JavaSE学习进阶day04_05 常见算法和泛型

9.1 排序概述

  • 另外一种排序的方式,每一次比较完毕之后,本次循环中最大的数字就跑到右边去了

  • 建议复习一下数据结构的排序章节

代码实现就不再说了,大家可以尝试写,但是我们今后一般都调用java里已经写好的排序算法。在C++里也有已经写好的快速排序算法。

第十章 二分查找

提示:复习数据结构的查找章节(树形查找,线性查找,分块查找等)

10.1 普通查找和二分查找

普通查找

原理:遍历数组,获取每一个元素,然后判断当前遍历的元素是否和要查找的元素相同,如果相同就返回该元素的索引。如果没有找到,就返回一个负数作为标识(一般是-1)

二分查找

原理: 每一次都去获取数组的中间索引所对应的元素,然后和要查找的元素进行比对,如果相同就返回索引;

如果不相同,就比较中间元素和要查找的元素的值;

如果中间元素的值大于要查找的元素,说明要查找的元素在左侧,那么就从左侧按照上述思想继续查询(忽略右侧数据);

如果中间元素的值小于要查找的元素,说明要查找的元素在右侧,那么就从右侧按照上述思想继续查询(忽略左侧数据);

二分查找对数组是有要求的,数组必须已经排好序

10.2 二分查找图解

假设有一个给定有序数组(10,14,21,38,45,47,53,81,87,99),要查找50出现的索引

则查询过程如下图所示:

JavaSE学习进阶day04_05 常见算法和泛型_第1张图片

10.3 二分查找代码实现

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {10, 14, 21, 38, 45, 47, 53, 81, 87, 99};
    int index = binarySerach(arr, 38);
    System.out.println(index);
}
/**
 * 二分查找方法
 * @param arr 查找的目标数组
 * @param number 查找的目标值
 * @return 找到的索引,如果没有找到返回-1
 */
public static int binarySerach(int[] arr, int number) {
    int start = 0;
    int end = arr.length - 1;
​
    while (start <= end) {
        int mid = (start + end) / 2;
        if (number == arr[mid]) {
            return mid + 1;
        } else if (number < arr[mid]) {
            end = mid - 1;
        } else if (number > arr[mid]) {
            start = mid + 1;
        }
    }
    return -1;  //如果数组中有这个元素,则返回
}

第八章 泛型

8.1 泛型概述

在前面学习集合时,我们都知道集合中是可以存放任意对象的,只要把对象存储集合后,那么这时他们都会被提升成Object类型。当我们在取出每一个对象,并且进行相应的操作,这时必须采用类型转换。

大家观察下面代码:

public class GenericDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add("abc");
        coll.add("itcast");
        coll.add(5);//由于集合没有做任何限定,任何类型都可以给其中存放
        Iterator it = coll.iterator();
        while(it.hasNext()){
            //需要打印每个字符串的长度,就要把迭代出来的对象转成String类型
            String str = (String) it.next();
            System.out.println(str.length());
        }
    }
}

程序在运行时发生了问题java.lang.ClassCastException。 为什么会发生类型转换异常呢? 我们来分析下:由于集合中什么类型的元素都可以存储。导致取出时强转引发运行时 ClassCastException。 怎么来解决这个问题呢? Collection虽然可以存储各种对象,但实际上通常Collection只存储同一类型对象。例如都是存储字符串对象。因此在JDK5之后,新增了泛型(Generic)语法,让你在设计API时可以指定类或方法支持泛型,这样我们使用API的时候也变得更为简洁,并得到了编译时期的语法检查。

  • 泛型可以在类或方法中预支地使用未知的类型

tips:一般在创建对象时,将未知的类型确定具体的类型。当没有指定泛型时,默认类型为Object类型。

8.2 使用泛型的好处

上一节只是讲解了泛型的引入,那么泛型带来了哪些好处呢?

  • 将运行时期的ClassCastException,转移到了编译时期变成了编译失败。

  • 避免了类型强转的麻烦。

通过我们如下代码体验一下:

public class GenericDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        Collection list = new ArrayList();
        list.add("abc");
        list.add("itcast");
        // list.add(5);//当集合明确类型后,存放类型不一致就会编译报错
        // 集合已经明确具体存放的元素类型,那么在使用迭代器的时候,迭代器也同样会知道具体遍历元素类型
        Iterator it = list.iterator();
        while(it.hasNext()){
            String str = it.next();
            //当使用Iterator控制元素类型后,就不需要强转了。获取到的元素直接就是String类型
            System.out.println(str.length());
        }
    }
}

tips:泛型是数据类型的一部分,我们将类名与泛型合并一起看做数据类型。

8.3 泛型的定义与使用

我们在集合中会大量使用到泛型,这里来完整地学习泛型知识。

泛型,用来灵活地将数据类型应用到不同的类、方法、接口当中。将数据类型作为参数进行传递。

定义和使用含有泛型的类

定义格式:

