12.4泛型 map set

目录

一,泛型

1 什么是泛型

2 引出泛型

2.1语法

3 泛型类的使用

3.1 语法

3.2 示例

3.3 类型推导(Type Inference)

4.裸类型(Raw Type)

5 泛型如何编译的

5.2 为什么不能实例化泛型类型数组

6 泛型的上界

6.1 语法

6.3 复杂示例

7 泛型方法

7.1 定义语法

二.通配符

2 通配符上界

通配符下界

三.Map和Set

1.搜索

1.1 概念及场景

1.2模型

2.Map 的使用

2.1 关于Map的说明

2.2 关于Map.Entry的说明

2.3 Map 的常用方法说明

7. TreeMap和HashMap的区别

3.Set 的说明

4.练习

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一,泛型

1 什么是泛型

一般的类和方法，只能使用具体的类型: 要么是基本类型，要么是自定义的类。如果要编写可以应用于多种类型的代码，这种刻板的限制对代码的束缚就会很大。----- 来源《Java编程思想》对泛型的介绍。

泛型是在JDK1.5引入的新的语法，通俗讲，泛型：就是适用于许多许多类型。从代码上讲，就是对类型实现了参数化。

2 引出泛型

实现一个类，类中包含一个数组成员，使得数组中可以存放任何类型的数据，也可以根据成员方法返回数组中某个下标的值？

思路：

1.我们以前学过的数组，只能存放指定类型的元素，例如：int[] array = new int[10]; String[] strs = new String[10];

2.所有类的父类，默认为Object类。数组是否可以创建为Object?

class MyArray {
  public Object[] array = new Object[10];
 
  public Object getPos(int pos) {
    return this.array[pos];
 }
  public void setVal(int pos,Object val) {
    this.array[pos] = val;
 }
}
public class TestDemo {
  public static void main(String[] args) {
    MyArray myArray = new MyArray();
    myArray.setVal(0,10);
    myArray.setVal(1,"hello");//字符串也可以存放
    String ret = myArray.getPos(1);//编译报错
    System.out.println(ret);
 }
}

问题：以上代码实现后 发现

1. 任何类型数据都可以存放
2. 1号下标本身就是字符串，但是确编译报错。必须进行强制类型转换

虽然在这种情况下，当前数组任何数据都可以存放，但是，更多情况下，我们还是希望他只能够持有一种数据类型。而不是同时持有这么多类型。所以，泛型的主要目的：就是指定当前的容器，要持有什么类型的对象。让编译器去做检查。此时，就需要把类型，作为参数传递。需要什么类型，就传入什么类型。

2.1语法

class 泛型类名称<类型形参列表> {
  // 这里可以使用类型参数
}
class ClassName { 
}
class 泛型类名称<类型形参列表> extends 继承类/* 这里可以使用类型参数 */ {
  // 这里可以使用类型参数
}
class ClassName extends ParentClass {
  // 可以只使用部分类型参数
}
 
class MyArray {
  public T[] array = (T[])new Object[10];//1这种是错误的
  public T getPos(int pos) {
    return this.array[pos];
 }
  public void setVal(int pos,T val) {
    this.array[pos] = val;
 }
}
public class TestDemo {
  public static void main(String[] args) {
    MyArray myArray = new MyArray<>();//2
    myArray.setVal(0,10);
    myArray.setVal(1,12);
    int ret = myArray.getPos(1);//3
    System.out.println(ret);
    myArray.setVal(2,"bit");//4
 }
}

类名后的 代表占位符，表示当前类是一个泛型类

1.【规范】类型形参一般使用一个大写字母表示，常用的名称有：

E 表示 Element

K 表示 Key

V 表示 Value

N 表示 Number

T 表示 Type

S, U, V 等等 - 第二、第三、第四个类型

2.注释1处，不能new泛型类型的数组

1. 注释2处，类型后加入 指定当前类型
2. 注释3处，不需要进行强制类型转换
3. 注释4处，代码编译报错，此时因为在注释2处指定类当前的类型，此时在注释4处，编译器会在存放元素的时

候帮助我们进行类型检查。

3 泛型类的使用

3.1 语法

泛型类<类型实参> 变量名; // 定义一个泛型类引用 new 泛型类<类型实参>(构造方法实参); // 实例化一个泛型类对象

3.2 示例

MyArray list = new MyArray();

注意：泛型只能接受类，所有的基本数据类型必须使用包装类！不能用int

3.3 类型推导(Type Inference)

当编译器可以根据上下文推导出类型实参时，可以省略类型实参的填写

MyArray list = new MyArray<>(); // 可以推导出实例化需要的类型实参为 Integer

4.裸类型(Raw Type)

裸类型是一个泛型类但没有带着类型实参，例如 MyArrayList 就是一个裸类型

MyArray list = new MyArray();

