目录

 泛型中的通配符

 统配符的上下限定 统配符的上限限定

 通配符的下限限定

泛型局限性和常见错误

List接口介绍

 ArrayList容器的基本使用

ArrayList容器的索引操作

 ArrayList的并集、交集、差集

判断数组是否扩容

Vector容器的基本使用

Vector源码分析

 泛型中的通配符

 无界通配符
“?”表示类型通配符，用于代替具体的类型。它只能在“<>”中使用。可以解决当具体类型不确定的问题。

语法结构

public void showFlag(Generic<?> generic){  }

示例

public class Generic<T> {

  private T  flag;

  public void setFlag(T flag){
    this.flag = flag;
 }

  public T getFlag(){
    return this.flag;
  }
}


public class ShowMsg {
  public void showFlag(Generic<?> generic){
  
  System.out.println(generic.getFlag());
 }
}


public class Test3 {
  public static void main(String[] args) {

    ShowMsg showMsg = new ShowMsg();
    Generic<Integer> generic = new  Generic<>();
    generic.setFlag(20);
    showMsg.showFlag(generic);

    Generic<Number> generic1 = new  Generic<>();
    generic1.setFlag(50);
    showMsg.showFlag(generic1);

    Generic<String> generic2 = new Generic<>();
    generic2.setFlag("old");
    showMsg.showFlag(generic2);
 }
}

实时效果反馈
1.在泛型中，无界通配符使用什么符号来表示？
A ！
B ？
C #
D *

答案
1=>B

 统配符的上下限定
 统配符的上限限定

 对通配符的上限的限定：<？ extends 类型>  ？实际类型可以是上限限定中所约定的类型，也可以是约定类型的子类型；

语法结构

public void showFlag(Generic<? extends Number> generic){ }

示例

public class ShowMsg {

  public void showFlag(Generic<? extends Number> generic){

        System.out.println(generic.getFlag());
  }
}


public class Test4 {

  public static void main(String[] args) {

    ShowMsg showMsg = new ShowMsg();
    Generic<Integer> generic = new  Generic<>();
    generic.setFlag(20);

    showMsg.showFlag(generic);
    Generic<Number> generic1 = new  Generic<>();

    generic1.setFlag(50);
    showMsg.showFlag(generic1);
 }
}

实时效果反馈
1.对通配符的上限的限定是指
A 实际类型只能是上限限定中所约定的类型；
B 实际类型只能是上限限定中所约定类型的子类型；

C 实际类型可以是上限限定中所约定的类型，也可以是约定类型的子类型；
D 实际类型可以是上限限定中所约定的类型，也可以是约定类型的父类型；

答案
1=>C

 通配符的下限限定

 对通配符的下限的限定：<？ super 类型>  ？实际类型可以是下限限定中所约定的类型，也可以是约定类型的父类型；

语法结构

public void showFlag(Generic<? super Integer> generic){ }

示例

public class ShowMsg {

  public void showFlag(Generic<? super Integer> generic){
  
     System.out.println(generic.getFlag());
   }
}


public class Test6 {

  public static void main(String[] args) {

    ShowMsg showMsg = new ShowMsg();
    Generic<Integer> generic = new Generic<>();
    generic.setFlag(20);
    showMsg.showFlag(generic);

    Generic<Number> generic1 = new Generic<>();
    generic1.setFlag(50);
    showMsg.showFlag(generic1);
 }
}

实时效果反馈

1.对通配符的下限的限定是指
A 实际类型只能是下限限定中所约定的类型；
B 实际类型只能是下限限定中所约定类型的子类型；
C 实际类型可以是下限限定中所约定的类型，也可以是约定类型的子类型；
D 实际类型可以是下限限定中所约定的类型，也可以是约定类型的父类型；

答案

1=>D

泛型局限性和常见错误

 泛型主要用于编译阶段，编译后生成的字节码class文件不包含泛型中的类型信息。 类型参数在编译后会被替换成Object，运行时虚拟机并不知道泛型。因此，使用泛型时，如下几种情况是错的：

 实时效果反馈 

1.如下哪个选项是错误的使用泛型?
A Generic
B Generic
C Generic
D Generic

答案
1=>D

二、容器介绍

容器简介

容器，是用来容纳物体、管理物体。生活中,我们会用到各种各样的容器。如锅碗瓢盆、箱子和包等。

 程序中的“容器”也有类似的功能，用来容纳和管理数据。比如，如下新闻网站的新闻列表、教育网站的课程列表就是用“容器”来管理：

开发和学习中需要时刻和数据打交道，如何组织这些数据是我们编程中重要的内容。 我们一般通过“容器”来容纳和管理数据。事实上，我们前面所学的数组就是一种容器，可以在其中
放置对象或基本类型数据。
数组的优势：是一种简单的线性序列，可以快速地访问数组元素，效率高。如果从查询效率和类型检查的角度讲，数组是最好的。
数组的劣势：不灵活。容量需要事先定义好，不能随着需求的变化而扩容。比如：我们在一个用户管理系统中，要把今天注册的所有用户取出来，那么这样的用户有多少个？我们在写程序时是无法确定的。因此，在这里就不能使用数组。

