JavaSE进阶笔记-集合02(Set,TreeSet,二叉树)_综合

1.泛型

1.1泛型概述【理解】

泛型的介绍

? 泛型是JDK5中引入的特性，它提供了编译时类型安全检测机制
泛型的好处
1. 把运行时期的问题提前到了编译期间
2. 避免了强制类型转换
泛型的定义格式
- <类型>: 指定一种类型的格式.尖括号里面可以任意书写,一般只写一个字母.例如:
- <类型1,类型2…>: 指定多种类型的格式,多种类型之间用逗号隔开.例如: <E,T> <K,V>

1.2泛型类【应用】

定义格式
```
修饰符 class 类名<类型> {  }
```

示例代码

泛型类

public class Generic<T> {private T t;public T getT() {return t;}public void setT(T t) {this.t = t;}
}

测试类

public class GenericDemo1 {public static void main(String[] args) {Generic<String> g1 = new Generic<String>();g1.setT("杨幂");System.out.println(g1.getT());Generic<Integer> g2 = new Generic<Integer>();g2.setT(30);System.out.println(g2.getT());Generic<Boolean> g3 = new Generic<Boolean>();g3.setT(true);System.out.println(g3.getT());}
}

1.3泛型方法【应用】

定义格式

修饰符 <类型> 返回值类型 方法名(类型 变量名) {  }

示例代码

带有泛型方法的类

public class Generic {public <T> void show(T t) {System.out.println(t);}
}

测试类

public class GenericDemo2 {public static void main(String[] args) {Generic g = new Generic();g.show("柳岩");g.show(30);g.show(true);g.show(12.34);}
}

1.4泛型接口【应用】

定义格式

修饰符 interface 接口名<类型> {  }

示例代码

泛型接口

public interface Generic<T> {void show(T t);
}

泛型接口实现类1

? 定义实现类时,定义和接口相同泛型,创建实现类对象时明确泛型的具体类型
```
public class GenericImpl1<T> implements Generic<T> {@Overridepublic void show(T t) {System.out.println(t);}
}
```

泛型接口实现类2

? 定义实现类时,直接明确泛型的具体类型

public class GenericImpl2 implements Generic<Integer>{@Overridepublic void show(Integer t) {System.out.println(t);}
}

测试类

public class GenericDemo3 {public static void main(String[] args) {GenericImpl1<String> g1 = new GenericImpl<String>();g1.show("林青霞");GenericImpl1<Integer> g2 = new GenericImpl<Integer>();g2.show(30);GenericImpl2 g3 = new GenericImpl2();g3.show(10);}
}

1.5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

泛型通配符的使用

public class GenericDemo4 {public static void main(String[] args) {ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<>();ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();ArrayList<Number> list3 = new ArrayList<>();ArrayList<Object> list4 = new ArrayList<>();method(list1);method(list2);method(list3);method(list4);getElement1(list1);getElement1(list2);//报错getElement1(list3);getElement1(list4);//报错getElement2(list1);//报错getElement2(list2);//报错getElement2(list3);getElement2(list4);}// 泛型通配符: 此时的泛型?,可以是任意类型public static void method(ArrayList<?> list){}// 泛型的上限: 此时的泛型?,必须是Number类型或者Number类型的子类public static void getElement1(ArrayList<? extends Number> list){}// 泛型的下限: 此时的泛型?,必须是Number类型或者Number类型的父类public static void getElement2(ArrayList<? super Number> list){}}

2.Set集合

2.1Set集合概述和特点【应用】

不可以存储重复元素
没有索引,不能使用普通for循环遍历

2.2Set集合的使用【应用】

存储字符串并遍历

public class MySet1 {public static void main(String[] args) {//创建集合对象Set<String> set = new TreeSet<>();//添加元素set.add("ccc");set.add("aaa");set.add("aaa");set.add("bbb");// for (int i = 0; i < set.size(); i++) {
// //Set集合是没有索引的，所以不能使用通过索引获取元素的方法
// }//遍历集合Iterator<String> it = set.iterator();while (it.hasNext()){String s = it.next();System.out.println(s);}System.out.println("-----------------------------------");for (String s : set) {System.out.println(s);}}
}

3.TreeSet集合

3.1TreeSet集合概述和特点【应用】

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
- 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

3.2TreeSet集合基本使用【应用】

存储Integer类型的整数并遍历

public class TreeSetDemo01 {public static void main(String[] args) {//创建集合对象TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();//添加元素ts.add(10);ts.add(40);ts.add(30);ts.add(50);ts.add(20);ts.add(30);//遍历集合for(Integer i : ts) {System.out.println(i);}}
}

3.3自然排序Comparable的使用【应用】

案例需求
- 存储学生对象并遍历，创建TreeSet集合使用无参构造方法
- 要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序
实现步骤
1. 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
2. 自定义的Student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
3. 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

代码实现

学生类

public class Student implements Comparable<Student>{private String name;private int age;public Student() {}public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}@Overridepublic 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;}
}

测试类

public class MyTreeSet2 {public static void main(String[] args) {//创建集合对象TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>();//创建学生对象Student s1 = new Student("zhangsan",28);Student s2 = new Student("lisi",27);Student s3 = new Student("wangwu",29);Student s4 = new Student("zhaoliu",28);Student s5 = new Student("qianqi",30);//把学生添加到集合ts.add(s1);ts.add(s2);ts.add(s3);ts.add(s4);ts.add(s5);//遍历集合for (Student student : ts) {System.out.println(student);}}
}

3.4比较器排序Comparator的使用【应用】

案例需求
- 存储老师对象并遍历，创建TreeSet集合使用带参构造方法
- 要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序
实现步骤
- 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

代码实现

老师类

public class Teacher {private String name;private int age;public Teacher() {}public Teacher(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Teacher{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}

测试类

public class MyTreeSet4 {public static void main(String[] args) {//创建集合对象TreeSet<Teacher> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Teacher>() {@Overridepublic 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;}});//创建老师对象Teacher t1 = new Teacher("zhangsan",23);Teacher t2 = new Teacher("lisi",22);Teacher t3 = new Teacher("wangwu",24);Teacher t4 = new Teacher("zhaoliu",24);//把老师添加到集合ts.add(t1);ts.add(t2);ts.add(t3);ts.add(t4);//遍历集合for (Teacher teacher : ts) {System.out.println(teacher);}}
}

3.5两种比较方式总结【理解】

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

4.数据结构

4.1二叉树【理解】

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
二叉树结构图

在这里插入图片描述

4.2二叉查找树【理解】

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
二叉查找树结构图

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二叉查找树和二叉树对比结构图

在这里插入图片描述

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

在这里插入图片描述

4.3平衡二叉树【理解】

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