集合框架:★★★★★,用于存储数据的容器。
特点:
1:对象封装数据,对象多了也需要存储。集合用于存储对象。
2:对象的个数确定可以使用数组,但是不确定怎么办?可以用集合。因为集合是可变长度的。
集合和数组的区别:
1:数组是固定长度的;集合可变长度的。
2:数组可以存储基本数据类型,也可以存储引用数据类型;集合只能存储引用数据类型。
3:数组存储的元素必须是同一个数据类型;集合存储的对象可以是不同数据类型。
数据结构:就是容器中存储数据的方式。
对于集合容器,有很多种。因为每一个容器的自身特点不同,其实原理在于每个容器的内部数据结构不同。
集合容器在不断向上抽取过程中。出现了集合体系。
在使用一个体系时,原则:参阅顶层内容。建立底层对象。
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--< java.util >-- Collection接口:
Collection:
|--List:有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致),元素都有索引。元素可以重复。
|--Set:无序(存入和取出顺序有可能不一致),不可以存储重复元素。必须保证元素唯一性。
1,添加:
add(object):添加一个元素
addAll(Collection) :添加一个集合中的所有元素。
2,删除:
clear():将集合中的元素全删除,清空集合。
remove(obj) :删除集合中指定的对象。注意:删除成功,集合的长度会改变。
removeAll(collection) :删除部分元素。部分元素和传入Collection一致。
3,判断:
boolean contains(obj) :集合中是否包含指定元素 。
boolean containsAll(Collection) :集合中是否包含指定的多个元素。
boolean isEmpty():集合中是否有元素。
4,获取:
int size():集合中有几个元素。
5,取交集:
boolean retainAll(Collection) :对当前集合中保留和指定集合中的相同的元素。如果两个集合元素相同,返回flase;如果retainAll修改了当前集合,返回true。
6,获取集合中所有元素:
Iterator iterator():迭代器
7,将集合变成数组:
toArray();
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--< java.util >-- Iterator接口:
迭代器:是一个接口。作用:用于取集合中的元素。
boolean |
hasNext() 如果仍有元素可以迭代,则返回 true。 |
E |
next() 返回迭代的下一个元素。 |
void |
remove() 从迭代器指向的 collection 中移除迭代器返回的最后一个元素(可选操作)。 |
每一个集合都有自己的数据结构(就是容器中存储数据的方式),都有特定的取出自己内部元素的方式。为了便于操作所有的容器,取出元素。将容器内部的取出方式按照一个统一的规则向外提供,这个规则就是Iterator接口。
也就说,只要通过该接口就可以取出Collection集合中的元素,至于每一个具体的容器依据自己的数据结构,如何实现的具体取出细节,这个不用关心,这样就降低了取出元素和具体集合的耦合性。
Iterator it = coll.iterator();//获取容器中的迭代器对象,至于这个对象是是什么不重要。这对象肯定符合一个规则Iterator接口。
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public static void main(String[] args) {
Collection coll = new ArrayList();
coll.add("abc0");
coll.add("abc1");
coll.add("abc2");
//--------------方式1----------------------
Iterator it = coll.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.println(it.next());
}
//---------------方式2用此种----------------------
for(Iterator it = coll.iterator();it.hasNext(); ){
System.out.println(it.next());
}
}
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--< java.util >-- List接口:
List本身是Collection接口的子接口,具备了Collection的所有方法。现在学习List体系特有的共性方法,查阅方法发现List的特有方法都有索引,这是该集合最大的特点。
List:有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致),元素都有索引。元素可以重复。
|--ArrayList:底层的数据结构是数组,线程不同步,ArrayList替代了Vector,查询元素的速度非常快。
|--LinkedList:底层的数据结构是链表,线程不同步,增删元素的速度非常快。
|--Vector:底层的数据结构就是数组,线程同步的,Vector无论查询和增删都巨慢。
1,添加:
add(index,element) :在指定的索引位插入元素。
addAll(index,collection) :在指定的索引位插入一堆元素。
2,删除:
remove(index) :删除指定索引位的元素。 返回被删的元素。
3,获取:
Object get(index) :通过索引获取指定元素。
int indexOf(obj) :获取指定元素第一次出现的索引位,如果该元素不存在返回-1;
所以,通过-1,可以判断一个元素是否存在。
int lastIndexOf(Object o) :反向索引指定元素的位置。
List subList(start,end) :获取子列表。
4,修改:
Object set(index,element) :对指定索引位进行元素的修改。
5,获取所有元素:
ListIterator listIterator():list集合特有的迭代器。
List集合支持对元素的增、删、改、查。
List集合因为角标有了自己的获取元素的方式: 遍历。
for(int x=0; x<list.size(); x++){
sop("get:"+list.get(x));
}
在进行list列表元素迭代的时候,如果想要在迭代过程中,想要对元素进行操作的时候,比如满足条件添加新元素。会发生.ConcurrentModificationException并发修改异常。
导致的原因是:
集合引用和迭代器引用在同时操作元素,通过集合获取到对应的迭代器后,在迭代中,进行集合引用的元素添加,迭代器并不知道,所以会出现异常情况。
如何解决呢?
