java知识

作者在 2010-08-20 12:35:11 发布以下内容
关键字: 集合类   
Collection:List、Set
Map:HashMap、HashTable
如何在它们之间选择

一、Array , Arrays
Java所有“存储及随机访问一连串对象”的做法,array是最有效率的一种。
1、
效率高,但容量固定且无法动态改变。
array还有一个缺点是,无法判断其中实际存有多少元素,length只是告诉我们array的容量。
2、Java中有一个Arrays类,专门用来操作array。
    arrays中拥有一组static函数,
equals():比较两个array是否相等。array拥有相同元素个数,且所有对应元素两两相等。
fill():将值填入array中。
sort():用来对array进行排序。
binarySearch():在排好序的array中寻找元素。
System.arraycopy():array的复制。

二、Collection , Map
若撰写程序时不知道究竟需要多少对象,需要在空间不足时自动扩增容量,则需要使用容器类库,array不适用。
1、Collection 和 Map 的区别
容器内每个为之所存储的元素个数不同。
Collection类型者,每个位置只有一个元素。
Map类型者,持有 key-value pair,像个小型数据库。
2、各自旗下的子类关系
Collection
    --List:将以特定次序存储元素。所以取出来的顺序可能和放入顺序不同。
          --ArrayList / LinkedList / Vector
    --Set : 不能含有重复的元素
          --HashSet / TreeSet
Map
    --HashMap
    --HashTable
    --TreeMap
3、其他特征
* List,Set,Map将持有对象一律视为Object型别。
* Collection、List、Set、Map都是接口,不能实例化。
   继承自它们的 ArrayList, Vector, HashTable, HashMap是具象class,这些才可被实例化。
* vector容器确切知道它所持有的对象隶属什么型别。vector不进行边界检查。

三、Collections
Collections是针对集合类的一个帮助类。提供了一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程完全化等操作。
相当于对Array进行类似操作的类——Arrays。
如,Collections.max(Collection coll); 取coll中最大的元素。
    Collections.sort(List list); 对list中元素排序

四、如何选择?
1、容器类和Array的区别、择取
   * 容器类仅能持有对象引用(指向对象的指针),而不是将对象信息copy一份至数列某位置。
   * 一旦将对象置入容器内,便损失了该对象的型别信息。
2、
* 在各种Lists中,最好的做法是以ArrayList作为缺省选择。当插入、删除频繁时,使用LinkedList();
     Vector总是比ArrayList慢,所以要尽量避免使用。
* 在各种Sets中,HashSet通常优于HashTree(插入、查找)。只有当需要产生一个经过排序的序列,才用TreeSet。
     HashTree存在的唯一理由:能够维护其内元素的排序状态。
* 在各种Maps中
     HashMap用于快速查找。
* 当元素个数固定,用Array,因为Array效率是最高的。
结论:最常用的是ArrayList,HashSet,HashMap,Array。

注意:
1、Collection没有get()方法来取得某个元素。只能通过iterator()遍历元素。
2、Set和Collection拥有一模一样的接口。
3、List,可以通过get()方法来一次取出一个元素。使用数字来选择一堆对象中的一个,get(0)...。(add/get)
4、一般使用ArrayList。用LinkedList构造堆栈stack、队列queue。
5、Map用 put(k,v) / get(k),还可以使用containsKey()/containsValue()来检查其中是否含有某个key/value。
   HashMap会利用对象的hashCode来快速找到key。
    * hashing
       哈希码就是将对象的信息经过一些转变形成一个独一无二的int值,这个值存储在一个array中。
       我们都知道所有存储结构中,array查找速度是最快的。所以,可以加速查找。
     
       发生碰撞时,让array指向多个values。即,数组每个位置上又生成一个梿表。
6、Map中元素,可以将key序列、value序列单独抽取出来。
使用keySet()抽取key序列,将map中的所有keys生成一个Set。
使用values()抽取value序列,将map中的所有values生成一个Collection。
为什么一个生成Set,一个生成Collection?那是因为,key总是独一无二的,value允许重复。
 
