”，“张三”，“赵六”，“田七”四个字符串构成的字符串数组，若在后面删除李”四赵六”，则返回的是false。

2）删除（返回类型boolean）

?3）判断是否包含元素（返回类型boolean）

?4）判断集合是否为空（返回类型为boolean）

5）返回集合个数（int）?

6）存储集合元素到数组

?7)清空集合元素

8）获取索引位置对于的字符串

//public String get();

  String a=coll.get(0);
  System.out.println(a);

?2.Iterator迭代器

2.1概念

迭代：即Collection集合元素的通用获取方式。在取元素之前先要判断集合中有没有元素，如果有，就把这个元素取出来，继续在判断，如果还有就再取出出来。一直把集合中的所有元素全部取出。这种取出方式专业术语称为迭代。

2.2迭代器的方法

?2.3迭代器的使用

public class IteratorDemo {
  	public static void main(String[] args) {
        // 使用多态方式 创建对象
        Collection<String> coll = new ArrayList<String>();

        // 添加元素到集合
        coll.add("串串星人");
        coll.add("吐槽星人");
        coll.add("汪星人");
        //遍历
        //使用迭代器 遍历   每个集合对象都有自己的迭代器
        Iterator<String> it = coll.iterator();
        //  泛型指的是 迭代出 元素的数据类型
        while(it.hasNext()){ //判断是否有迭代元素
            String s = it.next();//获取迭代出的元素
            System.out.println(s);
        }
  	}
}

3.增强for循环

增强for循环(也称for each循环)是JDK1.5以后出来的一个高级for循环，专门用来遍历数组和集合的。它的内部原理其实是个Iterator迭代器，所以在遍历的过程中，不能对集合中的元素进行增删操作。

3.1遍历数组

public class NBForDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
		int[] arr = {3,5,6,87};
       	//使用增强for遍历数组
		for(int a : arr){//a代表数组中的每个元素
			System.out.println(a);
		}
	}
}

3.2遍历集合

public class NBFor {
    public static void main(String[] args) {        
    	Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
    	coll.add("小河神");
    	coll.add("老河神");
    	coll.add("神婆");
    	//使用增强for遍历
    	for(String s :coll){//接收变量s代表 代表被遍历到的集合元素
    		System.out.println(s);
    	}
	}
}

4.泛型

4.1概述

?在前面学习集合时，我们都知道集合中是可以存放任意对象的，只要把对象存储集合后，那么这时他们都会被提升成Object类型。当我们在取出每一个对象，并且进行相应的操作，这时必须采用类型转换。

? ? ? ? ?我们来分析下：由于集合中什么类型的元素都可以存储。导致取出时强转引发运行时?报错ClassCastException。怎么来解决这个问题呢？

Collection虽然可以存储各种对象，但实际上通常Collection只存储同一类型对象。例如都是存储字符串对象。因此在JDK5之后，新增了泛型(Generic)语法，让你在设计API时可以指定类或方法支持泛型，这样我们使用API的时候也变得更为简洁，并得到了编译时期的语法检查。

泛型：可以在类或方法中预支地使用未知的类型。

tips:一般在创建对象时，将未知的类型确定具体的类型。当没有指定泛型时，默认类型为Object类型。

4.2 使用泛型的好处

将运行时期的ClassCastException，转移到了编译时期变成了编译失败。
避免了类型强转的麻烦。

?4.3?泛型的定义与使用

?eg：首先定义一个含有泛型的类

使用这个类

4.4定义含有泛型的方法

eg：?定义泛型方法

泛型方法的使用

?4.5含有泛型的接口

使用格式（实现类）

1）已经确定泛型的类型

?2）始终不确定泛型的类型，直到创建对象时，确定泛型的类型

测试类?

?4.6泛型的通配符

当使用泛型类或者接口时，传递的数据中，泛型类型不确定，可以通过通配符<?>表示。但是一旦使用泛型的通配符后，只能使用Object类中的共性方法，集合中元素自身方法无法使用。

通配符高级使用----受限泛型

之前设置泛型的时候，实际上是可以任意设置的，只要是类就可以设置。但是在JAVA的泛型中可以指定一个泛型的上限和下限。

泛型的上限：

格式： 类型名称 <? extends 类 > 对象名称
意义： 只能接收该类型及其子类

泛型的下限：

格式： 类型名称 <? super 类 > 对象名称
意义： 只能接收该类型及其父类型

?比如：现已知Object类，String 类，Number类，Integer类，其中Number是Integer的父类。

三.List、Set、数据结构、Collections

?1.数据结构（与集合相关）#了解

1.1数据结构的作用

当你用着java里面的容器类很爽的时候，你有没有想过，怎么ArrayList就像一个无限扩充的数组，也好像链表之类的。好用吗？好用，这就是数据结构的用处，只不过你在不知不觉中使用了。

