JAVA 基础

类

抽象类和普通类的区别

先来看看什么是 抽象类：

• 抽象类：含有抽象方法的类叫作抽象类
• 抽象方法：必须用"abstract"关键字进行修饰。抽象方法是一种特殊的方法，它只有声明，而没有具体的实现。

[public] abstract class ClassName { //抽象类
    abstract void fun();//抽象方法
}

• 因为抽象类中含有无具体实现的方法，所以不能用抽象类创建对象。
• 抽象类就是为了继承而存在的，如果你定义了一个抽象类，却不去继承它，那么等于白白创建了这个抽象类，因为你不能用它来做任何事情。
• 对于一个父类，如果它的某个方法在父类中实现出来没有任何意义，必须根据子类的实际需求来进行不同的实现，那么就可以将这个方法声明为abstract方法，此时这个类也就成为abstract类了。

因此抽象类和普通类的区别为：

• 抽象方法必须为public或者protected（因为如果为private，则不能被子类继承，子类便无法实现该方法），缺省情况下默认为public。
• 抽象类不能用来创建对象；
• 如果一个类继承于一个抽象类，则子类必须实现父类的抽象方法。如果子类没有实现父类的抽象方法，则必须将子类也定义为为abstract类。

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接口和抽象类的区别

先看看 接口 的定义：

• 接口里面只有常量和抽象方法，也就是说，接口中的方法必须都是抽象方法
• 接口中的变量会被隐式地指定为public static final变量（并且只能是public static final变量，用private修饰会报编译错误）
• 方法会被隐式地指定为public abstract方法且只能是public abstract方法（用其他关键字，比如private、protected、static、 final等修饰会报编译错误）

class ClassName implements Interface1,Interface2,[....]{
}//允许一个类实现多个接口

因此接口和抽象类的区别为：

语法层面：

• 抽象类可以提供成员方法的实现细节，而接口中只能存在public abstract 方法；
• 抽象类中的成员变量可以是各种类型的，而接口中的成员变量只能是public static final类型的；
• 接口中不能含有静态代码块以及静态方法，而抽象类可以有静态代码块和静态方法；
• 一个类只能继承一个抽象类，却可以实现多个接口
• 如果一个非抽象类遵循了某个接口，就必须实现该接口中的所有方法。对于遵循某个接口的抽象类，可以不实现该接口中的抽象方法

设计层面：

• 抽象类是对整个类整体进行抽象，包括属性、行为，但是接口却是对类局部（行为）进行抽象。举个简单的例子，飞机和鸟是不同类的事物，但是它们都有一个共性，就是都会飞。那么在设计的时候，可以将飞机设计为一个类Airplane，将鸟设计为一个类Bird，但是不能将 飞行 这个特性也设计为类，因此它只是一个行为特性，并不是对一类事物的抽象描述。此时可以将 飞行 设计为一个接口Fly，包含方法fly( )，然后Airplane和Bird分别根据自己的需要实现Fly这个接口。然后至于有不同种类的飞机，比如战斗机、民用飞机等直接继承Airplane即可，对于鸟也是类似的，不同种类的鸟直接继承Bird类即可。从这里可以看出，继承是一个 "是不是"的关系，而 接口 实现则是 "有没有"的关系。如果一个类继承了某个抽象类，则子类必定是抽象类的种类，而接口实现则是有没有、具备不具备的关系，比如鸟是否能飞（或者是否具备飞行这个特点），能飞行则可以实现这个接口，不能飞行就不实现这个接口。
• 抽象类是一种模板式设计。而接口是一种辐射式设计。什么是模板式设计？最简单例子，大家都用过ppt里面的模板，如果用模板A设计了ppt B和ppt C，ppt B和ppt C公共的部分就是模板A了，如果它们的公共部分需要改动，则只需要改动模板A就可以了，不需要重新对ppt B和ppt C进行改动。而辐射式设计，比如某个电梯都装了某种报警器，一旦要更新报警器，就必须全部更新。也就是说对于抽象类，如果需要添加新的方法，可以直接在抽象类中添加具体的实现，子类可以不进行变更；而对于接口则不行，如果接口进行了变更，则所有实现这个接口的类都必须进行相应的改动。

