Java高级特性-集合

1、集合

• 定义
  集合是一种工具类，就像容器，能够存储任意数量的具有共同属性的对象。

• 作用
  1、在类的内部，对数据进行组织。集合就是一种容器，当一个类拥有相同类型的多个对象时，可以考虑用集合来承载他们。
  2、集合适用于简单而快速的搜索大数量的条目。
  3、有的集合接口，提供了一系列排列有序的元素，可以在序列中间快速的插入或者删除指定元素。
  4、有的集合接口，提供了映射关系，可以通过关键字key去快速的查找对应的唯一对象，而这个关键字可以是任意类型。

• 集合与数组的区别
  1、数组的长度是固定的，不容易动态扩展；集合的长度是可变的，能够动态扩展。
  2、数组只能通过下标来访问元素，并且类型固定；而有的集合可以通过任意类型查找所映射的具体对象。
  3、数组元素既可以是基本类型的值，也可以是对象。集合里只能保存对象（实际上只是保存对象的引用变量），基本数据类型的变量要转换成对应的包装类才能放入集合类中。

• Collection体系结构
  在Java语言中，有两种类型的集合接口：Collection和Map，前者表示的是对象的容器集合，后者表示的是键值对的容器集合。
  

  collection体系结构

• Collection
  Collection是一个接口，它主要有三个接口来继承它：List（序列）、Queue（队列）和Set（集）。List中最主要的实现类是ArrayList（数组序列）；Queue中最主要的实现类是LinkedList（链表），它同样实现了List接口；Set中最主要的实现类是HashSet（哈希集）。

• Map
  Map是一个接口，它有一个重要的实现类HashMap（哈希表）

• 特点

  • List和Queue是排列有序，可重复的
  • Set是无序且不可重复的，在Set接口中重复添加某个对象，只保留第一次添加的对象（引用）
  • Map中一对键值对： = Entry，Key值不可重复，Key与Value的映射关系为一对一或一对多

2、泛型

• 定义
  一种不确定的类型，可以在编译期间确定的数据类型。
• 语法

//用E来代替实际类型，在编译时确定
public class ArrayList {
//code
}

• 泛型类与泛型方法:
  • 泛型类：带有泛型参数的类就是泛型类。对此总结成一句话：泛型类型在逻辑上可以看成是多个不同的类型，实际上都是相同的基本类型 比如上面的ArrayList就是泛型类。
  • 泛型方法：带有泛型参数或者返回值的方法就叫做泛型方法。方法定义时的返回类型为泛型。
• 优点：
  • 在编译期间有更强的类型检查： 泛型的主要目标是提高 Java 程序的类型安全。通过知道使用泛型定义的变量的类型限制，编译器可以在一个高得多的程度上验证类型假设。
  • 避免强制类型转换： 泛型的一个附带好处是，消除源代码中的许多强制类型转换。这使得代码更加可读，并且减少了出错机会
  • 潜在的性能收益： 泛型为较大的优化带来可能。在泛型的初始实现中，编译器将强制类型转换（没有泛型的话，程序员会指定这些强制类型转换）插入生成的字节码中。但是更多类型信息可用于编译器这一事实，为未来版本的 JVM 的优化带来可能。由于泛型的实现方式，支持泛型（几乎）不需要 JVM 或类文件更改。所有工作都在编译器中完成，编译器生成类似于没有泛型（和强制类型转换）时所写的代码，只是更能确保类型安全而已。
• 泛型的一些规则和限制：
  • 泛型的类型参数只能是引用类型（包括自定义类），不能是基本类型。
  • 同一种泛型可以对应多个版本（因为参数类型是不确定的），不同版本的泛型类实例是不兼容的。
  • 泛型的类型参数可以有多个
  • 泛型集合中，只能添加泛型规定的类及其子类

通配符(?)

• 定义：
  通配符表示一种未知类型,并且对这种未知类型存在约束关系。

通常有类：

1. ? extends T(上边界通配符upper bounded wildcard) 对应协变关系，表示 ? 是继承自 T的任意子类型.也表示一种约束关系，只能提供数据，不能接收数据。 ? 的默认实现是 ? extends Object, 表示 ? 是继承自Object的任意类型。
2. ? super T(下边界通配符lower bounded wildcard) 对应逆变关系，表示 ? 是 T的任意父类型。也表示一种约束关系，只能接收数据，不能提供数据（或者用object来接受）
3. 通配符也包括自己。

举个例子： 假设有类A, B, C, D; 类D继承自C， 类C继承自类B， 类B继承自类A。

ArrayList upperBoundedList = new ArrayList();
upperBoundedList = new ArrayList();
upperBoundedList.add(new C());// error, can not add data.
ArrayList upperBoundedList = new ArrayList();
upperBoundedList.add(new C());
upperBoundedList.add(new D());
upperBoundedList.add(new B());