Collection List Set Map 区别记忆
这些都代表了Java中的集合,这里主要从其元素是否有序,是否可重复来进行区别记忆,以便恰当地使用,当然还存在同步方面的差异,见上一篇相关文章。
 有序否 允许元素重复否
Collection 否 是
List 是 是
Set AbstractSet 否 否
HashSet
TreeSet 是(用二叉树排序)
Map AbstractMap 否 使用key-value来映射和存储数据,Key必须惟一,value可以重复
HashMap
TreeMap 是(用二叉树排序)
List 接口对Collection进行了简单的扩充,它的具体实现类常用的有ArrayList和LinkedList。你可以将任何东西放到一个List容器 中,并在需要时从中取出。ArrayList从其命名中可以看出它是一种类似数组的形式进行存储,因此它的随机访问速度极快,而LinkedList的内 部实现是链表,它适合于在链表中间需要频繁进行插入和删除操作。在具体应用时可以根据需要自由选择。前面说的Iterator只能对容器进行向前遍历,而 ListIterator则继承了Iterator的思想,并提供了对List进行双向遍历的方法。
Set接口也是 Collection的一种扩展,而与List不同的时,在Set中的对象元素不能重复,也就是说你不能把同样的东西两次放入同一个Set容器中。它的常 用具体实现有HashSet和TreeSet类。HashSet能快速定位一个元素,但是你放到HashSet中的对象需要实现hashCode()方 法,它使用了前面说过的哈希码的算法。而TreeSet则将放入其中的元素按序存放,这就要求你放入其中的对象是可排序的,这就用到了集合框架提供的另外 两个实用类Comparable和Comparator。一个类是可排序的,它就应该实现Comparable接口。有时多个类具有相同的排序算法,那就 不需要在每分别重复定义相同的排序算法,只要实现Comparator接口即可。集合框架中还有两个很实用的公用类:Collections和 Arrays。Collections提供了对一个Collection容器进行诸如排序、复制、查找和填充等一些非常有用的方法,Arrays则是对一 个数组进行类似的操作。

Map是一种把键对象和值对象进行关联的容器,而一个值对象又可以是一个Map,依次类推,这样就可 形成一个多级映射。对于键对象来说,像Set一样,一个Map容器中的键对象不允许重复,这是为了保持查找结果的一致性;如果有两个键对象一样,那你想得 到那个键对象所对应的值对象时就有问题了,可能你得到的并不是你想的那个值对象,结果会造成混乱,所以键的唯一性很重要,也是符合集合的性质的。当然在使 用过程中,某个键所对应的值对象可能会发生变化,这时会按照最后一次修改的值对象与键对应。对于值对象则没有唯一性的要求。你可以将任意多个键都映射到一 个值对象上,这不会发生任何问题(不过对你的使用却可能会造成不便,你不知道你得到的到底是那一个键所对应的值对象)。Map有两种比较常用的实现: HashMap和TreeMap。HashMap也用到了哈希码的算法,以便快速查找一个键,TreeMap则是对键按序存放,因此它便有一些扩展的方 法,比如firstKey(),lastKey()等,你还可以从TreeMap中指定一个范围以取得其子Map。键和值的关联很简单,用pub (Object key,Object value)方法即可将一个键与一个值对象相关联。用get(Object key)可得到与此key对象所对应的值对象。
 
 
 
 
 
 
 
comparable和Comparator区别
 Comparable   &   Comparator   都是用来实现集合中的排序的,只是Comparable是在集合内部定义的方法实现的排序,Comparator是在集合外部实现的排序,所以,如想实现排序,就需要在集合外定义Comparator接口的方法   或   在集合内实现Comparable接口的方法。
  具体请看   <Thinking   in   java>
Comparable是一个对象本身就已经支持自比较所需要实现的接口(如String   Integer自己就可以完成比较大小操作)  
   
  而Comparator是一个专用的比较器,当这个对象不支持自比较或者自比较函数不能满足你的要求时,你可以写一个比较器来完成两个对象之间大小的比较。      
   
  可以说一个是自已完成比较,一个是外部程序实现比较的差别而已。
用Comparator是策略模式(strategy   design   pattern),就是不改变对象自身,而用一个策略对象(strategy   object)来改变它的行为。  
   