修饰符 class 类名<代表泛型的变量> {  }

例如,API中的ArrayList集合:

泛型在定义的时候不具体,使用的时候才变得具体。在使用的时候确定泛型的具体数据类型。

class ArrayList{ 
    public boolean add(E e){ }
​
    public E get(int index){ }
    ....
}

使用泛型: 即什么时候确定泛型。

在创建对象的时候确定泛型

例如,ArrayList list = new ArrayList();

此时,变量E的值就是String类型,那么我们的类型就可以理解为:

class ArrayList{ 
     public boolean add(String e){ }
​
     public String get(int index){  }
     ...
}

再例如,ArrayList list = new ArrayList();

此时,变量E的值就是Integer类型,那么我们的类型就可以理解为:

class ArrayList { 
     public boolean add(Integer e) { }
​
     public Integer get(int index) {  }
     ...
}

含有泛型的方法

定义格式:

修饰符 <代表泛型的变量> 返回值类型 方法名(参数){  }

例如,

public class MyGenericMethod {    
    public  void show(MVP mvp) {
        System.out.println(mvp.getClass());
    }
    
    public  MVP show2(MVP mvp) {   
        return mvp;
    }
}

调用方法时,确定泛型的类型

public class GenericMethodDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建对象
        MyGenericMethod mm = new MyGenericMethod();
        // 演示看方法提示
        mm.show("aaa");
        mm.show(123);
        mm.show(12.45);
    }
}

含有泛型的接口

定义格式:

修饰符 interface接口名<代表泛型的变量> {  }

例如,

public interface MyGenericInterface{
    public abstract void add(E e);
    
    public abstract E getE();  
}

使用格式:

1、定义类时确定泛型的类型

例如

public class MyImp1 implements MyGenericInterface {
    @Override
    public void add(String e) {
        // 省略...
    }
​
    @Override
    public String getE() {
        return null;
    }
}

此时,泛型E的值就是String类型。

2、始终不确定泛型的类型,直到创建对象时,确定泛型的类型

例如

public class MyImp2 implements MyGenericInterface {
    @Override
    public void add(E e) {
         // 省略...
    }
​
    @Override
    public E getE() {
        return null;
    }
}

确定泛型:

/*
 * 使用
 */
public class GenericInterface {
    public static void main(String[] args) {
        MyImp2  my = new MyImp2();  
        my.add("aa");
    }
}

8.4 泛型通配符

当使用泛型类或者接口时,传递的数据中,泛型类型不确定,可以通过通配符表示。但是一旦使用泛型的通配符后,只能使用Object类中的共性方法,集合中元素自身方法无法使用。

通配符基本使用

泛型的通配符: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。

此时只能接受数据,不能往该集合中存储数据。

举个例子大家理解使用即可:

public static void main(String[] args) {
    Collection list1 = new ArrayList();
    getElement(list1);
    Collection list2 = new ArrayList();
    getElement(list2);
}
public static void getElement(Collection coll){}
// ?代表可以接收任意类型
泛型不存在继承关系 Collection list = new ArrayList();这种是错误的 
   
  

通配符高级使用

之前设置泛型的时候,实际上是可以任意设置的,只要是类就可以设置。但是在JAVA的泛型中可以指定一个泛型的上限下限

泛型的上限

  • 格式类型名称 对象名称

  • 意义只能接收该类型及其子类

泛型的下限

  • 格式类型名称 对象名称

  • 意义只能接收该类型及其父类型

比如:现已知Object类,String 类,Number类,Integer类,其中Number是Integer的父类

public static void main(String[] args) {
    Collection list1 = new ArrayList();
    Collection list2 = new ArrayList();
    Collection list3 = new ArrayList();
    Collection list4 = new ArrayList();
    
    getElement(list1);
    getElement(list2);//报错
    getElement(list3);
    getElement(list4);//报错
  
    getElement2(list1);//报错
    getElement2(list2);//报错
    getElement2(list3);
    getElement2(list4);
  
}
// 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(Collection coll){}
// 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(Collection coll){} 
   
  

今天的内容不仅非常多而且难,发现java越来越难学了,但是熟能生巧,第一次肯定难学。后面多学几遍就好了,不要放弃哦。

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