既然是在迭代中对元素进行操作,找迭代器的方法最为合适.可是Iterator中只有hasNext,next,remove方法.通过查阅的它的子接口,ListIterator,发现该列表迭代器接口具备了对元素的增、删、改、查的动作。
ListIterator是List集合特有的迭代器。
ListIterator it = list.listIterator;//取代Iterator it = list.iterator;
方法摘要 |
|
void |
add(E e) 将指定的元素插入列表(可选操作)。 |
boolean |
hasNext() 以正向遍历列表时,如果列表迭代器有多个元素,则返回 true(换句话说,如果 next 返回一个元素而不是抛出异常,则返回 true)。 |
boolean |
hasPrevious() 如果以逆向遍历列表,列表迭代器有多个元素,则返回 true。 |
E |
next() 返回列表中的下一个元素。 |
int |
nextIndex() 返回对 next 的后续调用所返回元素的索引。 |
E |
previous() 返回列表中的前一个元素。 |
int |
previousIndex() 返回对 previous 的后续调用所返回元素的索引。 |
void |
remove() 从列表中移除由 next 或 previous 返回的最后一个元素(可选操作)。 |
void |
set(E e) 用指定元素替换 next 或 previous 返回的最后一个元素(可选操作)。 |
可变长度数组的原理:
当元素超出数组长度,会产生一个新数组,将原数组的数据复制到新数组中,再将新的元素添加到新数组中。
ArrayList:是按照原数组的50%延长。构造一个初始容量为 10 的空列表。
Vector:是按照原数组的100%延长。
注意:对于list集合,底层判断元素是否相同,其实用的是元素自身的equals方法完成的。所以建议元素都要复写equals方法,建立元素对象自己的比较相同的条件依据。
LinkedList:的特有方法。
addFirst();
addLast();
在jdk1.6以后。
offerFirst();
offerLast();
getFirst():获取链表中的第一个元素。如果链表为空,抛出NoSuchElementException;
getLast();获取链表中的最后一个元素。如果链表为空,抛出NoSuchElementException;
在jdk1.6以后。
peekFirst();获取链表中的第一个元素。如果链表为空,返回null。
peekLast();
removeFirst():获取链表中的第一个元素,但是会删除链表中的第一个元素。如果链表为空,抛出NoSuchElementException
removeLast();
在jdk1.6以后。
pollFirst();获取链表中的第一个元素,但是会删除链表中的第一个元素。如果链表为空,返回null。
pollLast();
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<阅读到此>--< java.util >-- Set接口:
数据结构:数据的存储方式;
Set接口中的方法和Collection中方法一致的。Set接口取出方式只有一种,迭代器。
|--HashSet:底层数据结构是哈希表,线程是不同步的。无序,高效;
HashSet集合保证元素唯一性:通过元素的hashCode方法,和equals方法完成的。
当元素的hashCode值相同时,才继续判断元素的equals是否为true。
如果为true,那么视为相同元素,不存。如果为false,那么存储。
如果hashCode值不同,那么不判断equals,从而提高对象比较的速度。
|--LinkedHashSet:有序,hashset的子类。
|--TreeSet:对Set集合中的元素的进行指定顺序的排序。不同步。TreeSet底层的数据结构就是二叉树。
哈希表的原理:
1,对对象元素中的关键字(对象中的特有数据),进行哈希算法的运算,并得出一个具体的算法值,这个值 称为哈希值。
2,哈希值就是这个元素的位置。
3,如果哈希值出现冲突,再次判断这个关键字对应的对象是否相同。如果对象相同,就不存储,因为元素重复。如果对象不同,就存储,在原来对象的哈希值基础 +1顺延。
4,存储哈希值的结构,我们称为哈希表。
5,既然哈希表是根据哈希值存储的,为了提高效率,最好保证对象的关键字是唯一的。
这样可以尽量少的判断关键字对应的对象是否相同,提高了哈希表的操作效率。
对于ArrayList集合,判断元素是否存在,或者删元素底层依据都是equals方法。
对于HashSet集合,判断元素是否存在,或者删除元素,底层依据的是hashCode方法和equals方法。
TreeSet:
用于对Set集合进行元素的指定顺序排序,排序需要依据元素自身具备的比较性。
如果元素不具备比较性,在运行时会发生ClassCastException异常。
所以需要元素实现Comparable接口,强制让元素具备比较性,复写compareTo方法。
依据compareTo方法的返回值,确定元素在TreeSet数据结构中的位置。
