Java集合和泛型

集合

常用的集合有ArrayList,TreeSet,HashMap,HashSet.

ArrayList

最常用的集合，每次插入都在后面追加元素。

TreeSet

以有序状态保持并可防止重复。当你需要set集合或元素按照一定的顺序排列时，它会很好用。当然，这需要付出一定的成本，每当插入新项目时，它必须要花时间找到适当的位置，而ArrayList只要把项目放在最后就行。

TreeSet的元素必须是Comparable的，你必须指出对象应该如何排序。我们已经在上面讲过，方法有两种，分别是：

实现Comparable类。

使用重载，取用Comparator参数的构造函数来创建TreeSet,就像sort()的使用一样。

class ArtistCompare implements Comparator<Song>{
public int compare(Song one,Song two){
return one.getAtist().compareTo(two.getArtist());
}
}

ArtistCompare artCompare=new ArtistCompare();
TreeSet<Song> tree=new TreeSet<Song>(artCompare);
HashMap

针对经常插入或删除中间元素所设计的高效率集合。

使用方法：

HashMap<String, Integer> scores=new HashMap<String, Integer>();
scores.put("Kathy",20);
scores.put("Jim",22);
System.out.println(scores.get("Jim"));
HashSet的遍历方法：

Iterator iter = scores.entrySet().iterator();
while (iter.hasNext()) {
            Map.Entry entry = (Map.Entry) iter.next();
            Object key = entry.getKey();
            Object val = entry.getValue();
            String relkey=(String)key;
            Integer relval=(Integer) val;
            doprocessing();

HashSet

防止重复的集合，可快速的寻找相符的元素。

这里有个问题，对象要怎样才算相等？是引用到完全相同的对象，还是可以使不同的对象，但是我们所关心的值相等。于是，引出一个关键问题：引用相等性和对象相等性。

引用相等性 堆上同一对象的不同引用，如果对这两个引用调用hashCode(),结果相同。如果没有被覆盖的话，hashCode()默认的行为会返回每个对象特定的序号，这个序号一般跟对象的内存位置有关，因此是唯一的。

如果想要知道两个引用是否相等，可以使用==来比较变量上的字节组合，如果引用到相同的对象，字节组合也会一样。

对象相等性 堆上的两个不同对象在意义上是相等的，如果你想把两个不同的对象视为相等，就必须override hashCode()和equals()函数。

hashCode()

HashSet使用hashcode来达到存取速度较快的存储方法，如果你尝试用对象来寻找ArrayList中的相同对象，（不用索引来找），ArrayList会从头开始找起，但HashSet不是，它是根据hashcode来找的，不需要从头找起。

重点在于hashcode相同并不一定保证对象时相等的，学过数据结构的同学肯定知道，hashCode()使用的杂凑算法很可能将多个对象传回相同的杂凑值，越糟糕的杂凑算法越容易碰撞，而且也跟数据值域的分布特性有关，因此如果两个对象的hashcode相同，并不能说它俩就相等，此时还需要使用equals()函数来进一步确认是否相等。你可以这样认为，hashcode用来缩小寻找成本，但是最后还需要equals()来确定是否真的找到了相同的对象。

hashCode()的默认行为时对在heap上的对象产生独特的值，如果你没有override过，则该class的两个对象永远不可能被认为是相同的。

class Song implements Comparable<Song>{
String title;
String artist;

public boolean equals(Object aSong ){
Song s = (Song) aSong;
return getTitle.equals(s.getTitle()); //String覆盖过equals(),我们可以调用。
}

public int hashCode(){
return title.hsahCode(); //String覆盖过hashCode(),我们直接调用就可以了。
}

public int compareTo(Song s){
return title.compareTo(s.getTitle());
}

public getTitle(){
return title;
}

public getAtirst(){
return artist;
}
}

euqals()

equals()的默认行为是执行==的比较，也就是说会去测试两个引用是否堆上heap上同一个对象，如果eqauls没有被覆盖过，两个对象永远都不会被视为相同的，因为不同的对象有不同的字节组合。

toString()

toString()是定义在Object类里的，所以每个java类都会继承到，且因为对象被System.out.println(anObject)列出来时会调用toString(),所以当你想用被System.out.println输出你自定义的对象时，你需要重定义toString().