  比如:你想对整数采用绝对值大小来排序,Integer是不符合要求的,你不需要去修改Integer类(实际上你也不能这么做)去改变它的排序行为,只要使用一个实现了Comparator接口的对象来实现控制它的排序就行了。  
java 代码
//AbsComparator.java      
  import   java.util.*;      
  public   class   AbsComparator   implements   Comparator   {      
      public   int   compare(Object   o1,   Object   o2)   {      
          int   v1   =   Math.abs(((Integer)o1).intValue());      
          int   v2   =   Math.abs(((Integer)o2).intValue());      
          return   v1   >   v2   ?   1   :   (v1   ==   v2   ?   0   :   -1);      
      }      
  }      
       
  可以用下面这个类测试AbsComparator:      
       
  //Test.java      
  import   java.util.*;      
       
  public   class   Test   {      
      public   static   void   main(String[]   args)   {      
       
          //产生一个20个随机整数的数组(有正有负)      
          Random   rnd   =   new   Random();      
          Integer[]   integers   =   new   Integer[20];      
          for(int   i   =   0;   i   <   integers.length;   i++)      
          integers[i]   =   new   Integer(rnd.nextInt(100)   *   (rnd.nextBoolean()   ?   1   :   -1));      
       
          System.out.println("用Integer内置方法排序:");      
          Arrays.sort(integers);      
          System.out.println(Arrays.asList(integers));      
       
          System.out.println("用AbsComparator排序:");      
          Arrays.sort(integers,   new   AbsComparator());      
          System.out.println(Arrays.asList(integers));      
      }      
  }     
 
 
Synchronized 同步   Java5开始虽然引入了高效的 Concurrent 并发包,但同步 synchroize 在一些场合还是需要使用的。 比较典型和我们通常的做法是对某个类成员变量加同步锁,这个变量一般是存储关键数据的。 但许多开源框架中有下面的用法, 例如: Cglib 中的 MethodProxy : package net.sf.cglib.proxy; publ ...
 
 
对于配置等经常使用的对象,而且基本上在使用的时候很少修改的,我们可以让它常驻内存. 如何常驻内存,这是我们最关心的.这就是static的使用技巧, 照例以配置文件来讨论,请看以下代码 class Config{ private static HashMap expMap = new HashMap(); //装载personMap,为简单不使用singleton模式 public ...
 
 
 

Java语言中关键字讲解(二)transient的用途 收藏
1.什么是序列化
对象的寿命通常随着生成该对象的程序的终止而终止。有时候,可 能需要 将 对象的状态保存下来,在需要时再将对象恢复。我们把对象的这种能记录自己的状态以便将来再生的能力 。叫作对象的持续性(persistence)。对象通过写出描述自己状态的数值来记录自己 ,这个过程叫对象的序列化(Serialization) 。序列化的主要任务是写出对象实例变量的数值。如果交量是另一对象的引用,则引用的对象也要序列化。这个过程是递归的,序列化可能要涉及一个复杂树结构的单行化,包括原有对象、对象的对象、对象的对象的对象等等。对象所有权的层次结构称为图表(graph)。
 
当两个进程在进行远程通信时,彼此可以发送各种类型的数据。无论是何种类型的数据,都会以二进制序列的形式在网络上传送。发送方需要把这个Java对象转换为字节序列,才能在网络上传送;接收方则需要把字节序列再恢复为Java对象。
  把Java对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化。
  把字节序列恢复为Java对象的过程称为对象的反序列化
 