TreeSet方法保证元素唯一性的方式:就是参考比较方法的结果是否为0,如果return 0,视为两个对象重复,不存。
注意:在进行比较时,如果判断元素不唯一,比如,同姓名,同年龄,才视为同一个人。
在判断时,需要分主要条件和次要条件,当主要条件相同时,再判断次要条件,按照次要条件排序。
TreeSet集合排序有两种方式,Comparable和Comparator区别:
1:让元素自身具备比较性,需要元素对象实现Comparable接口,覆盖compareTo方法。
2:让集合自身具备比较性,需要定义一个实现了Comparator接口的比较器,并覆盖compare方法,并将该类对象作为实际参数传递给TreeSet集合的构造函数。
第二种方式较为灵活。
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Map集合:
|--Hashtable:底层是哈希表数据结构,是线程同步的。不可以存储null键,null值。
|--HashMap:底层是哈希表数据结构,是线程不同步的。可以存储null键,null值。替代了Hashtable.
|--TreeMap:底层是二叉树结构,可以对map集合中的键进行指定顺序的排序。
Map集合存储和Collection有着很大不同:
Collection一次存一个元素;Map一次存一对元素。
Collection是单列集合;Map是双列集合。
Map中的存储的一对元素:一个是键,一个是值,键与值之间有对应(映射)关系。
特点:要保证map集合中键的唯一性。
1,添加。
put(key,value):当存储的键相同时,新的值会替换老的值,并将老值返回。如果键没有重复,返回null。
void putAll(Map);
2,删除。
void clear():清空
value remove(key) :删除指定键。
3,判断。
boolean isEmpty():
boolean containsKey(key):是否包含key
boolean containsValue(value) :是否包含value
4,取出。
int size():返回长度
value get(key) :通过指定键获取对应的值。如果返回null,可以判断该键不存在。当然有特殊情况,就是在hashmap集合中,是可以存储null键null值的。
Collection values():获取map集合中的所有的值。
5,想要获取map中的所有元素:
原理:map中是没有迭代器的,collection具备迭代器,只要将map集合转成Set集合,可以使用迭代器了。之所以转成set,是因为map集合具备着键的唯一性,其实set集合就来自于map,set集合底层其实用的就是map的方法。
★ 把map集合转成set的方法:
Set keySet();
Set entrySet();//取的是键和值的映射关系。
Entry就是Map接口中的内部接口;
为什么要定义在map内部呢?entry是访问键值关系的入口,是map的入口,访问的是map中的键值对。
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取出map集合中所有元素的方式一:keySet()方法。
可以将map集合中的键都取出存放到set集合中。对set集合进行迭代。迭代完成,再通过get方法对获取到的键进行值的获取。
Set keySet = map.keySet();
Iterator it = keySet.iterator();
while(it.hasNext()) {
Object key = it.next();
Object value = map.get(key);
System.out.println(key+":"+value);
}
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取出map集合中所有元素的方式二:entrySet()方法。
Set entrySet = map.entrySet();
Iterator it = entrySet.iterator();
while(it.hasNext()) {
Map.Entry me = (Map.Entry)it.next();
System.out.println(me.getKey()+"::::"+me.getValue());
}
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使用集合的技巧:
看到Array就是数组结构,有角标,查询速度很快。
看到link就是链表结构:增删速度快,而且有特有方法。addFirst; addLast; removeFirst(); removeLast(); getFirst();getLast();
看到hash就是哈希表,就要想要哈希值,就要想到唯一性,就要想到存入到该结构的中的元素必须覆盖hashCode,equals方法。
看到tree就是二叉树,就要想到排序,就想要用到比较。
比较的两种方式:
一个是Comparable:覆盖compareTo方法;
一个是Comparator:覆盖compare方法。
LinkedHashSet,LinkedHashMap:这两个集合可以保证哈希表有存入顺序和取出顺序一致,保证哈希表有序。
集合什么时候用?
