Java其他

一、数组

1）分类

1、基本数据类型数组

数据类型  数组名[] = new 数据类型[大小]；

2、引用（对象）数组

类名  对象名[] = new 类名[大小]；

注意事项：

1、数组可存放同一数据类型

2、简单数据类型（int,float）数组，可直接赋值

3、对象数组在定义后，赋值时需要再次为每个对象分配空间（即：new 对象）

4、数组大小必须事先指定

5、数组名可以理解为指向数组首地址的作用

6、数组的下标是从0开始编号的

2）功能

排序(冒泡、选择、快速)、查找(顺序、二分法)  

二、逻辑运算

1）原码、反码、补码

1、二进制的最高位是符号位，0表示正数，1表示负数

2、正数的原码、反码、补码都一样

3、负数的反码 = 它的原码符号位不变，其他位取反（0 -> 1,1 -> 0）

4、负数的补码 = 它的反码 + 1

5、0 的反码、补码都是0

6、Java没有无符号数，换言之，java中的数都是有符号的

7、 在计算机运算的时候，都是以补码的方式来运算的

例：1 – 2 = 1 + （-2）

  转换成补码再相加，如果结果是负数，则要转回原码，是正数，则不用转

2）位、移位运算符

（都基于补码的状态）

位运算符：按位与 &，按位或|，按位异或^,按位取反~

按位与&：两位全为1，结果为1

按位或|：两位有一个1，结果为1

按位异或^：两位一个为0，一个为1，结果为1

      （两个为0则为0，两个为1，也为0）

按位取反~：0 -> 1,1 -> 0 （不管符号位，符号位也要变）

      取反后为负数，则要转回原码，正数则不用

 

移位运算符

>>算术右移：低位溢出，符号位不变，并用符号位补溢出高位

<<算术座椅：符号位不变，低位补0

>>>逻辑右移：低位溢出，高位补0

a>>b：a向右移动b位

a>>>b：a逻辑右移b位

1>>2:00000001，1向右移动2位， 1>>2 = 0

 3）逻辑操作与条件操作区别

1、条件操作只能操作布尔型的，而逻辑操作不仅可以操作布尔型，而且可以操作数值型

2、逻辑操作不会产生短路

三、集合

1）继承体系

2）具体类的特点与实现原理

Collection接口

Collection是最基本的集合接口，由Collection接口派生的两个接口是List和Set。

如何遍历Collection中的每一个元素？不论Collection的实际类型如何，它都支持一个iterator()的方法，该方法返回一个迭代子，使用该迭代子即可逐一访问Collection中每一个元素。典型的用法如下：

Iterator  it  = collection.iterator();  //  获得一个迭代子 
while(it.hasNext())  { 
Object  obj  =  it.next();  //  得到下一个元素 
}

List接口（有序，可重复）

List是有序的Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引（元素在List中的位置，类似于数组下标）来访问List中的元素，这类似于Java的数组。和下面要提到的Set不同，List允许有相同的元素。

除了具有Collection接口必备的iterator()方法外，List还提供一个listIterator()方法，返回一个ListIterator接口，和标准的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之类的方法，允许添加，删除，设定元素，还能向前或向后遍历。

实现List接口的常用类有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack

LinkedList类（允许null元素，被用作堆栈（stack），队列（queue）或双向队列（deque））

LinkedList实现了List接口，允许null元素。此外LinkedList提供额外的get，remove，insert方法在LinkedList的首部或尾部。这些操作使LinkedList可被用作堆栈（stack），队列（queue）或双向队列（deque）。

LinkedList是一个链式存储的线性表，本质上是一个双向链表，它不仅实现了List接口还实现了Dueue接口(双端队列，既具有队列的特征，也具有栈的特征)，

所以LinkedList不仅可以做双向链表来使用，还可以当栈和队列来使用。

注意LinkedList没有同步方法。如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步。一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List：

List  list  =  Collections.synchronizedList(new LinkedList(...)); （声困nice）

ArrayList类

ArrayList实现了可变大小的数组。它允许所有元素，包括null。ArrayList没有同步。
每个ArrayList实例都有一个容量（Capacity），即用于存储元素的数组的大小。这个容量可随着不断添加新元素而自动增加，但是增长算法并没有定义。当需要插入大量元素时，在插入前可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList的容量以提高插入效率。
和LinkedList一样，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。