 基于数组并不能满足我们对于“管理和组织数据的需求”，所以我们需要一种更强大、更灵活、容量随时可扩的容器来装载我们的对象。 这就是我们今天要学习的容器，也叫集合(Collection)。

 实时效果反馈

1.Java中容器的作用是什么?
A 容纳数据
B 处理数据
C 生产数据
D 销毁数据

答案
1=>A

 容器的结构

结构图

 单例集合

 双例集合

 实时效果反馈

1.如下哪个接口不是容器接口?
A List
B Set
C Map
D Comparable

答案
1=>D

 单例集合

Collection接口介绍

Collection 表示一组对象，它是集中、收集的意思。Collection接口的两个子接口是List、Set接口。

 Collection接口中定义的方法

由于List、Set是Collection的子接口，意味着所有List、Set的实现类都有上面的方法。

JDK8之后，Collection接口新增的方法（将在JDK新特性和函数式编程中介绍）：

新增方法	说明
removeIf	作用是删除容器中所有满足filter指定条件的元素
stream parallelStream	stream和parallelStream 分别返回该容器的Stream视图表示，不同之处在于parallelStream()返回并行的Stream，Stream是Java函数式编程的核心类
spliterator	可分割的迭代器，不同以往的iterator需要顺序迭代，Spliterator可以分割为若干个小的迭代器进行并行操作，可以实现多线程操作提高效率

实时效果反馈 

1.如下哪个接口不是Collection接口的子接口?
A List
B Set
C Map
D Queue

答案
1=>C

List接口介绍

 List接口特点

List是有序、可重复的容器。

有序：有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)。List中每个元 素都有索引标记。可以根据元素的索引标记（在List中的位置）访问 元素，从而精确控制这些元素。

可重复：List允许加入重复的元素。更确切地讲，List通常允许满足 e1.equals(e2) 的元素重复加入容器。

List接口中的常用方法

除了Collection接口中的方法，List多了一些跟顺序(索引)有关的方 法，参见下表：

 ArrayList容器的基本使用

 ArrayList容器的基本使用

 ArrayList是List接口的实现类。是List存储特征的具体实现。 ArrayList底层是用数组实现的存储。 特点：查询效率高，增删效率 低，线程不安全。

public class ArrayListTest {
    public static void main(String[] args) {
        //实例化ArrayList容器
        List<String> list  = new ArrayList<>();
        //添加元素
        boolean flag1 = list.add("oldlu");
        boolean flag2 = list.add("itbz");
        boolean flag3 = list.add("sxt");
        boolean flag4 = list.add("sxt");
        System.out.println(flag1+"\t"+flag2+"\t"+flag3+"\t"+flag4);
        //删除元素
        boolean flag4 = list.remove("oldlu");
        System.out.println(flag4);
        //获取容器中元素的个数
        int size = list.size();
        System.out.println(size);
        //判断容器是否为空
        boolean empty = list.isEmpty();
        System.out.println(empty);
        //容器中是否包含指定的元素
        boolean value = list.contains("itbz");
        System.out.println(value);
        
        
        //清空容器
        list.clear();
        Object[] objects1 = list.toArray();
        System.out.println(Arrays.toString(objects1));
   }
}

ArrayList容器的索引操作

public class ArrayListTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        //实例化容器
        List<String> list = new ArrayList<>();

        //添加元素
        list.add("oldlu");
        list.add("itbz");

        //向指定位置添加元素
        list.add(0,"sxt");
        System.out.println("获取元素");
        String value1 = list.get(0);
        System.out.println(value1);
        System.out.println("获取所有元素方式一");

        //使用普通for循环
        for(int i=0;i<list.size();i++){
            System.out.println(list.get(i));
         }
        System.out.println("获取所有元素方式二");

        //使用Foreach循环
        for(String str:list){
            System.out.println(str);
       }
       System.out.println("元素替换");
        list.set(1,"kevin");
        for(String str:list){
            System.out.println(str);
       }
        System.out.println("根据索引位置删除元素);
        String value2 = list.remove(1);
        System.out.println(value2);
        System.out.println("----------------");
        for(String str:list){
            System.out.println(str);
       }
        System.out.println("查找元素第一次出现的位置");
        int value3 = list.indexOf("sxt");
        System.out.println(value3);
        System.out.println("查找元素最后一次出现的位置");
        list.add("sxt");
        for(String str:list){
            System.out.println(str);
       }
        int value4 = list.lastIndexOf("sxt");
        System.out.println(value4);
   }
}