当存储的是一个元素时,就用Collection。当存储对象之间存在着映射关系时,就使用Map集合。
保证唯一,就用Set。不保证唯一,就用List。
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Collections:它的出现给集合操作提供了更多的功能。这个类不需要创建对象,内部提供的都是静态方法。
静态方法:
Collections.sort(list);//list集合进行元素的自然顺序排序。
Collections.sort(list,new ComparatorByLen());//按指定的比较器方法排序。
class ComparatorByLen implements Comparator<String>{
public int compare(String s1,String s2){
int temp = s1.length()-s2.length();
return temp==0?s1.compareTo(s2):temp;
}
}
Collections.max(list); //返回list中字典顺序最大的元素。
int index = Collections.binarySearch(list,"zz");//二分查找,返回角标。
Collections.reverseOrder();//逆向反转排序。
Collections.shuffle(list);//随机对list中的元素进行位置的置换。
将非同步集合转成同步集合的方法:Collections中的 XXX synchronizedXXX(XXX);
List synchronizedList(list);
Map synchronizedMap(map);
原理:定义一个类,将集合所有的方法加同一把锁后返回。
Collection 和 Collections的区别:
Collections是个java.util下的类,是针对集合类的一个工具类,提供一系列静态方法,实现对集合的查找、排序、替换、线程安全化(将非同步的集合转换成同步的)等操作。
Collection是个java.util下的接口,它是各种集合结构的父接口,继承于它的接口主要有Set和List,提供了关于集合的一些操作,如插入、删除、判断一个元素是否其成员、遍历等。
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Arrays:
用于操作数组对象的工具类,里面都是静态方法。
asList方法:将数组转换成list集合。
String[] arr = {"abc","kk","qq"};
List<String> list = Arrays.asList(arr);//将arr数组转成list集合。
将数组转换成集合,有什么好处呢?用aslist方法,将数组变成集合;
可以通过list集合中的方法来操作数组中的元素:isEmpty()、contains、indexOf、set;
注意(局限性):数组是固定长度,不可以使用集合对象增加或者删除等,会改变数组长度的功能方法。比如add、remove、clear。(会报不支持操作异常UnsupportedOperationException);
如果数组中存储的引用数据类型,直接作为集合的元素可以直接用集合方法操作。
如果数组中存储的是基本数据类型,asList会将数组实体作为集合元素存在。
集合变数组:用的是Collection接口中的方法:toArray();
如果给toArray传递的指定类型的数据长度小于了集合的size,那么toArray方法,会自定再创建一个该类型的数据,长度为集合的size。
如果传递的指定的类型的数组的长度大于了集合的size,那么toArray方法,就不会创建新数组,直接使用该数组即可,并将集合中的元素存储到数组中,其他为存储元素的位置默认值null。
所以,在传递指定类型数组时,最好的方式就是指定的长度和size相等的数组。
将集合变成数组后有什么好处?限定了对集合中的元素进行增删操作,只要获取这些元素即可。
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Jdk5.0新特性:
Collection在jdk1.5以后,有了一个父接口Iterable,这个接口的出现的将iterator方法进行抽取,提高了扩展性。
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增强for循环:foreach语句,foreach简化了迭代器。
格式:// 增强for循环括号里写两个参数,第一个是声明一个变量,第二个就是需要迭代的容器
for( 元素类型 变量名 : Collection集合 & 数组 ) {
…
}
高级for循环和传统for循环的区别:
高级for循环在使用时,必须要明确被遍历的目标。这个目标,可以是Collection集合或者数组,如果遍历Collection集合,在遍历过程中还需要对元素进行操作,比如删除,需要使用迭代器。
如果遍历数组,还需要对数组元素进行操作,建议用传统for循环因为可以定义角标通过角标操作元素。如果只为遍历获取,可以简化成高级for循环,它的出现为了简化书写。
高级for循环可以遍历map集合吗?不可以。但是可以将map转成set后再使用foreach语句。
1)、作用:对存储对象的容器进行迭代: 数组 collection map
2)、增强for循环迭代数组:
String [] arr = {"a", "b", "c"};//数组的静态定义方式,只试用于数组首次定义的时候
for(String s : arr) {
System.out.println(s);
}
3)、单列集合 Collection:
List list = new ArrayList();
list.add("aaa");
// 增强for循环, 没有使用泛型的集合能不能使用增强for循环迭代?能
for(Object obj : list) {
