Java核心技术卷I （3）泛型、集合、并发

《Java核心技术卷I》阅读笔记 ——泛型、集合

泛型

泛型类：具有一个或多个类型变量的类
- 多个类型变量：public class Pair<T, U>{}
- 用具体的类型替换类型变量就可以实例化泛型类型
泛型方法：
- 调用一个泛型方法时，在方法名前的尖括号中放人具体的类型：String middle = ArrayAlg.<String>getMiddle("]ohn", "Q.", " "Public");
限定类型变量：<T extends Int & String>，限定T为int或者String的子类
类型擦除：
- 泛型类会自动生成一个原始类型（raw type），擦除（erased）类型变量，替换为限定类型
- 程序调用泛型方法时，如果擦除返回类型，编译器会插入强制类型转换,，如下所示，此时编译器会将该调用翻译为：调用原始方法Pair.getFirst，将返回的Object类型强制转换为类型A
  1
  2
  Pair<A> buddies = ...;
  A buddy = buddies.getFirst();
泛型的约束：
- 不能用类型参数代替基本类型，即，没有Pair<double>，只有Pair<Double>
- 运行时类型查询只适用于原始类型，即，if (a instanceof Pair<String>) 会报错
- 不能创建参数化类型的数组，即Pair<String>[] table = new Pair<String>[10]报错，但是声明类型为 Pair<String>[] 的变量仍是合法的
- 不能实例化类型变量
- 不能构造泛型数组
- 不能在静态域或方法中引用类型变量
- 不能抛出或捕获泛型类的实例

集合

利用 Java 类库实现传统的数据结构
Java 集合类库将接口（ interface）与实现（implementation）分离
链表队列：LinkedList类、循环数组队列：ArrayDeque类
Collection接口：
1
2
3
4
5
6
public interface Collection<E>
{
boolean add(E element);
Iterator<E> iterator();
...
}
- add：向集合添加元素，成功返回True，如果集合中有该元素则返回False
- iterator：迭代器，依次访问集合中的元素
  - 包含四个方法：
  - for each循环：Collection<String> c = ...; for(String element: c){}
  - 元素被访问的顺序取决于集合类型。对 ArrayList 的迭代，从索引0开始，对 HashSet 迭代，元素出现次序随机
  - remove 方法会删除上次调用 next 方法时返回的元素，因此调用 remove 之前没有调用 next 是不合法的
- Collection泛型常用的方法：
  - int size()
  - boolean isEmpty()
  - boolean contains(Object obj)
  - boolean allAll(Collection<? extends E> other)
  - void clear()
  - Object[] toArray()
集合框架中的接口：

具体的集合

import java.util.*
以 Map 结尾的类实现 Map 接口，其他类实现 Collection 接口

链表

Java 中的链表实际是双向链接（LinkedList）
添加三个元素。将第二个元素删除
将元素添加到链表中间，则用iterator接口中的add方法（第二个元素之间添加juliet）
用一个由 Iterator 方法返回、指向链表表头的迭代器调用 add 操作时，新添加的元素将变成新表头
可以根据需要给容器附加许多迭代器，但只有一个既能读又能写
LinkedList 类提供了一个用来访问某个特定元素的 get 方法，但效率低

数组列表

ArrayList 封装了一个动态再分配的对象数组
Vector 类的所有方法都是同步的，两个线程可以安全地访问一个 Vector 对象
用 get 和 set 方法访问元素

散列集

无法控制元素出现的次序
Java 中散列表用链表数组实现，每个列表称为桶
可以指定一个初始的桶数
Java 集合类库提供一个 HashSet 类，实现了基于散列表的集，用 add 方法添加元素，用 contains 方法快速查看是否某个元素已经出现在集中

树集

树集是一个有序集合，以任意顺序将元素插入到集合，遍历时值自动按照排序后的顺序呈现
默认使用红黑树

队列与双端队列

队列：在尾部添加元素，在头部删除元素
双端队列：在头部和尾部同时添加或删除元素
不支持在队列中间添加元素
Deque 接口由 ArrayDeque 和 LinkedList 类实现，两个类提供双端队列，必要时可以增加队列的长度
java.util.Queue<E>、java.util.Deque<E>、java.util.ArrayDeque<E>

优先级队列

元素任意的顺序插人，按照排序顺序检索——无论何时调用 remove 方法，总获得当前优先级队列中最小的元素（使用堆作为数据结构）
优先级队列可以保存实现了 Comparable 接口的类对象，也可以保存在构造器中提供的 Comparator 对象
迭代不是按元素的排列顺序访问
java.util.PriorityQueue<E>

映射

集是一个集合，快速查找现有的元素，而映射用来存放键 / 值对

基本的映射操作

HashMap 和 TreeMap 实现了Map接口——散列映射对键进行散列，树映射用键的整体顺序对元素排序并组织成搜索树
散列或比较函数只能作用于键
put、get
remove 方法用于从映射中删除给定键对应的元素。size 方法用于返回映射中的元素数

更新映射项

getOrDefault 方法应对第一次插入键值对
merge 方法：

映射视图

键集、值集合、键 / 值对集（实现了Map.Entry接口的类的对象）
枚举一个映射的所有键
枚举entry

弱散列映射

略

链接散列集与映射

LinkedHashSet 和 LinkedHashMap类用来记住插人元素项的顺序
链接散列映射将用访问顺序，而不是插入顺序，对映射条目进行迭代

标识散列映射

IdentityHashMap 中，键的散列值不用 hashCode 函数计算的，用 System.identityHashCode 方法计算
根据对象的内存地址计算散列码
比较两个对象时，使用 == ——不同的键对象即使内容相同，也被视为不同的对象

视图与包装器

略

算法

排序与混合

使用 List 接口的 sort 方法并传入一个 Comparator 对象
Collections 类的 shuffle 用于混合

二分查找

Collections 类的 binarySearch 方法
必须提供实现 List 接口的集合

其他算法

集合与数组转换

数组到集合
集合到数组

其他集合

并发访问使用 ConcurrentHashMap
属性映射：
- 键与值都是字符串
- 表可以保存到一个文件中，也可以从文件中加载
- 使用一个默认的辅助表
栈：扩展为Vector类，但原始的栈为java.util.Stack<E>
BitSet：高效地存储位序列

并发

java.lang.Thread
static void sleep(long millis)

中断线程

当对一个线程调用 interrupt 方法时，线程的中断状态将被置位

线程状态

新建线程：new 操作符创建一个新线程时，线程状态为new
可运行线程：调用 start 方法，线程处于 runnable 状态
被阻塞线程、等待线程
- 当一个线程试图获取一个内部的对象锁，该锁被其他线程持有，线程阻塞
- 当线程等待另一个线程时，进入等待状态——在调用 Object.wait 方法、 Thread.join 方法、等待 java.util.concurrent 库中的 Lock 或 Condition
- 有几个方法有超时参数，调用它们导致线程进入计时等待状态，一直保持到超时期满或者接收到适当的通知——Thread.sleep 和 Object.wait、Thread.join、 Lock,tryLock
被终止线程