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继承、重写，重载，多态

继承

Java中继承是通过extends来实现，

• 子类拥有父类非private的属性和方法
• 子类可以拥有自己属性和方法，即子类可以对父类进行扩展
• 子类可以用自己的方式实现父类的方法（重载和重写）

public class Person {
    protected String name;
    protected int age;
    protected String sex;    
    Person(){ //构造器
        System.out.println("Person Constrctor...");
    }
}

public class Husband extends Person{
    private Wife wife;
    Husband(){
        System.out.println("Husband Constructor...");
    }    
    public static void main(String[] args) {
        Husband husband  = new Husband();
    }
}
#输出：
Person Constrctor...
Husband Constructor...

Note: 子类会自动调用父类的默认构造器，但当父类没有默认构造器，或者子类想调用父类的非默认构造器，需要显示得用super()来调用。

例如：

public class Person {
    protected String name;
    protected int age;
    protected String sex;    
    Person(String name){
        System.out.println("Person Constrctor-----" + name);
    }
}

public class Husband extends Person{
    private Wife wife;
    Husband(){
        super("chenssy");//显示调用父类构造器
        System.out.println("Husband Constructor...");
    }    
    public static void main(String[] args) {
        Husband husband  = new Husband();
    }
}
#输出：
Person Constrctor-----chenssy
Husband Constructor...

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重写

重写是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写, 要求：

1. 子类方法参数列表与父类方法的参数列表必须完全相同。
2. 子类方法的返回类型必须是父类方法返回类型或其子类型。
3. 子类方法的访问权限必须大于等于父类方法。
4. 子类方法抛出的异常类型必须是父类抛出异常类型或其子类型。
5. 父类被static，private，final修饰的方法不能被重写。

Note: 使用@Override 注解，可以让编译器帮忙检查是否满足上面的几个限制条件

一个例子：

class SuperClass {
	protected List<Integer> func() throws Throwable {
 		return new ArrayList<>();
	}
}
class SubClass extends SuperClass {
	@Override
	public ArrayList<Integer> func() throws Exception {
		return new ArrayList<>();
	}
}

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重载

重载是在一个类（包括本类和子类）里面，方法名字相同，而参数不同。返回类型可以相同也可以不同。最常用的地方就是构造器的重载。

Note: 只有返回值不同，但参数列表相同的，不算重载。重载要求参数类型，个数，顺序至少有一个不同

重写与重载的区别：

• 重写 是在子类存在方法与父类的方法的名字相同,而且参数的个数与类型一样,返回值也一样的方法,就称为重写(Overriding)。
• 重载 是一个类中定义了多个方法名相同,而他们的参数的数量不同或数量相同而类型和次序不同,则称为方法的重载(Overloading)。
• 重写是子类与父类的一种多态性表现，重载是一个类的多态性表现。

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多态

多态的形式：
$$父类引用指向子类对象：\text{Parent p}=\text{new Child}();$$

多态的意义：在继承中我们知道子类是父类的扩展，它可以提供比父类更加强大的功能，如果我们定义了一个指向子类的父类引用类型，那么它除了能够引用父类的共性外，还可以使用子类强大的功能。

多态的必要条件：

• 继承：在多态中必须存在有继承关系的子类和父类
• 重写：子类对父类中某些方法进行重新定义，在调用这些方法时就会调用子类的方法
• 向上转型：在多态中需要将子类的引用赋给父类对象，只有这样该引用才能够具备技能调用父类的方法和子类的方法

多态的调用优先级：
$$\text{this.show(O)、super.show(O)、this.show((super)O)、super.show((super)O)}$$

举例来说：

public class A {
    public String show(A obj) {
        return ("A and A");
    } 
}

public class B extends A{
    public String show(B obj){
        return ("B and B");
    }  
    public String show(A obj){
        return ("B and A");
    } 
}

public class C extends B{
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        A a2 = new B();
        B b = new B();
        C c = new C();
        