异同点对比

（1）ArrayList和LinkedList

1）ArrayList是基于动态数组实现的，LinkedList是基于双向链表实现的。

2）ArrayList比较适用于随机存取，（可直接通过索引，LinkedList需要通过指针遍历）；LinkedList比较适用于增加删除操作（对于单条的插入和删除操作ArrayList比LinkedList速度快，对于插入好人删除操作，ArrayList需要移动后面的所有元素。）

Vector类

Vector非常类似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector创建的Iterator，虽然和ArrayList创建的Iterator是同一接口，但是，因为Vector是同步的，当一个Iterator被创建而且正在被使用，另一个线程改变了Vector的状态（例如，添加或删除了一些元素），这时调用Iterator的方法时将抛出ConcurrentModificationException，因此必须捕获该异常。

ArrayList和Vector作为List的两个典型实现类，完全支持List的全部功能。

ArrayList和Vector类的底层都是基于数组来储存集合元素，封装了一个动态的Object[]数组，是一种顺序存储的线性表。

主要区别：ArrayList是线程不安全的，Vector是线程安全的。

如果需要在多线程环境下使用List集合，而且需要保证线程安全，依然可以避免使用Vector，而是考虑将ArrayList包装成线程安全的集合类。Java提供的Collections工具类，通过该工具类synchronizeList方法即可以把ArrayList包装成线程安全的ArrayList
 
Stack 类

Stack继承自Vector，实现一个后进先出的堆栈。Stack提供5个额外的方法使得Vector得以被当作堆栈使用。基本的push和pop方法，还有peek方法得到栈顶的元素，empty方法测试堆栈是否为空，search方法检测一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。

Set接口（无序，不重复）

Set是一种不包含重复的元素的Collection，即任意的两个元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一个null元素。 
很明显，Set的构造函数有一个约束条件，传入的Collection参数不能包含重复的元素。 

（1）HashSet

HashSet是Set接口的典型实现，HashSet按Hash算法来储存集合中的元素，具有很好的存取和查找功能。

具有以下特点：

1）不保证元素的排列顺序，有可能变化；

2）HashSet不是同步的；

3）集合元素可以为空。

（2）TreeSet

 TreeSet是SortedSet接口的唯一实现，TreeSet可以确保元素处于排序状态，TreeSet并不是根据元素的插入顺序进行排序的，而是根据实际值进行排序。支持两种排序方式：自然排序和定制排序。

Set的三个实现类都是线程不安全的。

Map接口

请注意，Map没有继承Collection接口，Map提供key到value的映射。

Hashtable类

Hashtable继承Map接口，实现一个key-value映射的哈希表。任何非空（non-null）的对象都可作为key或者value。 

Hashtable通过initial capacity和load  factor两个参数调整性能。通常缺省的load  factor  0.75较好地实现了时间和空间的均衡。增大load factor可以节省空间但相应的查找时间将增大，这会影响像get和put这样的操作。

由于作为key的对象将通过计算其散列函数来确定与之对应的value的位置，因此任何作为key的对象都必须实现hashCode和equals方法。hashCode和equals方法继承自根类Object，如果你用自定义的类当作key的话，要相当小心，按照散列函数的定义，如果两个对象相同，即obj1.equals(obj2)=true，则它们的hashCode必须相同，但如果两个对象不同，则它们的hashCode不一定不同，如果两个不同对象的hashCode相同，这种现象称为冲突，冲突会导致操作哈希表的时间开销增大，所以尽量定义好的hashCode()方法，能加快哈希表的操作。
如果相同的对象有不同的hashCode，对哈希表的操作会出现意想不到的结果（期待的get方法返回null），要避免这种问题，只需要牢记一条：要同时复写equals方法和hashCode方法，而不要只写其中一个。Hashtable是同步的。

  因为hashCode()并不是完全可靠，有时候不同的对象他们生成的hashcode也会一样（生成hash值得公式可能存在的问题），所以hashCode()只能说是大部分时候可靠，并不是绝对可靠，所以我们可以得出：

