1、泛型
1.1 泛型类
定义格式
修饰符 class 类名<类型> { }1.2 泛型方法
定义格式
修饰符 <类型> 返回值类型 方法名(类型 变量名) { }1.3 泛型接口
定义格式
修饰符 interface 接口名<类型> { }1.4类型通配符
类型通配符: <?>
ArrayList<?>: 表示元素类型未知的ArrayList,它的元素可以匹配任何的类型，但是并不能把元素添加到ArrayList中了,获取出来的也是父类类型
类型通配符上限: <? extends 类型>
ArrayListList <? extends Number>: 它表示的类型是Number或者其子类型
类型通配符下限: <? super 类型>
ArrayListList <? super Number>: 它表示的类型是Number或者其父类型2、比较器
comparator 自然排序
- 使用空参构造创建TreeSet集合
- 用TreeSet集合存储自定义对象，无参构造方法使用的是自然排序对元素进行排序的
- 自定义的类实现Comparable接口
- 自然排序，就是让元素所属的类实现Comparable接口，重写compareTo(T o)方法
- 重写接口中的compareTo方法
- 重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
- TreeSet()：根据其元素的自然排序进行排序
comparator比较器排序
- 用TreeSet集合存储自定义对象，带参构造方法使用的是比较器排序对元素进行排序的
- 比较器排序，就是让集合构造方法接收Comparator的实现类对象，重写compare(T o1,T o2)方法
- 重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
两种比较方式总结
- 两种比较方式小结
- 自然排序: 自定义类实现Comparable接口,重写compareTo方法,根据返回值进行排序
- 比较器排序: 创建TreeSet对象的时候传递Comparator的实现类对象,重写compare方法,根据返回值进行排序
- 在使用的时候,默认使用自然排序,当自然排序不满足现在的需求时,必须使用比较器排序
- 两种方式中关于返回值的规则
- 如果返回值为负数，表示当前存入的元素是较小值，存左边
- 如果返回值为0，表示当前存入的元素跟集合中元素重复了，不存
- 如果返回值为正数，表示当前存入的元素是较大值，存右边
3、数据结构
3.1二叉树
二叉树的特点
二叉树中,任意一个节点的度要小于等于2
节点: 在树结构中,每一个元素称之为节点
度: 每一个节点的子节点数量称之为度3.2二叉查找树
二叉查找树的特点
- 二叉查找树,又称二叉排序树或者二叉搜索树
- 每一个节点上最多有两个子节点
- 左子树上所有节点的值都小于根节点的值
- 右子树上所有节点的值都大于根节点的值
二叉查找树添加节点规则
- 小的存左边
- 大的存右边
- 一样的不存
3.3平衡二叉树
平衡二叉树的特点
- 二叉树左右两个子树的高度差不超过1
- 任意节点的左右两个子树都是一颗平衡二叉树
平衡二叉树旋转
旋转触发时机
当添加一个节点之后,该树不再是一颗平衡二叉树- 左旋
- 就是将根节点的右侧往左拉,原先的右子节点变成新的父节点,并把多余的左子节点出让,给已经降级的根节点当右子节点
- 右旋
- 就是将根节点的左侧往右拉,左子节点变成了新的父节点,并把多余的右子节点出让,给已经降级根节点当左子节点
平衡二叉树旋转的四种情况
- 左左
- 左左: 当根节点左子树的左子树有节点插入,导致二叉树不平衡
- 如何旋转: 直接对整体进行右旋即可
- 左右
- 左右: 当根节点左子树的右子树有节点插入,导致二叉树不平衡
- 如何旋转: 先在左子树对应的节点位置进行左旋,在对整体进行右旋
- 右右
- 右右: 当根节点右子树的右子树有节点插入,导致二叉树不平衡
- 如何旋转: 直接对整体进行左旋即可
- 右左
- 右左:当根节点右子树的左子树有节点插入,导致二叉树不平衡
- 如何旋转: 先在右子树对应的节点位置进行右旋,在对整体进行左旋
3.4红黑树
红黑树的特点
1、平衡二叉B树
2、每一个节点可以是红或者黑
3、红黑树不是高度平衡的,它的平衡是通过"自己的红黑规则"进行实现的红黑树的红黑规则有哪些
1、每一个节点或是红色的,或者是黑色的
2、根节点必须是黑色
3、如果一个节点没有子节点或者父节点,则该节点相应的指针属性值为Nil,这些Nil视为叶节点,每个叶节点(Nil)是黑色的
4、如果某一个节点是红色,那么它的子节点必须是黑色(不能出现两个红色节点相连 的情况)
5、对每一个节点,从该节点到其所有后代叶节点的简单路径上,均包含相同数目的黑色节点红黑树添加节点的默认颜色
添加节点时,默认为红色,效率高
红黑树添加节点后如何保持红黑规则
- 根节点位置
- 直接变为黑色
- 非根节点位置
- 父节点为黑色
- 不需要任何操作,默认红色即可
- 父节点为红色
- 叔叔节点为红色
- 将"父节点"设为黑色,将"叔叔节点"设为黑色
- 将"祖父节点"设为红色
- 如果"祖父节点"为根节点,则将根节点再次变成黑色
- 叔叔节点为黑色
- 将"父节点"设为黑色
- 将"祖父节点"设为红色
- 以"祖父节点"为支点进行旋转
4、集合
Collection
List 存取有序,可以重复,有索引
ArrayList
底层是数组结构实现，查询快、增删慢LinkedList
底层是链表结构实现，查询慢、增删快Set 不可以存储重复元素，没有索引,不能使用普通for循环遍历
HashSet
底层数据结构是哈希表，存取无序，不可以存储重复元素，没有索引，不能使用普通for循环遍历哈希表结构
- JDK1.8以前
数组 + 链表
- 创建一个默认长度16，默认加载因子为0.75的数组，数组名为table
- 根据元素的哈希值跟数组的长度计算出应存入的位置
- 判断当前位置是否为null，如果是null直接存入
- 如果位置不为null，表示有元素，则调用equal方法比较属性值