对象的序列化主要有两种用途:
  1) 把对象的字节序列永久地保存到硬盘上,通常存放在一个文件中;
  2) 在网络上传送对象的字节序列。
 
java.io.ObjectOutputStream代表对象输出流,它的writeObject(Object obj)方法可对参数指定的obj对象进行序列化,把得到的字节序列写到一个目标输出流中。
  java.io.ObjectInputStream代表对象输入流,它的readObject()方法从一个源输入流中读取字节序列,再把它们反序列化为一个对象,并将其返回。、
  只有实现了Serializable和Externalizable接口的类的对象才能被序列化。Externalizable接口继承自 Serializable接口,实现Externalizable接口的类完全由自身来控制序列化的行为,而仅实现Serializable接口的类可以采用默认的序列化方式 。Serializable接口中没有任何的方法。当一个类声明要实现Serializable接口时,只是表明该类参加 串行化协议,而不需要实现任何特殊的方法。
对象序列化包括如下步骤:
  1) 创建一个对象输出流,它可以包装一个其他类型的目标输出流,如文件输出流;
  2) 通过对象输出流的writeObject()方法写对象。
  对象反序列化的步骤如下:
  1) 创建一个对象输入流,它可以包装一个其他类型的源输入流,如文件输入流;
  2) 通过对象输入流的readObject()方法读取对象。
  下面让我们来看一个对应的例子,类的内容如下:
 
import java.io.*;
import java.util.Date;
/**
* 对象的序列化和反序列化测试类.
 * Creation date: 2007-9-15 - 下午21:45:37
 */
public static void main(String[] args) throws Exception {
 ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream
(new FileOutputStream("D:""objectFile.obj"));
 //序列化对象
 Customer customer = new Customer("阿蜜果", 24);
 out.writeObject("你好!");
 out.writeObject(new Date());
 out.writeObject(customer);
 out.writeInt(123); //写入基本类型数据
 out.close();
 //反序列化对象
 ObjectInputStream in = new ObjectInputStream
(new FileInputStream("D:""objectFile.obj"));
 System.out.println("obj1=" + (String) in.readObject());
 System.out.println("obj2=" + (Date) in.readObject());
 Customer obj3 = (Customer) in.readObject();
 System.out.println("obj3=" + obj3);
 int obj4 = in.readInt();
 System.out.println("obj4=" + obj4);
 in.close();
}
}
class Customer implements Serializable {
private String name;
private int age;
public Customer(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String toString() {
return "name=" + name + ", age=" + age;
}
}
 
  输出结果如下:
 
obj1=你好!
obj2=Sat Sep 15 22:02:21 CST 2007
obj3=name=阿蜜果, age=24
obj4=123
 
  因此例比较简单,在此不再详述。
  二.实现Serializable接口
  ObjectOutputStream只能对Serializable接口的类的对象进行序列化。默认情况下,ObjectOutputStream按照默认方式序列化,这种序列化方式仅仅对对象的非transient的实例变量进行序列化,而不会序列化对象的transient的实例变量,也不会序列化静态变量。
  当ObjectOutputStream按照默认方式反序列化时,具有如下特点:
  1) 如果在内存中对象所属的类还没有被加载,那么会先加载并初始化这个类。如果在classpath中不存在相应的类文件,那么会抛出ClassNotFoundException;
  2) 在反序列化时不会调用类的任何构造方法。
  如果用户希望控制类的序列化方式,可以在可序列化类中提供以下形式的writeObject()和readObject()方法。
 
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream out) throws IOException
private void readObject(java.io.ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException;
 
  当ObjectOutputStream对一个Customer对象进行序列化时,如果该对象具有writeObject()方法,那么就会执行这一方法,否则就按默认方式序列化。在该对象的writeObjectt()方法中,可以先调用ObjectOutputStream的 defaultWriteObject()方法,使得对象输出流先执行默认的序列化操作。同理可得出反序列化的情况,不过这次是 defaultReadObject()方法。
  有些对象中包含一些敏感信息,这些信息不宜对外公开。如果按照默认方式对它们序列化,那么它们的序列化数据在网络上传输时,可能会被不法份子窃取。对于这类信息,可以对它们进行加密后再序列化,在反序列化时则需要解密,再恢复为原来的信息。
  默认的序列化方式会序列化整个对象图,这需要递归遍历对象图。如果对象图很复杂,递归遍历操作需要消耗很多的空间和时间,它的内部数据结构为双向列表。
  在应用时,如果对某些成员变量都改为transient类型,将节省空间和时间,提高序列化的性能。
  三. 实现Externalizable接口
  Externalizable接口继承自Serializable接口,如果一个类实现了Externalizable接口,那么将完全由这个类控制自身的序列化行为。Externalizable接口声明了两个方法:
 
public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException
public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException , ClassNotFoundException
 