        System.out.println("4--" + a2.show(b));
        System.out.println("5--" + a2.show(c));
        System.out.println("7--" + b.show(b));
        System.out.println("8--" + b.show(c));    
    }
}
#结果是：
4--B and A
5--B and A
7--B and B
8--B and B

以a2.show(b)为例，调用优先级为：
$$\text{this.show(O)、super.show(O)、this.show((super)O)、super.show((super)O)}$$

这里A a2 = new B()，B b = new B()，因此this是A，O是B。

• 首先看this.show(O)，也就是找A里有没有以B为输入的show方法，发现没有
• 再看super.show(O)，但A没有超类（父类）
• 因此看this.show((super)O)，B的父类是A，因此相当于看this.show(A)，这时找到了A里有以A为输入的show方法，这里要注意，不是直接就调用A的show方法了，而是要先看看B里面有没有重写这个方法，然后发现B里面确实重写了这个方法，因此这里应该是用B里的以A为输入的show方法，所以输出是"B and A"

再看一例b.show(c)，这时this是B，O是C。

1. 首先看this.show(O)，发现B里没有以C为输入的show方法
2. 再看super.show(O)，B的父类是A，A里也没有以C为输入的show方法
3. 因此看this.show((super)O)，C的父类是B,A，因此相当于看this.show(B,A)，发现B里面既有以B为输入的show方法，也有以A为输入的show方法，但是C的直接父类是B，A是C父类的父类，因此这里优先用C的直接父类B，所以输出是"B and B"

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public, protected, private

1. private:
   可修饰数据成员，构造方法，方法成员，不能修饰类（此处指外部类）。被private修饰的成员，只能在定义它们的类内使用，其它类不能调用
2. protected:
   可修饰数据成员，构造方法，方法成员，不能修饰类（此处指外部类）。被protected修饰的成员，能在定义它的类中，同package的类中被调用。如果有不同package的类想调用它，那么这个类必须是定义它的类的子类。
3. public:
   可修饰类，数据成员，构造方法，方法成员。被public修饰的成员，可以在任何一个类中被调用，不管同package还是不同pakage

1. 为了代码安全起见，如果没有特殊需要，尽可能用 private。
2. 如果子类的方法重写了父类的方法，那么子类中该方法的访问级别不得低于父类的访问级别。这是为了确保可以使用父类实例的地方都可以使用子类实例去代替。

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关键字

static关键字

static表示静态，从始至终只获得一块内存空间。一个子类改变了它，其他子类中的这个东西也会相应的被改变（因为引用的是同一个东西）

• static修饰变量：修饰符必须 public。静态变量被所有的对象所共享，在内存中只有一个副本，它当且仅当在类初次加载时会被初始化。而非静态变量是对象所拥有的，在创建对象的时候被初始化，存在多个副本，各个对象拥有的副本互不影响。
• static修饰方法：调用静态方法可以无需创建对象，直接使用"类名.方法名"的方法（反正不同对象引用的也是同一个东西）；静态方法在访问本类的成员时，只允许访问静态成员，而不允许访问实例成员变量和实例方法，因为非静态成员方法/变量都是必须依赖具体的对象才能够被调用。但对于非静态成员方法，它访问静态成员方法/变量显然是毫无限制的。我们最常见的static方法就是main方法，因为程序在执行main方法的时候没有创建任何对象，因此只有通过类名来访问

public class StaticBean {
  public static String A = "A";
  public String D;
  public static void getMessage(){
    System.out.println(A);
    System.out.println(D);//错误用法！！
  }
}

• static修饰类：

1. 只允许修饰内部类（写在类内的类），只能访问静态的成员变量和方法，不能访问非静态的方法和属性，但是普通内部类可以访问任意外部类的成员变量和方法
2. 静态内部类可以声明普通成员变量和方法，而普通内部类不能声明静态成员变量和方法
3. 静态内部类使用场景一般是当外部类需要使用内部类，而内部类无需外部类资源，并且内部类可以单独创建时
4. 静态内部类可以单独初始化: Inner i = new Outer.Inner();普通内部类初始化：Outer o = new Outer(); Inner i = o.new Inner();