- 如果一样，则不存，如果不一样，则存入数组，老元素挂在新元素下面
- JDK1.8以后
节点个数少于等于8个
数组 + 链表
节点个数多于8个
数组 + 红黑树
HashSet集合存储自定义类型元素,要想实现元素的唯一,要求必须重写hashCode方法和equals方法
TreeSet
不可以存储重复元素，没有索引，可以将元素按照规则进行排序构造器
- TreeSet()：根据其元素的自然排序进行排序
- TreeSet(Comparator comparator) ：根据指定的比较器进行排序
自然排序Comparable的使用
- 使用空参构造创建TreeSet集合
用TreeSet集合存储自定义对象，无参构造方法使用的是自然排序对元素进行排序的 - 自定义的实体类实现Comparable接口
自然排序，就是让元素所属的类实现Comparable接口，重写compareTo(T o)方法 - 重写接口中的compareTo方法
重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
实例代码
public class Student implements Comparable<Student>{
@Override
public int compareTo(Student o) {
//按照对象的年龄进行排序
//主要判断条件: 按照年龄从小到大排序
int result = this.age - o.age;
//次要判断条件: 年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序
result = result == 0 ? this.name.compareTo(o.getName()) : result;
return result;
}
}
//创建集合对象
TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>();
ts.add(ew Student("zhangsan",28));
//遍历集合
for (Student student : ts) {
System.out.println(student);
}比较器排序Comparator的使用
- 用TreeSet集合存储自定义对象，带参构造方法使用的是比较器排序对元素进行排序的
- 比较器排序，就是让集合构造方法接收Comparator的实现类对象，重写compare(T o1,T o2)方法
- 重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
实例代码
TreeSet<Teacher> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Teacher>() {
@Override
public int compare(Teacher o1, Teacher o2) {
//o1表示现在要存入的那个元素
//o2表示已经存入到集合中的元素
//主要条件
int result = o1.getAge() - o2.getAge();
//次要条件
result = result == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : result;
return result;
}
});Map集合
Map集合的特点
- 双列集合,一个键对应一个值
- 键不可以重复,值可以重复
遍历方式
获取所有键的集合。用keySet()方法实现
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()：获取所有键值对对象的集合HashMap
HashMap集合概述和特点
- HashMap底层是哈希表结构的
- 依赖hashCode方法和equals方法保证键的唯一
- 如果键要存储的是自定义对象，需要重写hashCode和equals方法
TreeMap
TreeMap集合概述和特点
- TreeMap底层是红黑树结构
- 依赖自然排序或者比较器排序,对键进行排序
- 如果键存储的是自定义对象,需要实现Comparable接口或者在创建TreeMap对象时候给出比较器排序规则
5、数组高级操作
二分查找
二分查找概述
二分查找也叫折半查找,每次可以去掉一半的查找范围,从而提高查找的效率
需求
在数组{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}中,查找某个元素的位置
实现步骤
1. 定义两个变量，表示要查找的范围。默认min = 0 ，max = 最大索引
2. 循环查找，但是min <= max
3. 计算出mid的值
4. 判断mid位置的元素是否为要查找的元素，如果是直接返回对应索引
5. 如果要查找的值在mid的左半边，那么min值不变，max = mid -1.继续下次循环查找
6. 如果要查找的值在mid的右半边，那么max值不变，min = mid + 1.继续下次循环查找
7. 当min > max 时，表示要查找的元素在数组中不存在，返回-1
注意事项
有一个前提条件，数组内的元素一定要按照大小顺序排列，如果没有大小顺序，是不能使用二分查找法的
冒泡排序
冒泡排序概述
一种排序的方式，对要进行排序的数据中相邻的数据进行两两比较，将较大的数据放在后面，依次对所有的数据进行操作，直至所有数据按要求完成排序
如果有n个数据进行排序，总共需要比较n-1次
每一次比较完毕，下一次的比较就会少一个数据参与
快速排序
快速排序概述
冒泡排序算法中,一次循环结束,就相当于确定了当前的最大值,也能确定最大值在数组中应存入的位置
快速排序算法中,每一次递归时以第一个数为基准数,找到数组中所有比基准数小的.再找到所有比基准数大的.小的全部放左边,大的全部放右边,确定基准数的正确位置
核心步骤
1. 从右开始找比基准数小的
2. 从左开始找比基准数大的
3. 交换两个值的位置
4. 红色继续往左找，蓝色继续往右找，直到两个箭头指向同一个索引为止
