Java编程思想第十一章"持有对象"的11.1~11.4小节的笔记和练习题

        11.1 泛型和类型安全的容器
    在JavaSE5之前的容器，编译器允许我们向容器中放入不正确的类型。诸如，有一个Apple对象的容器，它是一个ArrayList，而我们也可以往它里面放入一个Orange对象（这里的Apple和Orange除了继承Object之外，没有其他共性）。因为ArrayList保存的是Object，所以添加Apple、Orange在编译期和运行期都没问题。但是，当从ArrayList中取出时，取出的是Object对象，这就需要强转为Apple或Orange对象。若是操作失误，将Orange强转为Apple就会得到一个异常：java.lang.ClassCastException。
    通过预定义的泛型可以解决这个问题。比如：要想定义用来保存Apple对象的容器ArrayList，我们可以通过类型参数声明一个ArrayList的实例。它指定了这个容器可以保存的类型，这就可以防止在编译期将错误类型的对象添加到容器中（会产生编译期错误）。而且，从容器中取出元素时，也不必再进行类型转换。
    当我们指定了某个类型作为泛型参数时，并不仅限于将确切类型的对象添加到容器中，向上转型也适用于泛型。比如，红富士也是一种苹果（Fuji extends Apple），这样就可以将Fuji的对象添加到ArrayList类型的容器实例中。这意味着，我们可以将Apple的子类型添加到被指定为保存Apple对象的容器中。
    练习题1：创建一个新类Gerbil（沙鼠），包含int gerbilNumber属性，在构造器中初始化它。添加一个方法hop()，用以打印沙鼠的号码以及它正在跳跃的信息。创建一个ArrayList，并向其中添加一串Gerbil对象。使用get()遍历List，并且对每个Gerbil调用hop()。
    代码如下：
public class Gerbil {

    private int gerbilNumber;

    public Gerbil(int gerbilNumber) {
        this.gerbilNumber = gerbilNumber;
    }

    public void hop() {
        System.out.println("第" + gerbilNumber + "只沙鼠，正在跳跃");
    }

    public static void main(String[] args) {
        List gerbils = new ArrayList();
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            Gerbil gerbil = new Gerbil(i);
            gerbils.add(gerbil);
        }

        int size = gerbils.size();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            Gerbil gerbil = gerbils.get(i);
            gerbil.hop();
        }
    }
}

        11.2 基本概念
    Java容器类类库被划分为两个不同的概念：
    ①、Collection：一个独立元素的序列（一种存放一组对象的方式），这些元素都服从一条或多条规则。List要按照插入顺序保存元素，Set不能有重复元素。Queue按照排队规则（FIFO）来确定对象产生的顺序。
    ②、Map：一组成对的"键值对"对象，允许我们使用键来查找值。而键可以是其他对象，甚至是null。通过其他对象来查找某个对象，也被称为"关联数组"或"字典"。
    练习题2：修改SimpleCollection.java，使用Set来表示c。
    代码如下：
public class SimpleCollection {

    public static void main(String[] args) {
        Collection c = new HashSet<>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            c.add(i);
        }

        for (Integer i : c) {
            System.out.print(i + " ");
        }
    }
}

    练习题3：修改innerclasses/Sequence.java，使你可以向其中添加任意数量的元素。
    如下代码：
public class SeqContainer {

    private List container = new ArrayList();

    public void add(T t) {
        container.add(t);
    }

    private class SequenceSelector implements Selector {

        private int i = 0;

        @Override
        public boolean end() {
            return i == container.size();
        }

        @Override
        public T current() {
            return container.get(i);
        }

        @Override
        public void next() {
            if (i < container.size()) {
                i++;
            }
        }
    }

    public Selector getSelector() {
        return new SequenceSelector();
    }

    public Selector reverseSelector() {
        return new Selector() {
            private int i = container.size() - 1;

            @Override
            public void next() {
                if (i >= 0)
                    i--;
            }

            @Override
            public boolean end() {
                return i < 0;
            }

            @Override
            public T current() {
                return container.get(i);
            }
        };
    }

    public static void main(String[] args) {
        SeqContainer container = new SeqContainer<>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Employee emp = new Employee(i, "compony" + i);
            container.add(emp);
        }

        Selector selector = container.getSelector();
        while (!selector.end()) {
            System.out.println(selector.current());
            selector.next();
        }

