Java-08 泛型、ArrayList

泛型 (Generics)

从java 5开始，增加了泛型技术

什么是泛型？

将类型变为参数，提高代码的复用率

// T：类型参数
public class Student<T> {
  private T score;
  public Student(T score ) {
    this.score = score;
  }
}

    Student<String> stu1 = new Student<String>("A");
    Student<Double> stu2 = new Student<Double>(88.8);
    
    // java 7之后 可以省略右边的类型
    Student<Integer> stu3 = new Student<>(44);

泛型类型的类型参数只能用于实例方法中，不能用于静态方法。因为泛型类型的类型参数是跟实例相关联的

public class Student<T> {
  private T score;
  public Student(T score ) {
    this.score = score;
  }
  // 报错
  public static void print(T e) {
    
  }
}

但是可以使用泛型方法

  public static <T1, T2>void print(T1 e, T2 s) {

  }

可以通过extends对类型参数进行限制,比如<T extends A>

extends后面可以跟上类名，接口名，代表T必须是A类型，或者继承/实现了A。跟dart类似

public class Student<T extends Number> {

}

可以同时添加多个限制,比如<T extends A & B & C>，代表T必须同时满足A、B、C

不过有一个需要注意的是，类名需要放在接口的前面，且最多只能有一个类名(因为java不支持多类型)

原始类型（Raw Type）

什么是原始类型？

没有传递具体的类型给泛型的类型参数

通配符

在泛型中，?被称为通配符。通常用作变量类型，返回值类型的类型参数。不能用作泛型方法调用、泛型类型实例化、泛型类型定义的类型参数

通配符 - 上界

可以通过extends设置类型参数的上界

// 类型参数必须是Number类型或者其子类型
  static void showBox(Box<? extends Number> box) {

  }

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    Box<Integer> box1 = new Box<>();
    Box<Double> box2 = new Box<>();
    Box<Object> box3 = new Box<>();

    Box<? extends Number> box4 = null;
    box4 = box1;
    box4 = box2;
    // 报错 因为限制了泛型类型必须为Number或其子类型
    box4 = box3;
    
    showBox(box1);
    showBox(box2);
    // 报错
    showBox(box3);
  }

  // 1. 使用泛型方法
  public static <T extends Number> void showBox(Box<T> box) {

  }
  // 2. 使用通配符
  // 类型参数必须是Number类型或者其子类型
  static void showBox(Box<? extends Number> box) {

  }
}

通配符- 下界

可以通过super设置类型参数的下届

  // 类型参数必须是Integer类型或者Integer的父类型
  void testLower(Box<? super Integer> box) {

  }

通配符 - 无限制

  // 无限制 类型参数是什么类型都可以
  void test(Box<?>box) {

  }

ArrayList的常用方法

    ArrayList list = new ArrayList();
    list.add(11);
    list.add(false);
    list.add(null);
    // 添加元素到指定的下标
    list.add(0, "Jack");

    System.out.println(list.size());

类似于OC中的可变数组

遍历

    ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
    list.add(11);
    list.add(22);
    list.add(33);
    // 遍历
    // 经典
    int size = list.size();
    for (int i = 0; i < size; i++) {
      System.out.println(list.get(i));
    }
    // 迭代器
    Iterator<Integer> it = list.iterator();
    while(it.hasNext()) {
      System.out.println(it.next());
    }

    // for-each 本质也是使用迭代器 跟上面方法本质上是一样的
    for (Integer integer : list) {
      System.out.println(integer);
    }

    list.forEach(new Consumer<Integer>() {
      @Override
      public void accept(Integer t) {
        System.out.println(t);
      }
    });
    // lambda表达式
    list.forEach((i) -> {
      System.out.println(i);
    });

    list.forEach((i) -> System.out.println(i));

    // 方法引用简化
    list.forEach(System.out::println);

for-each 格式

    // for-each 格式
    for (元素类型 变量名 : 数组\Iterable) {

    }

实现了Iterable接口的对象，都可以使用for-each格式遍历元素，比如List，Set

Iterabel在使用for-each格式遍历元素时，本质上使用了Iterator对象

public class ClassRoom implements Iterable<String> {
  private String[] students;
  public ClassRoom(String... students) {
    this.students = students;
  }

  public String[] getStudents() {
    return students;
  }

  public void setStudents(String[] students) {
    this.students = students;
  }
  @Override
  public Iterator<String> iterator() {
    // 返回一个迭代器
    return new ClassRoomIterator();
  }
  // 自定义一个迭代器
  private class ClassRoomIterator implements Iterator<String> {
    private int cursor;
    @Override
    public boolean hasNext() {
      // 是否有下一个元素 取决于游标指向的位置是否超过数组边界
      return cursor < students.length;
    }
    @Override
    public String next() {
      // 取出下一个元素
      // 1. 取出当前游标指向的元素
      // 2. 将游标指向下一个位置
      return students[cursor++];
    }
  }
}



public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    ClassRoom room = new ClassRoom("Jack","Bob");
    for (String name : room) {
      System.out.println(name);
    }

    Iterator<String> it = room.iterator();
    while(it.hasNext()) {
      System.out.println(it.next());
    }
  }
}

循环删除元素

循环删除元素时可以使用Iterator的remove方法

    ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
    list.add(11);
    list.add(22);
    list.add(33);
    list.add(44);

    Iterator<Integer> it = list.iterator();
    while(it.hasNext()) {
      // 取出元素
      it.next();
      // 删除元素
      // 使用迭代器的remove方法 而不是list的remove方法
      it.remove();
    }
    System.out.println(list.toString());

ArrayList的扩容

ArrayList每次扩容都是上一次容量的1.5倍

// 计算新的容量
private int newCapacity(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        // 原来的容量右移一位 再加上原来的容量
        // 加法与位移运算的效率是高于乘法/除法的
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        if (newCapacity - minCapacity <= 0) {
            if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)
                return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
            if (minCapacity < 0) // overflow
                throw new OutOfMemoryError();
            return minCapacity;
        }
        return (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE <= 0)
            ? newCapacity
            : hugeCapacity(minCapacity);
    }

当添加的元素数量很多时，可能会多次扩容，为了优化性能，可以考虑一次扩容（前提是知道扩容的大小）

      ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
      for (int i = 0; i < 5; i++) {
        list.add(i);
      }
      // 提前扩容
      list.ensureCapacity(list.size() + 10000);
      for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        list.add(i);
      }

当容量很大，但实际存储的元素很少时，可以考虑适当的缩容

      ArrayList<Integer> list = new ArrayList();
      for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        list.add(i);
      }
      list.clear();

      for (int i = 0; i < 10; i++) {
        list.add(i);
      }
      // 缩容
      list.trimToSize();

上面的list的容量为10000，但最后实际上只存放了10个元素，可以考虑缩容

public void trimToSize() {
        modCount++;
        if (size < elementData.length) {
            elementData = (size == 0)
              ? EMPTY_ELEMENTDATA
              : Arrays.copyOf(elementData, size);
        }
    }

trimToSize 把元素拷贝到更小的数组中(长度为size)

LinkedList

LinkedList是一个双向链表，跟ArrayList一样都实现了List接口。API跟ArrayList类似

      List<Integer> list = new LinkedList<>();
      for (int i = 0; i < 5; i++) {
        list.add(i);
      }

LinkedList跟ArrayList的区别

Java-08 泛型 、ArrayList