5. 基准数归位
代码实现
private static void quiteSort(int[] arr, int left, int right) {
// 递归结束的条件
if(right < left){
return;
}
int left0 = left;
int right0 = right;
//计算出基准数
int baseNumber = arr[left0];
while(left != right){
//1，从右开始找比基准数小的
while(arr[right] >= baseNumber && right > left){
right--;
}
//2，从左开始找比基准数大的
while(arr[left] <= baseNumber && right > left){
left++;
}
//3，交换两个值的位置
int temp = arr[left];
arr[left] = arr[right];
arr[right] = temp;
}
//基准数归位
int temp = arr[left];
arr[left] = arr[left0];
arr[left0] = temp;
// 递归调用自己,将左半部分排好序
quiteSort(arr,left0,left-1);
// 递归调用自己,将右半部分排好序
quiteSort(arr,left +1,right0);
}6、可变参数
可变参数定义格式
修饰符 返回值类型 方法名(数据类型… 变量名) { }7、Stream流
Stream流的三类方法
- 获取Stream流
- 创建一条流水线,并把数据放到流水线上准备进行操作
- 中间方法
- 流水线上的操作
- 一次操作完毕之后,还可以继续进行其他操作
- 终结方法
- 一个Stream流只能有一个终结方法
- 是流水线上的最后一个操作
生成Stream流的方式
- Collection体系集合
- 使用默认方法stream()生成流， default Stream stream()
- Map体系集合
- 把Map转成Set集合，间接的生成流
- 数组
- 通过Arrays中的静态方法stream生成流
- 同种数据类型的多个数据
- 通过Stream接口的静态方法of(T… values)生成流
中间操作方法
方法名 | 说明 |
Stream filter(Predicate predicate) | 用于对流中的数据进行过滤 |
Stream limit(long maxSize) | 返回此流中的元素组成的流，截取前指定参数个数的数据 |
Stream skip(long n) | 跳过指定参数个数的数据，返回由该流的剩余元素组成的流 |
static Stream concat(Stream a, Stream b) | 合并a和b两个流为一个流 |
Stream distinct() | 返回由该流的不同元素（根据Object.equals(Object) ）组成的流 |
终结操作方法
方法名 | 说明 |
void forEach(Consumer action) | 对此流的每个元素执行操作 |
long count() | 返回此流中的元素数 |
8、常用API
- Math
- System
- Object
- Objects
- BigDecimal
- 舍入模式
BigDecimal.ROUND_UP 进一法
BigDecimal.ROUND_FLOOR 去尾法
BigDecimal.ROUND_HALF_UP 四舍五入 - 常用方法
方法名 | 说明 |
public BigDecimal add(另一个BigDecimal对象) | 加法 |
public BigDecimal subtract (另一个BigDecimal对象) | 减法 |
public BigDecimal multiply (另一个BigDecimal对象) | 乘法 |
public BigDecimal divide (另一个BigDecimal对象) | 除法 |
public BigDecimal divide (另一个BigDecimal对象，精确几位，舍入模式) | 除法 |
- Arrays
- Date
- SimpleDateFormat
- LocalDate 表示日期（年月日）
- LocalTime 表示时间（时分秒）
- LocalDateTime 表示时间+ 日期 （年月日时分秒）
- Period 日期计算，适用于 LocalDate
- Duration 时间计算，适用于 LocalDateTime
- Optional 类对象管理工具
- Optional概述
可能包含或不包含非null值的容器对象 - 方法介绍
方法名 | 说明 |
static Optional of(T value) | 获取一个Optional对象，封装的是非null值的对象 |
static Optional ofNullable(T value) | 获取一个Optional对象，Optional封装的值对象可以是null也可以不是null |
T get() | 如果存在值,返回值,否则抛出NoSuchElementException |
boolean isPresent() | 如果存在值,则返回true,否则为false |
T orElse(T other) | 如果不为空,则返回具体的值,否则返回参数中的值 |
T orElseGet(Supplier<? extends T> supplier) | 如果不为空,则返回具体的值,否则返回由括号中函数产生的结果 |
void ifPresent (Consumer<? super T> action) | 如果不为空,则使用该值执行给定的操作,否则不执行任何操作 |
void ifPresentOrElse(Consumer<? super T> action, Runnable emptyAction) | 如果不为空,则使用该值执行给定的操作,否则执行给定的基于空的操作 |