        Selector reverseSelector = container.reverseSelector();
        while (!reverseSelector.end()) {
            System.out.println(reverseSelector.current());
            reverseSelector.next();
        }
    }
}

        11.3 添加一组元素
    书中介绍了几种在容器中添加一组元素的方式。
    方式一：使用Collection的构造器，它可以接受另一个Collection。比如：ArrayList的构造器ArrayList(Collection c)。

    方式二：使用Collection的addAll()方法，它可以接受另一个Collection，其方法签名如下：
    boolean addAll(Collection c)

    方式三：使用Arrays的asList()方法，它可以接受数组或一个用逗号分隔的元素列表（可变参数），其方法签名如下：
    static List asList(T... a)：返回一个受指定数组支持的固定大小的列表。
    注：asList()方法返回的ArrayList是Arrays的内部类，而不是java.util.ArrayList。

    方式四：使用Collections的addAll()方法，它可以接受数组或一个用逗号分隔的元素列表（可变参数），其方法签名如下：
    static boolean addAll(Collection c, T... elements)：将所有指定元素添加到指定 collection 中。

    书中说Arrays.asList()在某些场景下需要告诉编译器产生的List类型的实际的目标类型（显式类型参数说明），我这里试了一下发现JDK1.8已经修复了这个问题，而JDK1.8以下会报错：
class Snow {
}

class Powder extends Snow {
}

class Light extends Powder {
}

class Heavy extends Powder {
}

class Crusty extends Snow {
}

class Slush extends Snow {
}

public class AsListInference {

    public static void main(String[] args) {
        List snow = Arrays.asList(new Crusty(), new Slush(), new Powder());
        // 在编译器1.8之下报错：Type mismatch: cannot convert from List to List，解决方法：参考snow2
        List snow1 = Arrays.asList(new Light(), new Heavy());
        Collections.addAll(snow, new Light(), new Heavy());
        List snow2 = Arrays.asList(new Light(), new Heavy());
    }
}

    备注：Arrays和Collections里有很多工具方法来操作容器，比如二分查找、排序、max()、min()等，需要可以自行查询文档。

        11.4 容器的打印
    使用标准输出（System.out）打印容器的时候，由于容器实现了toString()方法，因此，打印结果可读性很好。但是，打印数组则需要借助Arrays.toString()方法，比如打印一个int数组：Arrays.toString(new int[] { 34, 21, 7, 87, 45 })。
    练习题4：创建一个生成器类，它可以在每次调用其next()方法时，产生你最喜欢的电影的名字。在电影名列表的名字用完之后，循环到该列表的开始处。使用这个生成器来填充数组、ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet和TreeSet，然后打印每个容器。
    代码如下：
public class MovieGenerator {

    private String[] movies = new String[] { "SS", "DD", "HH", "FF", "XX", "ZZ" };
    private int i = 0;

    public String next() {
        return movies[i++ % movies.length];
    }

    public String[] getMovies() {
        return movies;
    }

    public Collection fill(Collection collection) {
        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            collection.add(next());
        }

        return collection;
    }

    public static void main(String[] args) {
        MovieGenerator generator = new MovieGenerator();
        System.out.println(Arrays.toString(generator.getMovies()));
        System.out.println(generator.fill(new ArrayList()));
        System.out.println(generator.fill(new LinkedList()));
        System.out.println(generator.fill(new HashSet()));
        System.out.println(generator.fill(new LinkedHashSet()));
        System.out.println(generator.fill(new TreeSet()));
    }
}

运行结果如下：
[SS, DD, HH, FF, XX, ZZ]
[SS, DD, HH, FF, XX, ZZ, SS, DD]
[HH, FF, XX, ZZ, SS, DD, HH, FF]
[XX, ZZ, SS, DD, HH, FF]
[SS, DD, HH, FF, XX, ZZ]
[DD, FF, HH, SS, XX, ZZ]

    备注：本来想用这些电影名： { "电锯惊魂", "死神来了", "咒怨", "音乐僵尸", "僵尸至尊", "驱魔警察" }，但是发现TreeSet输出不是预想的顺序，因此使用 { "SS", "DD", "HH", "FF", "XX", "ZZ" }更明显一些，后续文章再关注TreeSet中文排序。