泛型

只要你再java程序或文件中看到<>这一组符号，就代表泛型正在起作用。泛型的主要目的是让你写出有类型安全性的集合，也就是，让编译器能够帮忙防止你把Dog放到一群Cat中。

使用泛型的两种方法：

使用定义在类声明的类型参数：

    public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>...{
    public boolean add (E o)
    ...
    }

使用未定义在类声明的参数 public void takeThing (ArrayList list)

Collections.sort()

Collections.sort()是集合的常用方法，它只接受Comparable对象的list。因此，如果你自定义了一个类，然后生成了很多类对象，并存入集合中，如果你期望用Collections.sort()来对它们进行排序。你需要对你的自定义类做额外的工作。

你有两种方法：

第一种，实现Comparable 类，并覆盖它的int compareTo(T o)方法 java.lang.Comparable接口：

public interface Comparable<T>{
    int compareTo(T o);
    }
class Song implements Comparable<Song>{
String title;
String artist;

public int compareTo(Song s){
return title.compareTo(s.getTitle());
}

public getTitle(){
return title;
}

public getAtirst(){
return artist;
}
}

第二种，自制Comparator

使用compareTo()方法时，list中的元素只能有一种将自己与同类型的另一元素相比较的方法。但Comparator是独立于所比较元素类型之外的--它是独立的类。因此，你可以有各种不同的比较方法。例如，除了按照title排序，你也可以按照artist排序。

因此，取用Comparator版的sort()方法会用Comparator而不是内置的 compareTo()方法。有如下规则：

调用单一参数的sort（List o）方法代表由list元素上的compareTo()方法来决定顺序。因此元素必须实现Comparable这个接口。 调用sort(List o,Comparator c)方法代表不会调用list元素的compareTo()方法，而会使用Comparator的compare()方法，这也意味着list元素不用实现

Comparable.
class ArtistCompare implements Comparator<Song>{
public int compare(Song one,Song two){
return one.getAtist().compareTo(two.getArtist());
}
}

ArtistCompare artCompare=new ArtistCompare();

Collections.sort(songList,artCompare);

集合的多态

数组的多态

如果方法的参数是Animal的数组，它也能够取用Animal次类型的数组。

Animal [] animals={new Dog(),new Cat(),new Dog()};
Dog [] dogs={new Dog(),new Dog(),new Dog()};
takeAnimals(animals);
//takeAnimals()能够存取Animal[]或Dog[]参数，因为Dog也是一个Animal，多态在此处起作用
takeAnimals(dogs);

public void takeAnimals(Animal [] animals){
for(Animal a : animals){
a.eat();}
}

abstract class Animal{
void eat(){}
}
class Dog extends Animal{
void bark(){}
}
class Cat extends Animal{
void meow(){}
}

ArrayList的多态

ArrayList<Animal> animals= new ArrayList<Animal>();
animals.add(new Dog());
animals.add(new Dog());
animals.add(new Dog());
takeAnimals(animals);

public void takeAnimals(ArrayList<Animal> animals){
for(Animal a : animals){
a.eat();}
}

因为多态的关系，编译器会让Dog数组通过取用Animal数组参数的方法，这没有问题，问题是ArrayList< Animal >参数能接受ArrayList< Dog >吗，回答是，不行。如果我们在上面的程序里加上这一段，将出现编译错误。

ArrayList dogs = new ArrayList();

dogs.add(new Dog());

dogs.add(new Dog());

takeAnimals(dogs);

可能很多同学会疑惑，毕竟多态的意义就在于Animal能做的事情，Dog也能做，但你想过吗，如果我们的takeAnimals()是这样的：

public void takeAnimals(ArrayList<Animal> animals){
animals.add(new Cat());
}

这就会有问题了，理论上把Cat加到ArrayList< Animal >是合法的，这也是使用Animal的本意--让各种Animal都可以加入到此ArrayList中。但是如果你传入的是一个Dog的ArrayList给该方法，那么将会是Cat强行加入了一个Dog ArrayList中，编译器当然不会让这种事情发生。

所以，如果把方法声明成ArrayList< Animal >,它只能接受ArrayList< Animal >的参数，ArrayList< Dog>和ArrayList< Cat>都不行。

很多同学肯定又要问了，那为什么数组可以过关，而ArrayList却不行，毕竟数组也会遇到这样的问题啊。

其实这跟jvm有关，数组类型是在运行期间检查的，但集合的类型检查发生在编译期间。

下面这段程序在编译时不会出错，但运行时出错。

Dog [] dogs={new Dog(),new Dog(),new Dog()};
takeAnimals(dogs);

public void takeAnimals(Animal [] animals){
animals[0]=new Cat();
}

那有没有一种方法，让我们能够使用多态化的集合参数,就像数组那样，这样我们就可以传入Cat,Dog的集合了，只要我们自己保证不会做出格的行为，比如往Cat集合中加入Dog等等。

万能的java当然有办法，使用这种声明方式：

public void takeThing(ArrayList list)

当你这样声明函数时，编译器会阻止任何可能破坏引用参数所指集合的行为。也就是，你可以调用list中任何元素的方法，但是不能加入元素。

也就是说你可以操作集合元素，但是不能增加集合元素。如此才能保障执行期间的安全性。编译器会阻止执行期的恐怖活动。

所以下面的程序是可行的：

for (Animal a :animals){a.eat();}

但这个就过不了编译：

animals.add(new Cat());