• 通过this访问static变量：

public class Main {　　
    static int value = 33;
 
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        new Main().printValue();
    }
 
    private void printValue(){
        int value = 3;
        System.out.println(this.value);
    }
}

this代表当前对象，那么通过new Main()来调用printValue的话，当前对象就是通过new Main()生成的对象。而static变量是被对象所享有的，因此在printValue中的this.value的值毫无疑问是33。在printValue方法内部的value是局部变量，根本不可能与this关联，所以输出结果是33。

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final关键字

final关键字的作用是用来保证变量不可变。

• final修饰变量：如果是基本数据类型的变量，则其数值一旦在初始化之后便不能更改；如果是引用类型的变量，则在对其初始化之后便不能再让其指向另一个对象,但是它指向的对象的内容是可变的
• final修饰方法：把方法锁定，以防任何继承类修改它的含义；因此只有在想明确禁止 该方法在子类中被覆盖的情况下才将方法设置为final，类的private方法会隐式地被指定为final方法，如果在子类中定义的⽅法和基类中的一个private方法签名相同，此时子类的方法不是重写基类方法，而是在子类中定义了一个新的⽅法。
• final修饰类：表明这个类不能被继承（只能被用于创建对象，因此很少使用）
• final变量和普通变量的区别:

public class Test {
    public static void main(String[] args)  {
        String a = "hello2"; 
        final String b = "hello";
        String d = "hello";
        String c = b + 2; 
        String e = d + 2;
        System.out.println((a == c));//true
        System.out.println((a == e));//false
    }
}

上面这段代码是因为：当final变量是基本数据类型以及String类型时，如果在编译期间能知道它的确切值，则编译器会把它当做编译期常量使用。而对于变量d的访问却需要在运行时通过链接来进行

但只有在编译期间能确切知道final变量值的情况下，编译器才会进行这样的优化，比如下面的这段代码就不会进行优化：

public class Test {
    public static void main(String[] args)  {
        String a = "hello2"; 
        final String b = getHello();
        String c = b + 2; 
        System.out.println((a == c));//false
 
    }
     
    public static String getHello() {
        return "hello";
    }
}

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this关键字

1. 当成员变量和局部变量重名时，在方法中使用this时，表示的是该方法所在类中的成员变量。（this是当前实例化对象）

public class Hello {
    String s = "Hello";
    public Hello(String s) {
       System.out.println("s = " + s);
       System.out.println("1 -> this.s = " + this.s);      
       this.s = s;//把参数值赋给成员变量，成员变量的值改变
       System.out.println("2 -> this.s = " + this.s);

    }
    public static void main(String[] args) {
       Hello x = new Hello("HelloWorld!");
       System.out.println("s=" + x.s);//验证成员变量值的改变    }
}
//输出结果为：
s = HelloWorld!
1 -> this.s = Hello
2 -> this.s = HelloWorld!
s=HelloWorld!

对于 static 修饰的方法而言，可以使用类来直接调用该方法，正因为 static 方法是独立于实例化对象之外的，而 this 关键字又依赖于实例化对象，因此 static 修饰的方法中不能使用 this 引用。

2. this() 用来访问本类的构造方法，括号中可以有参数，如果有参数就是调用指定的有参构造方法。

public class ThisTest {
    private int age;
    private String str;
    ThisTest(String str) {
       this.str=str;
       System.out.println(str);
    }
    ThisTest(String str,int age) {
       this(str);//调用了本类中别的构造方法
       this.age=age;
       System.out.println(age);
    }
    public static void main(String[] args) {
       ThisTest thistest = new ThisTest("this测试成功",25);
    }
}
//输出为：
this测试成功
25

需要注意的是：
　　1：在构造调用另一个构造函数，调用动作必须置于最起始的位置。
　　2：不能在构造函数以外的任何函数内调用构造函数。
　　3：在一个构造函数内只能调用一个构造函数。