  前者负责序列化操作,后者负责反序列化操作。
  在对实现了Externalizable接口的类的对象进行反序列化时,会先调用类的不带参数的构造方法,这是有别于默认反序列方式的。如果把类的不带参数的构造方法删除,或者把该构造方法的访问权限设置为private、默认或protected级别,会抛出 java.io.InvalidException: no valid constructor异常。
  四. 可序列化类的不同版本的序列化兼容性
  凡是实现Serializable接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量:
 
private static final long serialVersionUID; 
  以上serialVersionUID的取值是Java运行时环境根据类的内部细节自动生成的。如果对类的源代码作了修改,再重新编译,新生成的类文件的serialVersionUID的取值有可能也会发生变化。
  类的serialVersionUID的默认值完全依赖于Java编译器的实现,对于同一个类,用不同的Java编译器编译,有可能会导致不同的 serialVersionUID,也有可能相同。为了提高哦啊serialVersionUID的独立性和确定性,强烈建议在一个可序列化类中显示的定义serialVersionUID,为它赋予明确的值。显式地定义serialVersionUID有两种用途:
  1) 在某些场合,希望类的不同版本对序列化兼容,因此需要确保类的不同版本具有相同的serialVersionUID;
  2) 在某些场合,不希望类的不同版本对序列化兼容,因此需要确保类的不同版本具有不同的serialVersionUID。
 