        1.equal()相等的两个对象他们的hashCode()肯定相等，也就是用equal()对比是绝对可靠的。

        2.hashCode()相等的两个对象他们的equal()不一定相等，也就是hashCode()不是绝对可靠的。

HashMap类

HashMap和Hashtable类似，不同之处在于HashMap是非同步的，并且允许null，即null value和null  key。，但是将HashMap视为Collection时（values()方法可返回Collection），其迭代子操作时间开销和HashMap的容量成比例。因此，如果迭代操作的性能相当重要的话，不要将HashMap的初始化容量设得过高，或者load  factor过低，如果想在多线程中使用HashMap 就是用HashMap的子类ConcurrentHashMap ，因为ConcurrentHashMap 它使用了锁的分离技术，内部是一个个小的HashTable组成，所返回的值是线程安全的。
主要区别：

1）HashTable是一个线程安全的Map实现，但是HashMap是线程不安全的实现，HashMap的性能要比HashTable高一些，尽量避免使用HashTable,多个线程访问一个Map对象又要保证线程安全时，可以使用Collections中的方法把HashMap变成线程安全的。

2）HashTable不允许使用null作为key和value,如果试图把null加入HashTable中，将会引发空指针异常。

TreeMap

TreeMap是Map的子接口SortedMap的的实现类，与TreeSet类似的是TreeMap也是基于红黑树对TreeMap中所有的key进行排序，从而保证key-value处于有序状态，TreeMap也有两种排序方式：

1）自然排序：TreeMap的所有key必须实现Comparable接口，而且所有key应该是同一类的对象，否则会抛出ClassCastException.

2）定制排序：创建TreeMap时，传入一个Comparator对象，该对象负责对TreeMap中所有的key进行排序。

由于TreeMap支持内部排序，所以通常要比HashMap和HashTable慢。

WeakHashMap类

WeakHashMap是一种改进的HashMap，它对key实行“弱引用”，如果一个key不再被外部所引用，那么该key可以被GC回收。 
Queue接口

Queue模拟了队列这种数据结构，队列通常是“先进先出”的数据结构，通常不允许随机访问队列中的元素。

Queue常用的实现类：LinkedList和PriorityQueue

（1）LinkedList

LinkedList它不仅实现了List接口还实现了Dueue接口(双端队列，既具有队列的特征，也具有栈的特征)，Dueue接口是Queue的子接口。

（2）PriorityQueue

PriorityQueue保存队列元素的顺序并不是按照加入队列的顺序，而是按照队列元素大小进行重新排序。所以当调用peek和poll方法来取队列中的元素的时候，并不是先取出来队列中最小的元素。从这个意义上来看，PriorityQueue已经违反了队列的基本规则。PriorityQueue不允许插入null元素。

总结

1、如果涉及到堆栈，队列等操作，应该考虑用List

2、对于需要快速插入，删除元素，应该使用LinkedList，

3、如果需要快速随机访问元素，应该使用ArrayList。

4、Hashset性能比Treeset高

5、一般不建议使用Vector

是否允许null：

1、Hashtable、PriorityQueue不允许null

2、Set允许null，只能有一个

3、其他都允许null

同步：Vector和HashTable

3）同步容器类

1.引言
　　在多线程的环境中，如果想要使用容器类，就需要注意所使用的容器类是否是线程安全的。

①Vector、HashTable，效率低下

②使用并发容器collections. synchronizedXXX()

③同步容器类

针对基于散列的Map，提供了新的ConcurrentHashMap，

针对迭代需求的list，提供了CopyOnWriteList.