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super关键字

super()表示对父类对象的引用，主要有以下两种使用场景：

1. 访问父类的构造函数：可以使用super()函数访问父类的构造函数，从而委托父类完成⼀些初始化的工作。应该注意到，子类⼀定会调用父类的构造函数来完成初始化工作，⼀般是调用父类的默认构造函数，如果子类需要调用父类其它构造函数，那么就可以使用super()函数。
2. 访问父类的成员方法和成员属性：如果子类重写了父类的某个方法，可以通过使⽤super关键字来引用父类的方法实现，使用方法是super.func(param)或者super.name。

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transient关键字

transients关键字是用来修饰成员变量的，被修饰的成员变量不参与序列化过程。

序列化：Java对象在电脑中是存于内存之中的，内存之中的存储方式毫无疑问和磁盘中的存储方式不同（一个显而易见的区别就是对象在内存中的存储分为堆和栈两部分，两部分之间还有指针；但是存到磁盘中肯定不可能带指针，一定是某种文本形式）。序列化和反序列化就是在这两种不同的数据结构之间做转化。

• 序列化：JVM中的Java对象转化为字节序列。
• 反序列化：字节序列转化为JVM中的Java对象。

一个例子，这里不希望String realName被序列化：

public class XiaoMei implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -4575083234166325540L;

    private String nickName;
    private transient String realName;


    public XiaoMei(String nickName,String realName){
        this.nickName = nickName;
        this.realName = realName;
    }

    public String toString(){
        return String.format("XiaoMei.toString(): nickName=%s,realName=%s", nickName,realName);
    }
}

下面测试序列化前print内存中的对象，以及序列化后再重新读取该对象：

public class Test {
    public static void main(String[] args){
        String realName="王小美", nickName="王美美";
        XiaoMei x = new XiaoMei(nickName, realName);
        System.out.println("序列化前："+x.toString());
        
        ObjectOutputStream outStream;
        ObjectInputStream inStream;
        String filePath = "/Users/jiangyoujun/Documents/test.log";
        try {
            outStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(filePath));
            outStream.writeObject(x);//序列化后存到本地文件

            inStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream(filePath));
            XiaoMei readObject = (XiaoMei)inStream.readObject();//重新从本地文件读取
            System.out.println("序列化后："+readObject.toString());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

输出为：

序列化前：XiaoMei.toString(): nickName=王美美,realName=王小美
序列化后：XiaoMei.toString(): nickName=王美美,realName=null

这里，使用transient关键字修饰的成员变量没有被序列化。

在Java中，静态成员变量默认是不能被序列化的，因为它独立于对象存在，而序列化是针对对象状态的

使用场景

用户有一些敏感信息(譬如密码，银行卡号等)，为了安全起见，不希望在网络操作中被传输或者保持。这些信息对应的变量就可以被定义为transient类型。换句话说，这个字段的生命周期仅存于调用者的内存中。

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synchronized关键字（同步与异步）

使用synchronized关键字修饰一个方法的时候，该方法被声明为 同步 方法。这意味着当不同线程都需要调用 同一个实例对象 的这个方法时，同一时刻只能有一个线程访问该方法，需要等这个线程运行完该方法后，下一个线程才能访问。

多线程抢占执行现象
多线程并发执行的时候,会有抢占式执行的现象。例如：

public class SafeDemo {
    private static int i = 0;
    public void selfIncrement(){
        for(int j=0;j<50000;j++){
            i++;
        }
    }
    public int getI(){
        return i;
    }
}

public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        SafeDemo safeDemo = new SafeDemo();
        Thread t1 = new Thread(()->{
            safeDemo.selfIncrement();
        });
        Thread t2 = new Thread(()->{
            safeDemo.selfIncrement();
        });
        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
        System.out.println(safeDemo.getI()); // 9906
    }
}