注意： 我们不要自己去使用裸类型，裸类型是为了兼容老版本的 API 保留的机制

下面的类型擦除部分，我们也会讲到编译器是如何使用裸类型的。

小结：

1. 泛型是将数据类型参数化，进行传递
2. 使用 表示当前类是一个泛型类。
3. 泛型目前为止的优点：数据类型参数化，编译时自动进行类型检查和转换

5 泛型如何编译的

通过命令：javap -c 查看字节码文件，所有的T都是Object。

在编译的过程当中，将所有的T替换为Object这种机制，我们称为：擦除机制。

Java的泛型机制是在编译级别实现的。编译器生成的字节码在运行期间并不包含泛型的类型信息。

Java泛型擦除机制之答疑解惑 - 知乎

1、那为什么，T[] ts = new T[5]; 是不对的，编译的时候，替换为Object，不是相当于：Object[] ts = new

Object[5]吗？

2、类型擦除，一定是把T变成Object吗？

5.2 为什么不能实例化泛型类型数组

class MyArray {
  public T[] array = (T[])new Object[10];
  public T getPos(int pos) {
    return this.array[pos];
 }
  public void setVal(int pos,T val) {
    this.array[pos] = val;
 }
  public T[] getArray() {
    return array;
 }
}
public static void main(String[] args) {
  MyArray myArray1 = new MyArray<>();
  Integer[] strings = myArray1.getArray();
}
/*
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object; cannot be cast to [Ljava.lang.Integer;
at TestDemo.main(TestDemo.java:31)
*/

原因：替换后的方法为：将Object[]分配给Integer[]引用，程序报错。

通俗讲就是：返回的Object数组里面，可能存放的是任何的数据类型，可能是String，可能是Person，运行的时候，直接转给Integer类型的数组，编译器认为是不安全的。

class MyArray {
  public T[] array;
  public MyArray() {
 }
  /**
  * 通过反射创建，指定类型的数组
  * @param clazz
  * @param capacity
  */
  public MyArray(Class clazz, int capacity) {
    array = (T[])Array.newInstance(clazz, capacity);
 }
  public T getPos(int pos) {
    return this.array[pos];
 }
  public void setVal(int pos,T val) {
    this.array[pos] = val;
 }
  public T[] getArray() {
    return array;
 }
}
public static void main(String[] args) {
  MyArray myArray1 = new MyArray<>(Integer.class,10);
  Integer[] integers = myArray1.getArray();
}

6 泛型的上界

在定义泛型类时，有时需要对传入的类型变量做一定的约束，可以通过类型边界来约束。

6.1 语法

class 泛型类名称<类型形参 extends 类型边界> {
 ...
}
public class MyArrayextends Number> {
 ...

 ...

只接受 Number 的子类型作为 E 的类型实参

MyArray l1; // 正常，因为 Integer 是 Number 的子类型
MyArray l2; // 编译错误，因为 String 不是 Number 的子类型
error: type argument String is not within bounds of type-variable E
   MyArrayList l2;
         ^
where E is a type-variable:
   E extends Number declared in class MyArrayList

没有指定类型边界 E，可以视为 E extends Object

6.3 复杂示例

public class MyArray> { ... }

E必须是实现了Comparable接口的

泛型的参数都是引用类型 需要用copare来比较 java的类都默认实现的是compareABLE接口

不是compareator比较器

如果没有指定上界.就会擦除到object但是object是没有实现compareAble接口的

所以就没有办法比较.所以我们就定义一个compare上界

具体的代码实现

class Algextends Comparable>{
    public T findMax(T[] array){
        T max=array[0];
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
           /* if(max
                max=array[i];
            }*/
            if(max.compareTo(array[i])<0){
                max=array[i];
            }
        }
        return max;
    }
}

7 泛型方法

7.1 定义语法

方法限定符 <类型形参列表> 返回值类型 方法名称(形参列表) { ... }
public class Util {
  //静态的泛型方法 需要在static后用<>声明泛型类型参数
  public static  void swap(E[] array, int i, int j) {
    E t = array[i];
    array[i] = array[j];
    array[j] = t;
 }
}

加上static表示不需要new对象的,就没有那个参数的传递了.所以会报错

就默认是这样

二.通配符

? 用于在泛型的使用，即为通配符

传给他的是任何类型,只能用object来接收

2 通配符上界

extends Number>//可以传入的实参类型是Number或者Number的子类

传入的是谁就调用谁的toString 但是我们用的是Animal接收,这里就发生了向上转型.

通配符下界

// 可以传入类型实参是 Integer 父类的任意类型的 MyArrayList
public static void printAll(MyArrayListsuper Integer> list) {
 ...
}
// 以下调用都是正确的
printAll(new MyArrayList());
printAll(new MyArrayList());
printAll(new MyArrayList