String s = (String) obj;
System.out.println(s);
}
4)、双列集合 Map:
Map map = new HashMap();
map.put("a", "aaa");
// 传统方式:必须掌握这种方式
Set entrys = map.entrySet(); // 1.获得所有的键值对Entry对象
iter = entrys.iterator(); // 2.迭代出所有的entry
while(iter.hasNext()) {
Map.Entry entry = (Entry) iter.next();
String key = (String) entry.getKey(); // 分别获得key和value
String value = (String) entry.getValue();
System.out.println(key + "=" + value);
}
// 增强for循环迭代:原则上map集合是无法使用增强for循环来迭代的,因为增强for循环只能针对实现了Iterable接口的集合进行迭代;Iterable是jdk5中新定义的接口,就一个方法iterator方法,只有实现了Iterable接口的类,才能保证一定有iterator方法,java有这样的限定是因为增强for循环内部还是用迭代器实现的,而实际上,我们可以通过某种方式来使用增强for循环。
for(Object obj : map.entrySet()) {
Map.Entry entry = (Entry) obj; // obj 依次表示Entry
System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
}
5)、集合迭代注意问题:在迭代集合的过程中,不能对集合进行增删操作(会报并发访问异常);可以用迭代器的方法进行操作(子类listIterator:有增删的方法)。
6)、增强for循环注意问题:在使用增强for循环时,不能对元素进行赋值;
int[] arr = {1,2,3};
for(int num : arr) {
num = 0; //不能改变数组的值
}
System.out.println(arr[1]); //2
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可变参数(...):用到函数的参数上,当要操作的同一个类型元素个数不确定的时候,可是用这个方式,这个参数可以接受任意个数的同一类型的数据。
和以前接收数组不一样的是:
以前定义数组类型,需要先创建一个数组对象,再将这个数组对象作为参数传递给函数。现在,直接将数组中的元素作为参数传递即可。底层其实是将这些元素进行数组的封装,而这个封装动作,是在底层完成的,被隐藏了。所以简化了用户的书写,少了调用者定义数组的动作。
如果在参数列表中使用了可变参数,可变参数必须定义在参数列表结尾(也就是必须是最后一个参数,否则编译会失败。)。
如果要获取多个int数的和呢?可以使用将多个int数封装到数组中,直接对数组求和即可。
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静态导入:导入了类中的所有静态成员,简化静态成员的书写。
import static java.util.Collections.*; //导入了Collections类中的所有静态成员
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枚举:关键字 enum
问题:对象的某个属性的值不能是任意的,必须为固定的一组取值其中的某一个;
解决办法:
1)、在setGrade方法中做判断,不符合格式要求就抛出异常;
2)、直接限定用户的选择,通过自定义类模拟枚举的方式来限定用户的输入,写一个Grade类,私有构造函数,对外提供5个静态的常量表示类的实例;
3)、jdk5中新定义了枚举类型,专门用于解决此类问题;
4)、枚举就是一个特殊的java类,可以定义属性、方法、构造函数、实现接口、继承类;
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自动拆装箱:java中数据类型分为两种 : 基本数据类型 引用数据类型(对象)
在 java程序中所有的数据都需要当做对象来处理,针对8种基本数据类型提供了包装类,如下:
int --> Integer
byte --> Byte
short --> Short
long --> Long
char --> Character
double --> Double
float --> Float
boolean --> Boolean
jdk5以前基本数据类型和包装类之间需要互转:
基本---引用 Integer x = new Integer(x);
引用---基本 int num = x.intValue();
1)、Integer x = 1; x = x + 1; 经历了什么过程?装箱 à 拆箱 à 装箱;
2)、为了优化,虚拟机为包装类提供了缓冲池,Integer池的大小 -128~127 一个字节的大小;
3)、String池:Java为了优化字符串操作 提供了一个缓冲池;
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泛型:jdk1.5版本以后出现的一个安全机制。表现格式:< >
好处:
1:将运行时期的问题ClassCastException问题转换成了编译失败,体现在编译时期,程序员就可以解决问题。
2:避免了强制转换的麻烦。
只要带有<>的类或者接口,都属于带有类型参数的类或者接口,在使用这些类或者接口时,必须给<>中传递一个具体的引用数据类型。
泛型技术:其实应用在编译时期,是给编译器使用的技术,到了运行时期,泛型就不存在了。
为什么? 因为泛型的擦除:也就是说,编辑器检查了泛型的类型正确后,在生成的类文件中是没有泛型的。
在运行时,如何知道获取的元素类型而不用强转呢?