上述代码本意是分别让count在线程1和线程2上各增加5万次，那么count最终的结果应该是10万，但实际的结果不一定是10万，甚至每次执行的结果都不一样。这是因为，在线程中进行一次自增的机器指令有三步:从主内存中把count值拿到cpu寄存器中->把寄存器中的count值进行自增1->把寄存器中的count值刷新到主内存中。虽然理想的情况是线程1先进行完上述三个步骤，将主内存的count刷新，线程2再加载刷新后的count，然后再做一次自增。但现实的情况有可能是，线程1还没来得及将主内存的count刷新，线程2就直接加载了主内存的count值，并执行一次自增。这样的话，虽然两个线程都执行了一次自增，但主内存的count值却只增加了1。因此上述程序的结果可以是5万到10万间的任意值。

如何加锁
synchronized关键字就是用来解决上述问题的。被synchronized关键字修饰的方法（或者代码块），对于任意实例化对象，在执行到这个方法时，会先将对象锁住，在做完三个步骤，将主内存内的值刷新之后，再解锁该对象，这时其它线程才可以再对该对象上上锁，然后继续执行该方法。也就是说，保证每次只能有一个线程访问该方法，避免了多线程抢占执行的情况。对于上述例子，只需要使用 synchronized 修饰 selfIncrement() 方法即可：

public class SafeDemo {
    private static int i = 0;
    // 使用synchronized关键字进行保护
    public synchronized void selfIncrement(){
        for(int j=0;j<5000;j++){
            i++;
        }
    }
    public int getI(){
        return i;
    }
}

同步与异步

不管同步还是异步，都是针对对象的。 同步 是指多个线程需要对 同一个对象 进行操作，而 异步 就是指不同线程对 不同对象 进行操作，这时就不会出现上述所说由于多线程抢占执行导致的问题。

Note：尽管“加锁”是针对对象的，但是对于没有使用 synchronized 修饰的方法，线程还是可以正常调用的，不会因为带synchronized的方法没有执行完，就导致其它不带 synchronized 的方法也无法执行。

局部锁与全局锁

上述介绍的对普通方法使用 synchronized 修饰，上锁是针对对象的，称为局部锁。但是如果 synchronized 修饰的是静态方法，由于静态方法不依赖于对象，因此此时是全局锁。

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字符串

String，StringBuilder和StringBuffer

String和StringBuilder

String由final关键词修饰，它是不可变的。如下代码：

String s="";
for(int i=0; i<time; i++){
    s += "java";
}

实际相当于是：

String s="";
for(int i=0; i<time; i++){
    StringBuilder sb = new StringBuilder(s);
    sb.append("java");
    s=sb.toString();
}

这个过程将不断的产生新的StringBuilder对象，并回收不需要的String和StringBuilder。如果涉及到大量修改string的需求，应该使用StringBuilder而不是String

StringBuilder和StringBuffer

StringBuilder不是多线程安全的，而StringBuffer是多线程安全的。因此如果涉及到多线程操作，应该用StringBuffer；否则就用StringBuilder

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equals()和==

• 对于基本类型，== 判断两个值是否相等，基本类型没有 equals() 方法。
• 对于引用类型，== 判断两个变量是否引用同一个对象，而 equals() 判断引用的对象是否等价。

Integer x = new Integer(1);
Integer y = new Integer(1);
System.out.println(x.equals(y)); // true
System.out.println(x == y);      // false，因为x和y各开辟了一块内存，然后指向这个内存空间

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Java的值传递

首先下结论，java调用函数时的参数传递都是值传递，而不是引用传递。值传递就相当于把参数复制了一份传递给函数，那为什么依然会出现参数被改变的情形呢？看以下几个例子：

第一个例子：基本类型
void foo(int value) {
value = 100;
}
foo(num); // num 没有被改变

第二个例子：没有提供改变自身方法的引用类型
void foo(String text) {
text = “windows”;
}
foo(str); // str 也没有被改变

第三个例子：提供了改变自身方法的引用类型
StringBuilder sb = new StringBuilder(“iphone”);
void foo(StringBuilder builder) {
builder.append(“4”);
}
foo(sb); // sb 被改变了，变成了"iphone4"。