现实世界的存储，我们使用的工具和建模。每种数据结构有自己的优点和缺点，想想如果Google的数据用的是数组的存储，我们还能方便地查询到所需要的数据吗？而算法，在这么多的数据中如何做到最快的插入，查找，删除，也是在追求更快。

我们java是面向对象的语言，就好似自动档轿车，C语言好似手动档吉普。数据结构呢？是变速箱的工作原理。你完全可以不知道变速箱怎样工作，就把自动档的车子从 A点开到 B点，而且未必就比懂得的人慢。写程序这件事，和开车一样，经验可以起到很大作用，但如果你不知道底层是怎么工作的，就永远只能开车，既不会修车，也不能造车。当然了，数据结构内容比较多，细细的学起来也是相对费功夫的，不可能达到一蹴而就。我们将常见的数据结构：堆栈、队列、数组、链表和红黑树这几种给大家介绍一下，作为数据结构的入门，了解一下它们的特点即可。

1.2常见的数据结构

数据存储的常用结构有：栈、队列、数组、链表和红黑树。

1）栈

栈：stack,又称堆栈，它是运算受限的线性表，其限制是仅允许在标的一端进行插入和删除操作，不允许在其他任何位置进行添加、查找、删除等操作。

简单的说：采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点

先进后出（即，存进去的元素，要在后它后面的元素依次取出后，才能取出该元素）。例如，子弹压进弹夹，先压进去的子弹在下面，后压进去的子弹在上面，当开枪时，先弹出上面的子弹，然后才能弹出下面的子弹。
栈的入口、出口的都是栈的顶端位置。

注意两个名词：

2）队列

压栈：就是存元素。即，把元素存储到栈的顶端位置，栈中已有元素依次向栈底方向移动一个位置。
弹栈：就是取元素。即，把栈的顶端位置元素取出，栈中已有元素依次向栈顶方向移动一个位置。
队列：queue,简称队，它同堆栈一样，也是一种运算受限的线性表，其限制是仅允许在表的一端进行插入，而在表的另一端进行删除。

简单的说，采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：

先进先出（即，存进去的元素，要在后它前面的元素依次取出后，才能取出该元素）。例如，小火车过山洞，车头先进去，车尾后进去；车头先出来，车尾后出来。
队列的入口、出口各占一侧。例如，下图中的左侧为入口，右侧为出口。

?3）数组

数组:Array,是有序的元素序列，数组是在内存中开辟一段连续的空间，并在此空间存放元素。就像是一排出租屋，有100个房间，从001到100每个房间都有固定编号，通过编号就可以快速找到租房子的人。

简单的说,采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：

查找元素快：通过索引，可以快速访问指定位置的元素
增删元素慢

?4）链表

链表:linked list,由一系列结点node（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时i动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。我们常说的链表结构有单向链表与双向链表。

特点?

?查找慢
增删快

5）红黑树

二叉树：binary tree ,是每个结点不超过2的有序树（tree ）

简单的理解，就是一种类似于我们生活中树的结构，只不过每个结点上都最多只能有两个子结点。

二叉树是每个节点最多有两个子树的树结构。顶上的叫根结点，两边被称作“左子树”和“右子树”。

?红黑树本身就是一颗二叉查找树，将节点插入后，该树仍然是一颗二叉查找树。也就意味着，树的键值仍然是有序的。

2.List集合

2.1概述和特点

2.2方法?

?1）指定位置添加元素（返回值类型void）

?2）指定位置删除元素（返回值类型E）

3）指定位置替换元素?（返回值类型E）

?4）List的遍历

?增强for遍历快捷方式：List.for回车

?如获取索引位置大于数组最大索引，会报错。

2.3ArrayList类

java.util.ArrayList集合数据存储的结构是数组结构。元素增删慢，查找快，由于日常开发中使用最多的功能为查询数据、遍历数据，所以ArrayList是最常用的集合。

许多程序员开发时非常随意地使用ArrayList完成任何需求，并不严谨，这种用法是不提倡的。

当查询较多时，推荐使用ArrayList。

2.4 LinkedList集合

概述：

?方法的使用，先创建对象（了解）

?1）添加元素

2）获取元素

?3）判断是否为空集

?4）移除并返回元素

#Vector类，作为了解，已被淘汰。

3.Set类?