 ArrayList的并集、交集、差集

并集

  //并集操作：将另一个容器中的元素添加到当前容器中
        List<String> a  = new ArrayList<>();
        a.add("a");
        a.add("b");
        a.add("c");

        List<String> b = new ArrayList<>();
        b.add("a");
        b.add("b");
        b.add("c");
        //a并集b
        a.addAll(b);
        for(String str :a){
            System.out.println(str);
       }

交集

        //交集操作：保留相同的，删除不同的
        List<String> a1  = new ArrayList<>();
        a1.add("a");
        a1.add("b");
        a1.add("c");

        List<String> b1 = new ArrayList<>();
        b1.add("a");
        b1.add("d");
        b1.add("e");
        
        //交集操作
        a1.retainAll(b1);
        for(String str :a1){
            System.out.println(str);
       }

差集

         //差集操作：保留不同的，删除相同的
        List<String> a2  = new ArrayList<>();
        a2.add("a");
        a2.add("b");
        a2.add("c");

        List<String> b2= new ArrayList<>();
        b2.add("b");
        b2.add("c");
        b2.add("d");
        a2.removeAll(b2);
        for(String str :a2){
            System.out.println(str);
       }

ArrayList源码分析

ArrayList底层是用数组实现的存储。

成员变量

/**
* Default initial capacity.
*/
   private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
/**
* The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
/**
* The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
* The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any
* empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
* will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.
*/

transient Object[] elementData; // nonprivate to simplify nested class access


/**
* The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
*
* @serial
*/

private int size;

数组初始大小

/**
* Default initial capacity.
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

添加元素

/**
* Appends the specified element to the end of this list.
*
* @param e element to be appended to this list
* @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
*/
public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1);  //Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

判断数组是否扩容

//容量检查
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {  
    ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
//容量确认
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;
    //判断是否需要扩容，数组中的元素个数-数组长度，如果大于0表明需要扩容
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

数组扩容

/**
* Increases the capacity to ensure that it can hold at least the
* number of elements specified by the minimum capacity argument.
*
* @param minCapacity the desired minimum capacity
*/
private void grow(int minCapacity) {
  // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
  //扩容1.5倍
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
    elementData = Arrays.copyOf(elementData,newCapacity);
}

Vector容器的基本使用

Vector底层是用数组实现的，相关的方法都加了同步检查，因此“线 程安全,效率低”。 比如，indexOf方法就增加了synchronized同步 标记。

 Vector的使用

Vector的使用与ArrayList是相同的，因为他们都实现了List接口， 对List接口中的抽象方法做了具体实现。

public class VectorTest {
    public static void main(String[] args) {
        //实例化Vector
        List<String> v = new Vector<>();
        v.add("a");
        v.add("b");
        v.add("a");
        for(int i=0;i<v.size();i++){
            System.out.println(v.get(i));
       }
        System.out.println("----------------------");
        for(String str:v){
            System.out.println(str);
       }
   }
}

Vector源码分析

成员变量

/**
* The array buffer into which the components of the vector are
* stored. The capacity of the vector is the length of this array buffer,
* and is at least large enough to contain all the vector's elements.
*
* <p>Any array elements following the last element in the Vector are null.
*
* @serial
*/

protected Object[] elementData;

    /**
     * The number of valid components in this {@code Vector} object.
     * Components {@code elementData[0]} through
     * {@code elementData[elementCount-1]} are the actual items.
     *
     * @serial
     */

protected int elementCount;
    
    /**
     * The amount by which the capacity of the vector is automatically
     * incremented when its size becomes greater than its capacity. If
     * the capacity increment is less than or equal to zero, the capacity
     * of the vector is doubled each time it needs to grow.
     *
     * @serial
     */
protected int capacityIncrement;

构造方法

public Vector() {
    this(10);
}

添加元素

/**
* Appends the specified element to the end of this Vector.
*
* @param e element to be appended to this Vector
* @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})
* @since 1.2
*/

public synchronized boolean add(E e) {
    modCount++;
    ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
    elementData[elementCount++] = e;
    return true;
}

数组扩容

/**
* This implements the unsynchronized semantics of ensureCapacity.
* Synchronized methods in this class can internally call this
* method for ensuring capacity without incurring the cost of an
* extra synchronization.
*
* @see #ensureCapacity(int)
*/

private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
   //判断是否需要扩容，数组中的元素个数-数组长度，如果大于0表明需要扩容
    
if (minCapacity - elementData.length >0)
        grow(minCapacity);
}

private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;

   //扩容2倍
    int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ? capacityIncrement : oldCapacity);

    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}