第四个例子：提供了改变自身方法的引用类型，但是不使用，而是使用赋值运算符。
StringBuilder sb = new StringBuilder(“iphone”);
void foo(StringBuilder builder) {
builder = new StringBuilder(“ipad”);
}
foo(sb); // sb 没有被改变，还是 “iphone”。

主要看看例3和例4为什么不一样，例3的情况是：

builder.append("4")之后：

sb本身没有变，但是builder.append("4")把它指向的内容改变了

再看例4，传递参数时是一样的：

但由于builder是重新new了一个StringBuilder，因此它开辟了一块新空间：

所以builder做的任何操作都不会影响到sb。

以上就解释了，为什么都是值传递，但有的实参会受影响，而有的不会。

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哈希

哈希（也称“散列”）就是把任意长度的输入，通过散列算法，变换成固定长度的输出。总体而言，哈希函数用于，将消息或数据压缩，生成数据摘要，最终使数据量变小，并拥有固定格式。

特点：

• 相同的输入一定得到相同的输出；
• 不同的输入大概率得到不同的输出。

作用：

• 哈希使数据的存储与查询速度更快。
• 由于无法根据输出得到输入，哈希能对信息进行加密处理，使得数据传播更为安全。

主要步骤：

1. 根据哈希函数取得哈希值
2. 处理哈希冲突

各种hash函数构造法及常见处理冲突的方法详见: hash算法原理详解

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链地址法

这里简单说一下 HashMap 中使用的冲突解决法：链地址法。

链地址法将所有哈希值相同的元素记录在同一线性单链表中，并称这种表为同义词子表，在哈希表中只存储所有同义词子表的头指针。对于集合{12,67,56,16,25,37,22,29,47,48,34}，我们用12作为除数，进行除留余数法，可得到下图结构，此时，就不存在哈希冲突换地址的问题，无论有多少个冲突，都只是在当前位置给单链表增加结点的问题。

链地址法对于可能会造成很多冲突的哈希函数来说，提供了绝不会出现找不到地址的保障。当然，这也增加了查找时需要遍历单链表的性能消耗。

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为什么哈希查找效率高

假设已有序列 {20,30,50,70,80}，现在新进来一个元素 x，我们想知道这个元素是否存在于这个序列。naive的方法是逐个比较，那么查询复杂度是 O(n)。而使用哈希查找法，我们可以先构建一个哈希表，假设哈希函数是 f(x) = x/10，对于序列中的每一个元素，计算其哈希值作为在哈希表中的索引位置，而这个元素就放入该位置。那么哈希表如下：

0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
		20	30		50		70	80

这样，当进来一个新的元素 x，我们只需要计算它的哈希值 f(x)，然后再对比它与哈希表对应位置的元素是否相同即可。一般来说，哈希查找的复杂度为 O(1)。

由于哈希冲突的存在，如果第一次计算的哈希位置上的元素不对，那么要根据处理哈希冲突的方法，再次计算新的哈希位置，直至走完哈希表，还没有遇到的话，就说明这个元素不存在于该序列

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Java中的哈希

以HashMap为例，哈希发挥作用的地方主要在map.put(k,v)和map.get(k)两个方法：

(上图来自 JAVA - 哈希表)

总结来说，都是先根据k值计算 hash(k)，然后以 hash(k) 为索引找到该位置，如果该位置上已经有链表，就调用 equals() 方法来逐个比较。这也是为什么总说，覆写equals()时总是要覆写hashCode()，因为总是要保证，equals()相等的对象，hashcode值必须相等。

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Java泛型

一个简单的例子说明泛型的作用：

早期的Object类型可以接收任意的对象类型，但是在实际的使用中，会有类型转换的问题:

public static void main(String[] args) {
        //测试一下泛型的经典案例
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add("helloWorld");
        arrayList.add("taiziyenezha");
        arrayList.add(88);//由于集合没有做任何限定，任何类型都可以给其中存放
        for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
            //需求：打印每个字符串的长度,就要把对象转成String类型
            String str = (String) arrayList.get(i);
            System.out.println(str.length());
        }
    }