3.1概述

java.util.Set接口和java.util.List接口一样，同样继承自Collection接口，它与Collection接口中的方法基本一致，并没有对Collection接口进行功能上的扩充，只是比Collection接口更加严格了。与List接口不同的是，Set接口中元素无序，并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。

`Set`集合有多个子类，这里介绍其中的`java.util.HashSet`、`java.util.LinkedHashSet`两个集合。

3.2HashSet集合

java.util.HashSet是Set接口的一个实现类，它所存储的元素是不可重复的，并且元素都是无序的(即存取顺序不一致)。java.util.HashSet底层的实现其实是一个java.util.HashMap支持。

此处说明了不能储存重复元素的特点。?

3.3 HashSet集合存储数据的结构（哈希表）

哈希值：

是一个十进制的整数由系统随机给出（是一个模拟出来的地址值，不是真的物理地址值）也是地址值的十进制? ?（?地址值是十六进制）

方法的使用：

?将p1，p2打印出来分别是他们哈希值对应的16进制。

?哈希表

?3.4Set集合不允许储存重复元素的原理

?总结

3.5 HashSet存储自定义类型元素

如下列所示

import java.util.Objects;

public class Person {
    String name;
    Integer age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, Integer age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return Objects.equals(name, person.name) &&
                Objects.equals(age, person.age);
    }

    @Override
    public int hashCode() {

        return Objects.hash(name, age);
    }

4.LinkedHashSet类

4.1概述

?HashSet的无序性

?无论先添加“www”，还是“abc”，打印结果都不变，说明无序性。

4.2LinkedHashSet的有序性

?打印结果与顺序相关。

5.可变参数

5.1概述及格式

数组在参数创建时同时创建。

eg?

int i=add（）；//空参调用

5.2注意事项：

?6.Collections工具类

6.1概述和部分方法

?6.2使用

1）添加多个元素

Comparable

?2）排序（默认为升序）

?3）自定义类型排序

Person类（自定义类型）?

this-形式参数?升序

形式参数-this?降序

测试类?

?打印出结果

?实现了升序排序。

Comparator

?在使用Comparator进行排序是需要重写里面的方法

?打印结果按照年龄升序排序。

总结：

Comparable接口，在自定义类（实现类）中重写compareTo方法

Comparator接口，在测试类中重写compare方法。

简述Comparable和Comparator两个接口的区别。

Comparable：强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。这种排序被称为类的自然排序，类的compareTo方法被称为它的自然比较方法。只能在类中实现compareTo()一次，不能经常修改类的代码实现自己想要的排序。实现此接口的对象列表（和数组）可以通过Collections.sort（和Arrays.sort）进行自动排序，对象可以用作有序映射中的键或有序集合中的元素，无需指定比较器。

Comparator强行对某个对象进行整体排序。可以将Comparator 传递给sort方法（如Collections.sort或 Arrays.sort），从而允许在排序顺序上实现精确控制。还可以使用Comparator来控制某些数据结构（如有序set或有序映射）的顺序，或者为那些没有自然顺序的对象collection提供排序。

四.Map

1.Map集合

1.1概述

现实生活中，我们常会看到这样的一种集合：IP地址与主机名，身份证号与个人，系统用户名与系统用户对象等，这种一一对应的关系，就叫做映射。Java提供了专门的集合类用来存放这种对象关系的对象，即java.util.Map接口。

我们通过查看Map接口描述，发现Map接口下的集合与Collection接口下的集合，它们存储数据的形式不同，如下图

1.2Map集合常用实现类?

HashMap

LinkedHashMap

?1.3Map接口中的常用方法

1）存储

?value允许重复。

2）删除

?3）获取

?4）查询集合是否包含key（返回值类型是Boolean）

?1.4Map集合遍历的键找值方式

1.5Entry键值对对象

我们已经知道，Map中存放的是两种对象，一种称为key(键)，一种称为value(值)，它们在在Map中是一一对应关系，这一对对象又称做Map中的一个Entry(项)。Entry将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象，这样我们在遍历Map集合时，就可以从每一个键值对（Entry）对象中获取对应的键与对应的值。 ?