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

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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

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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

 



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