2.ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap代替同步的Map(collections.synchronizedMap (new hashMap()),是一个线程安全的hash表，内部采用“锁分段”机制替代HashTable的独占锁，进而提高性能。HashMap是根据散列值分段存储的，同步Map在同步的时候锁住了所有的段，而ConcurrentHashMap加锁的时候根据散列值锁住了散列值锁对应的那段，因此提高了性能。

应用场景
针对一般的有并发需求的map，都应该使用ConcurrentHashMap. 它的性能优于Hashtable和synchronizedMap。
性能：ConcurrentHashMap>Hashtable>synchronizedMap

3.CopyOnWrite容器

CopyOnWrite就是在write操作之前，对集合进行Copy，针对容器的任意改操作(add,set,remove之类),都是在容器的副本上进行的。并且在修改完之后，将原容器的引用指向修改后的副本。
应用场景
经常用在读多写少的场景，比如EventListener的添加，网站的category列表等偶尔修改，但是需要大量读取的情景。

4、优缺点

优点：

①尽量避免synchronized，提高并发性

②定义了一些并发安全的复合操作，并且保证并发环境下的迭代操作不会出错

缺点：

容器在迭代时，可以不封装在synchronized中，也可以保证不抛出异常，但是未必保证看到的数据都是“最新的，当前的”

思路：迭代过程要保证不出错，除了加锁，另一种方法就是“克隆”容器对象

四、异常

1）继承体系

在以上的分层中，error类和RuntimeException类属于非检查异常类(unchecked)，而IOException属于检查类异常。

2）异常处理机制

1、关键字

1、try···catch语句

在try代码块中抛出异常之后，立即转到catch代码块执行或者退栈到上一层方法处寻找catch代码块。

2、finally语句：任何情况下都必须执行的代码

由于异常会强制中断正常流程，这会使得某些不管在任何情况下都必须执行的步骤被忽略，从而影响程序的健壮性。使用finally语句，不管try代码块中是否出现了异常，都会执行finally代码块。

在某些情况下，把finally的操作放在try···catch语句的后面，这也能保证这个操作被执行。这种情况尽管在某些情况下是可行的，但不值得推荐，以为它有两个缺点：

@把与try代码块相关的操作孤立开来，使程序结构松散，可读性差。

@影响程序的健壮性。假如catch代码块继续抛出异常，就不会执行catch代码块之后的操作。

3、throws子句：声明可能会出现的异常

如果一个方法可能会抛出异常，但没有能力来处理这种异常，可以在方法声明处用throws子句来声明抛出异常。

一个方法可能会出现多种异常，throws子句允许声明抛出多个异常，中间用“，”隔开。

异常声明是接口（概念上的接口）的一部分，在JavaDoc文档中应描述方法可能抛出某种异常的条件。根据异常声明，方法调用者了解到被调用方法可能抛出的异常，从而采取相应的措施：捕获异常，或者声明继续抛出异常。

4、throw语句：抛出异常

throw语句用于抛出异常。

值得注意的是，有throw语句抛出的对象必须是java.lang.Throwable类或者其他子类的实例。

2、语法规则

①try后面有0~多个catch代码块，还可以有0~多个finally代码块，但不能脱离catch或finally单独存在，至少有一个catch或finally

②变量定义在try中，catch，finally不能访问，定义在try外，都能访问

③try后面有多个catch，只会匹配一个

3、运行过程

①finally块不会被执行

1、finally块出现了异常

2、程序所在线程死亡

3、在前面代码中用了System.exit(0)；

4、关闭CPU

②finally与return流程分析

1、finally中有return，则以finally中的return为准，其他的return都将失效，try、catch、return之前的代码有效，但会屏蔽了错误的发生，不建议使用

2、try内部没有异常，若有finally，且finally中没有return。若在try中有return，则先跳去执行finally中的代码，再回来执行try中return。Finally除修改包装类型、静态变量、全局变量，否则对try、catch变量无影响。

③try失败与成功流程

1、try成功：try、finally

2、try失败：try、catch、finally

3）异常分类

1、检查性异常（编译异常）：java.lang.Exception

特点：Java编译器会检查它，也就是说当程序中可能出现这类异常时，要么用try···catch语句捕获它，要么用throws子句声明抛出它，否则编译不会通过。

2、运行期异常：java.lang.RuntimeException

特点：Java编译器不会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常时，即使没有用try···catch语句捕获它，也没有用throws子句声明抛出它，还是会编译通过。

3、错误：java.lang.Error

特点：表示紧靠程序本身无法恢复的严重错误，比如内存不足

4）异常处理方法

1、try、catch、finally代码块

2、throws