对于处理一列数据项,Java提供了两个类ArrayList和LinkedList,ArrayList的内部实现是基于内部数组Object[],所以从概念上讲,它更像数组,但LinkedList的内部实现是基于一组连接的记录,所以,它更像一个链表结构,所以,它们在性能上有很大的差别。
在ArrayList的前面或中间插入数据时,必须将其后的所有数据相应的后移,这样必然要花费较多时间,所以,当你的操作是在一列数据的后面添加数据而不是在前面或中间,并且需要随机地访问其中的元素时,使用ArrayList会提供比较好的性能;
而访问链表中的某个元素时,就必须从链表的一端开始沿着连接方向一个一个元素地去查找,直到找到所需的元素为止,所以,当你的操作是在一列数据的前面或中间添加或删除数据,并且按照顺序访问其中的元素时,就应该使用LinkedList了。
如果在编程中,两种情形交替出现,这时,可以考虑使用List这样的通用接口,而不用关心具体的实现,在具体的情形下,它的性能由具体的实现来保证。
案例:LinkedList 实现堆栈
案例说明
ArrayList的查询效率比较高,增删动作的效率比较差,适用于查询比较频繁,增删动作较少的元素管理的集合。LinkedList的查询效率低,但是增删效率很高。适用于增删动作的比较频繁,查询次数较少的元素管理集合。
ArrayList,LinkedList都是线程不安全的。
实现堆栈 1)数组(ArrayList,增删效率比较低,不适合)
        2)LinkedList(实现堆栈的好方法)
        3)java.util.Stack类,Stack是Vector的子类,Vector类是一个线程安全的(是一个重量级的类),并继承了Vector的方法,Verctor类和ArrayList的功能近乎相同。(不推荐使用Stack类来实现堆栈)。
实现过程
import java.util.*;
public class TestStack {
       public static void main(String[] args) {
               MyStack ms=new MyStack();
               ms.push("Chenzq");
               ms.push("Liucy");
               ms.push("BaiLu");
               System.out.println(ms.pop());
               System.out.println(ms.pop());
               System.out.println(ms.pop());
       }
}
class MyStack{
       private LinkedList ll=new LinkedList();
       public void push(Object o){
               ll.addFirst(o);
      }
       public Object pop(){
               return ll.removeFirst();
       }
}
32.线程的概念是什么?线程之间是如何通信的?
线程是进程中的一个执行单元,同一个进程中的各个线程对应于一组CPU指令、一组CPU寄存器以及一堆栈。进程本来就具有动态的含义,然而实质上是通过线程来执行体现的,从这个意义上说,Windows中进程的动态性意义已经不是很明显了,只算是给程序所占的资源划定一个范围而已,真正具有动态性意义的是线程。
其实,Java提供了3个非常重要的方法来巧妙地解决线程间的通信问题。这3个方法分别是:wait()、notify()和notifyAll()。它们都是Object类的最终方法,因此每一个类都默认拥有它们。
虽然所有的类都默认拥有这3个方法,但是只有在synchronized关键字作用的范围内,并且是同一个同步问题中搭配使用这3个方法时才有实际的意义。
这些方法在Object类中声明的语法格式如下所示:
final void wait() throws InterruptedExceptionfinal void notify()final void notifyAll()
其中,调用wait()方法可以使调用该方法的线程释放共享资源的锁,然后从运行态退出,进入等待队列,直到被再次唤醒。而调用notify()方法可以唤醒等待队列中第一个等待同一共享资源的线程,并使该线程退出等待队列,进入可运行态。调用notifyAll()方法可以使所有正在等待队列中等待同一共享资源的线程从等待状态退出,进入可运行状态,此时,优先级最高的那个线程最先执行。显然,利用这些方法就不必再循环检测共享资源的状态,而是在需要的时候直接唤醒等待队列中的线程就可以了。这样不但节省了宝贵的CPU资源,也提高了程序的效率。
由于wait()方法在声明的时候被声明为抛出InterruptedException异常,因此,在调用wait()方法时,需要将它放入try…catch代码块中。此外,使用该方法时还需要把它放到一个同步代码段中,否则会出现如下异常:
"java.lang.IllegalMonitorStateException: current thread not owner"
这些方法是不是就可以实现线程间的通信了呢?下面将通过多线程同步的模型:生产者和消费者问题来说明怎样通过程序解决多线程间的通信问题。
案例:线程的通信
案例说明
下面这个程序演示了多个线程之间进行通信的具体实现过程。程序中用到了4个类,其中ShareData类用来定义共享数据和同步方法。在同步方法中调用了wait()方法和notify()方法,并通过一个信号量来实现线程间的消息传递。
实现过程
//CommunicationDemo.java 描述:生产者和消费者之间的消息传递过程
class ShareData
{
private char c;
private boolean isProduced = false; // 信号量
public synchronized void putShareChar(char c) // 同步方法putShareChar()
{
if (isProduced)     // 如果产品还未消费,则生产者等待
{
try{wait();        // 生产者等待
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
this.c = c;
isProduced = true;   // 标记已经生产
notify();             // 通知消费者已经生产,可以消费
}
public synchronized char getShareChar() // 同步方法getShareChar()
{
if (!isProduced)    // 如果产品还未生产,则消费者等待
{
try
{
wait();       // 消费者等待
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
isProduced = false; // 标记已经消费
notify();            // 通知需要生产
return this.c;
}
}
class Producer extends Thread     // 生产者线程
{
private ShareData s;
Producer(ShareData s)
{
this.s = s;
}
public void run()
{
for (char ch = ''A''; ch <= ''D''; ch++)
{
try
{
Thread.sleep((int)(Math.random()*3000));
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
s.putShareChar(ch); // 将产品放入仓库
System.out.println(ch + " is produced by Producer.");
}
}
}
class Consumer extends Thread    // 消费者线程
{
private ShareData s;
Consumer(ShareData s)
{
this.s = s;
}
public void run()
{
char ch;
do{
try
{
Thread.sleep((int)(Math.random()*3000));
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
ch = s.getShareChar();    // 从仓库中取出产品
System.out.println(ch + " is consumed by Consumer. ");
}while (ch != ''D'');
}
}
class CommunicationDemo
{
public static void main(String[] args)
{
ShareData s = new ShareData();
new Consumer(s).start();
new Producer(s).start();
}
}
 
 
继承
多态
IO
接口
抽象类
XML
反射
EXCEL
LOG4J
多线程
常用的工具类
GUI
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