JAVA-----集合初解

程序=算法（解决问题的步骤）+数据结构（合理的持有数据）

如何衡量算法的优劣？

1、计算时间

         long start=System.currentTimeInMills();
        处理步骤；
        long end=System.currentTimeInMills();
        System.out.println("该算法用时"+(end-start)+"ms");

2、时间复杂度

是一个用于度量一个算法的运算时间的一个描述，本质是一个函数，根据这个函数能在不用具体的测试数据来测试的情况下，粗略地估计算法的执行效率

查找一个算法中执行次数最多的部分和算法规模的相互关系--函数

常用大O来表述，这个函数描述了算法执行所要时间的增长速度

• 常量阶    O(1)
• 对数阶    O(logn)
• 线性阶    O(n)
• 线性对数阶    O(nlogn)
• n方阶    O(nⁿ)
• 指数阶    O(2ⁿ)
• 阶乘阶    O(n!)

数组

存储区间是连续的，占用内存严重，故空间复杂度很大。但数组的二分查找(前提是必须有序)时间复杂度小，为O(logN)；

数组的特点是：

• 寻址容易(arr[n]=arr[0]+n*每个元素的长度，时间复杂度为O(1))
• 插入和删除困难(可能会引发一半以上的数据元素移动，时间复杂度为O(n))；
• Java中的数组是定长的，如果需要变长则需要自行编程实现

线性表

存储区间离散(数据不是连续存放的)，占用内存比较宽松，故空间复杂度很小，但时间复杂度很大O（N）。

链表的特点是：

• 寻址困难（可能需要通过遍历的方式查找元素，时间复杂度为O(n)）
• 插入和删除容易(不需要引发元素的移动，仅仅只是进行地址的拷贝，时间复杂度为O(1))。

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Java集合类存放于 java.util 包中，是一个用来存放对象的容器

• 集合只能存放对象。比如存一个int型数据1放入集合中，其实它是自动转换成Integer 类后存入的(装箱操作)，Java中每一种基本类型都有对应的引用类型
• 集合存放的是多个对象的引用，对象本身还是放在堆内存中
• 集合可以存放不同类型，不限数量的数据类型。定义集合变量时如果不指定数据类型，则默认数据类型为Object

 数组和集合的比较

针对Java中的数组定长，Java提出了集合框架，实现了一种变长存储数据的容器---集合

数组不是面向对象的，存在明显的缺陷，集合弥补了数组的缺点，比数组更灵活更实用，而且不同的集合框架类可适用不同场合。如下：

• 数组能存放基本数据类型和对象，而集合类存放的都是对象的引用，而非对象本身
• 数组容量固定无法动态改变，集合类容量动态改变
• 数组无法判断其中实际存有多少元素，length只告诉了数组的容量，而集合的size()可以确切知道元素的个数
• 集合有多种实现方式和不同适用场合，不像数组仅采用顺序表方式
• 集合以类的形式存在，具有封装、继承、多态等类的特性，通过简单的方法和属性即可实现各种复杂操作，大大提高了软件的开发效率

Iterator迭代器

Iterator迭代器：走访器，可以理解为集合中元素的指针

它是Java集合的顶层接口（不包括map系列的集合，Map接口是map系列集合的顶层接口）

public interface Iterator {
     boolean hasNext();  判断是否有后续元素
     E next(); 指针向后移动，同时返回指向的数据
     default void remove() {  删除指针所指向的元素
          throw new UnsupportedOperationException("remove");
     }
   使用lambda表达式的方式遍历所有元素
    default void forEachRemaining(Consumersuper E> action) {
        Objects.requireNonNull(action);
        while (hasNext())
            action.accept(next());
    }

Iterable接口用以表示实现类是可以迭代的

Iterator iterator();

顶级接口Collection（无序、允许重复）

public interface Collection extends Iterable一般说Collection是集合框架的顶级接口，但是事实上并不是顶级接口

提供的方法:

• int size();  获取集合中的元素个数   区分容积和元素个数
• boolean isEmpty()判断集合中的元素个数是否为0（注意：只判断是否没有元素，但是并不判断集合对象是否为null）
• boolean contains(Object o)用于判断集合中是否包含对象
• boolean add(Object o)用于向集合中追加元素o，成功true失败false
• boolean remove(Object o)删除集合中的指定元素o，成功true失败false
• Iterator iterator();获取迭代器，通过迭代器遍历集合中的每个元素
• Object[] toArray();将集合转换为数组
• void clear();删除集合中的所有元素

Lock接口

java中提供了两种不同的方式加锁，synchronized和juc包下的Lock接口。

sychronized可重入、不可中断、非公平;Lock可重入、可中断、非公平和公平;

Lock是java 1.5中引入的线程同步工具，它主要用于多线程下共享资源的控制。

• 需要用户主动释放锁
• 可中断，设置超时中断
• 默认也是非公平锁，可以设置成公平锁
• 锁绑定多个condition用来精确唤醒

常见方法：

• void lock();尝试获取锁，获取成功则返回，否则阻塞当前线程
• void lockInterruptibly() throws InterruptedException;尝试获取锁，线程在成功获取锁之前被中断，则放弃获取锁，抛出异常
• boolean tryLock();尝试获取锁，获取锁成功则返回true，否则返回false
• boolean tryLock(long time, TimeUnit unit)尝试获取锁，若在规定时间内获取到锁，则返回true，否则返回false，未获取锁之前被中断，则抛出异常
• void unlock();释放锁，一般需要使用try/finally结构保证锁的释放

Lock有三个实现类，一个是ReentrantLock，另两个是ReentrantReadWriteLock类中的两个静态内部类ReadLock和WriteLock。这些类的底层使用都依赖于juc包抽象队列同步器AbstractQueuedSynchronizer

使用方法：多线程下访问（互斥）共享资源时， 访问前加锁，访问结束以后解锁，解锁的操作推荐放入finally块中。

private static final ReentrantLock lock=new ReentrantLock();  定义锁对象
在具体方法中
lock.lock();  
   try{
 		代码块;
   }finally{
 		lock.unlock();
   }

Condition接口是一个可以带条件的线程通知接口，需要和Lock锁一起使用，用于实现比Object类种线程通知方法更精细的控制  wait/notify/notifyAll

方法：

await()类似于Object种的wait方法

signal()类似于Object中的notify方法

应用场景：线程如果不满足某个Condition将被暂停挂起，而等到线程满足条件时被唤醒