这里 Integar 转为 String 出现了问题，为了在编译阶段就可以发现这样的问题，Java引入了泛型：

ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add("helloWorld");
arrayList.add("taiziyenezha");
arrayList.add(88);// 在编译阶段，编译器就会报错

常见泛型参数类型

T：任意类型 type
E：集合中元素的类型 element
K：key-value形式中的 key
V：key-value形式中的 value

以上都是约定俗成的符号，你也可以不用这些字母表示，但是一般情况下还是建议使用相对应的字母。

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泛型类，泛型方法，泛型接口

泛型类

一个例子：

public class GenericsClassDemo<T> {
    //t这个成员变量的类型为T,T的类型由外部指定
    private T t;
    //泛型构造方法形参t的类型也为T，T的类型由外部指定
    public GenericsClassDemo(T t) {
        this.t = t;
    }
    //泛型方法getT的返回值类型为T，T的类型由外部指定
    public T getT() {
        return t;
    }
}

泛型在定义的时候不具体，使用的时候才变得具体。即：在创建对象的时候确定泛型。

例如，可以创建String类型的对象：
Generic genericString = new Generic("helloGenerics");
也可以创建Integer类型的对象：
Generic genericInteger = new Generic(666);

Note：在实例化时也可以不确定泛型的类型，比如使用 Generic genericInteger = new Generic<>(666);，但这样就等于没有使用泛型，容易出现类型强转的问题。

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泛型方法

一个例子：

/**
     *
     * @param t 传入泛型的参数
     * @param  泛型的类型
     * @return T 返回值为T类型
     * 说明：
     *   1）public 与 返回值中间非常重要，可以理解为声明此方法为泛型方法。
     *   2）只有声明了的方法才是泛型方法，泛型类中的使用了泛型的成员方法并不是泛型方法。
     *   3）表明该方法将使用泛型类型T，此时才可以在方法中使用泛型类型T。
     */
    public <T> T genercMethod(T t){
        System.out.println(t.getClass());
        System.out.println(t);
        return t;
    }

同样是在调用方法时，才确定泛型的类型：

public static void main(String[] args) {
    GenericsClassDemo<String> genericString  = new GenericsClassDemo("helloGeneric"); //这里的泛型跟下面调用的泛型方法可以不一样。
    String str = genericString.genercMethod("hello");//传入的是String类型,返回的也是String类型
    Integer i = genericString.genercMethod(123);//传入的是Integer类型,返回的也是Integer类型
}

这里可以看出，泛型方法随着我们的传入参数类型不同，他得到的类型也不同。泛型方法能使方法独立于类而产生变化。

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泛型接口
一个例子：

public interface GenericsInteface<T> {
    public abstract void add(T t); 
}

接口的泛型类型的确定既可以在定义类时发生：

public class GenericsImp implements GenericsInteface<String> {
    @Override
    public void add(String s) {
        System.out.println("设置了泛型为String类型");
    }
}

也可以在创建对象时再确定：

public class GenericsImp<T> implements GenericsInteface<T> {
    @Override
    public void add(T t) {
        System.out.println("没有设置类型");
    }
}

public class GenericsTest {
    public static void main(String[] args) {
        GenericsImp<Integer> gi = new GenericsImp<>();
        gi.add(66);
    }
}

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泛型通配符

当不知道使用什么类型来接收的时候,此时可以使用?,?表示未知通配符。例如：

public static void main(String[] args) {
    ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
    test(list1);
    ArrayList<String> list2 = new ArrayList<String>();
    test(list2);
}
public static void test(ArrayList<?> coll){
}

这样的话，一个方法就可以接受不同类型的参数输入。

除了上述那种可以匹配任意类型的通配符，还有一种常用的通配符，可以设定泛型的上界或者下界：

泛型的上界：类型名称 对象名称，只能接收该类型及其子类
泛型的下界：类型名称 对象名称，只能接收该类型及其父类

比如：现已知Object类，Animal类，Dog类，Cat类，其中Animal是Dog，Cat的父类

//        ArrayList list = new ArrayList