泛型的补偿:因为存储的时候,类型已经确定了是同一个类型的元素,所以在运行时,只要获取到该元素的类型,在内部进行一次转换即可,所以使用者不用再做转换动作了。
什么时候用泛型类呢?
当类中的操作的引用数据类型不确定的时候,以前用的Object来进行扩展的,现在可以用泛型来表示。这样可以避免强转的麻烦,而且将运行问题转移到的编译时期。
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泛型在程序定义上的体现:
//泛型类:将泛型定义在类上。
class Tool<Q> {
private Q obj;
public void setObject(Q obj) {
this.obj = obj;
}
public Q getObject() {
return obj;
}
}
//当方法操作的引用数据类型不确定的时候,可以将泛型定义在方法上。
public <W> void method(W w) {
System.out.println("method:"+w);
}
//静态方法上的泛型:静态方法无法访问类上定义的泛型。如果静态方法操作的引用数据类型不确定的时候,必须要将泛型定义在方法上。
public static <Q> void function(Q t) {
System.out.println("function:"+t);
}
//泛型接口.
interface Inter<T> {
void show(T t);
}
class InterImpl<R> implements Inter<R> {
public void show(R r) {
System.out.println("show:"+r);
}
}
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泛型中的通配符:可以解决当具体类型不确定的时候,这个通配符就是 ? ;当操作类型时,不需要使用类型的具体功能时,只使用Object类中的功能。那么可以用 ? 通配符来表未知类型。
泛型限定:
上限:?extends E:表示这个对象的实例,可以接收E类型或者E的子类型对象。
下限:?super E:可以接收E类型或者E的父类型对象。
上限什么时候用:往集合中添加元素时,既可以添加E类型对象,又可以添加E的子类型对象。为什么?因为取的时候,E类型既可以接收E类对象,又可以接收E的子类型对象。
下限什么时候用:当从集合中获取元素进行操作的时候,可以用当前元素的类型接收,也可以用当前元素的父类型接收。
泛型的细节:
1)、泛型到底代表什么类型取决于调用者传入的类型,如果没传,默认是Object类型;
2)、使用带泛型的类创建对象时,等式两边指定的泛型必须一致;
原因:编译器检查对象调用方法时只看变量,然而程序运行期间调用方法时就要考虑对象具体类型了;
3)、等式两边可以在任意一边使用泛型,在另一边不使用(考虑向后兼容);
ArrayList<String> al = new ArrayList<Object>(); //错
//要保证左右两边的泛型具体类型一致就可以了,这样不容易出错。
ArrayList<? extends Object> al = new ArrayList<String>();
al.add("aa"); //错,不能加String类型的对象
//因为集合具体对象中既可存储String,也可以存储Object的其他子类,所以添加具体的类型对象不合适,类型检查会出现安全问题。 ?extends Object 代表Object的子类型不确定,怎么能添加具体类型的对象呢?
public static void method(ArrayList<? extends Object> al) {
al.add("abc"); //错
//只能对al集合中的元素调用Object类中的方法,具体子类型的方法都不能用,因为子类型不确定。
}
原文地址:https://www.cnblogs.com/maplesu/p/9872130.html