Java高级特性-难点汇总

作者: 田永威 | 来源:发表于2017-03-03 18:08 被阅读3510次

Java 数据结构（Java 2之前）（高级）

Java工具包提供了强大的数据结构，主要是以下几种：

枚举（Enumeration）
位集合（BitSet）
向量（Vector）
栈（Stack）
字典（Dictionary）
哈希表（Hashtable）
属性（Properties）

向量（Vector）
向量（Vector）类和传统数组非常相似，但是Vector的大小能根据需要动态的变化。
栈（Stack）
栈（Stack）实现了一个后进先出（LIFO）的数据结构。
字典（Dictionary）
字典（Dictionary）类是一个抽象类，它定义了键映射到值的数据结构。
当你想要通过特定的键而不是整数索引来访问数据的时候，这时候应该使用Dictionary。
由于Dictionary类是抽象类，所以它只提供了键映射到值的数据结构，而没有提供特定的实现。
哈希表（Hashtable）
Hashtable类提供了一种在用户定义键结构的基础上来组织数据的手段。
例如，在地址列表的哈希表中，你可以根据邮政编码作为键来存储和排序数据，而不是通过人名。
哈希表键的具体含义完全取决于哈希表的使用情景和它包含的数据。
属性（Properties）
Properties 继承于 Hashtable.Properties 类表示了一个持久的属性集.属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串。
Properties 类被许多Java类使用。例如，在获取环境变量时它就作为System.getProperties()方法的返回值。

Java 集合框架及其产生原因

早在Java 2中之前，Java就提供了特设类。比如：Dictionary, Vector, Stack, 和Properties这些类用来存储和操作对象组。

虽然这些类都非常有用，但是它们缺少一个核心的，统一的主题。由于这个原因，使用Vector类的方式和使用Properties类的方式有着很大不同。

集合框架被设计成要满足以下几个目标:

该框架必须是高性能的。基本集合（动态数组，链表，树，哈希表）的实现也必须是高效的。

该框架允许不同类型的集合，以类似的方式工作，具有高度的互操作性。
对一个集合的扩展和适应必须是简单的。

参考-总体的继承关系：Java 1.7 Collections - UML Class Diagrams - 来自一名一度工程师的总结

有机会再研究一下这个google结果。

注意：由于Java集合框架涉及内容较多，单独开辟出来一篇文章总结

接下来积蓄总结其他的高级特性！加油！

Java 泛型

Java 泛型（generics）是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。
泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。

假定我们有这样一个需求：写一个排序方法，能够对整形数组、字符串数组甚至其他任何类型的数组进行排序，该如何实现？

答案是可以使用 Java 泛型。
使用 Java 泛型的概念，我们可以写一个泛型方法来对一个对象数组排序。然后，调用该泛型方法来对整型数组、浮点数数组、字符串数组等进行排序。

泛型方法体的声明和其他方法一样。注意类型参数只能代表引用型类型，不能是原始类型（像int,double,char的等）。

思考：就是因为Java语言的强类型才会有繁星这一说法，泛型就是要兼容各个不同的类型。

泛型方法

你可以写一个泛型方法，该方法在调用时可以接收不同类型的参数。根据传递给泛型方法的参数类型，编译器适当地处理每一个方法调用。

下面是定义泛型方法的规则：

1.所有泛型方法声明都有一个类型参数声明部分（由尖括号分隔），该类型参数声明部分在方法返回类型之前（在下面例子中的<E>）。这一条我原来一直理解不了

每一个类型参数声明部分包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。一个泛型参数，也被称为一个类型变量，是用于指定一个泛型类型名称的标识符。
类型参数能被用来声明返回值类型，并且能作为泛型方法得到的实际参数类型的占位符。

public class GenericMethodTest
{
   // 泛型方法 printArray                         
   public static < E > void printArray( E[] inputArray )
   {
      // 输出数组元素            
         for ( E element : inputArray ){        
            System.out.printf( "%s ", element );
         }
         System.out.println();
    }
 
    public static void main( String args[] )
    {
        // 创建不同类型数组： Integer, Double 和 Character
        Integer[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        Double[] doubleArray = { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4 };
        Character[] charArray = { 'H', 'E', 'L', 'L', 'O' };
 
        System.out.println( "整型数组元素为:" );
        printArray( intArray  ); // 传递一个整型数组
 
        System.out.println( "\n双精度型数组元素为:" );
        printArray( doubleArray ); // 传递一个双精度型数组
 
        System.out.println( "\n字符型数组元素为:" );
        printArray( charArray ); // 传递一个字符型数组
    } 
}

有界的类型参数

可能有时候，你会想限制那些被允许传递到一个类型参数的类型种类范围。

例如，一个操作数字的方法可能只希望接受Number或者Number子类的实例。这就是有界类型参数的目的。
要声明一个有界的类型参数，首先列出类型参数的名称，后跟extends关键字，最后紧跟它的上界。

该例子中的泛型方法返回三个可比较对象的最大值
public class MaximumTest
{
   // 比较三个值并返回最大值
   public static <T extends Comparable<T>> T maximum(T x, T y, T z)
   {                     
      T max = x; // 假设x是初始最大值
      if ( y.compareTo( max ) > 0 ){
         max = y; //y 更大
      }
      if ( z.compareTo( max ) > 0 ){
         max = z; // 现在 z 更大           
      }
      return max; // 返回最大对象
   }
   public static void main( String args[] )
   {
      System.out.printf( "%d, %d 和 %d 中最大的数为 %d\n\n",
                   3, 4, 5, maximum( 3, 4, 5 ) );
 
      System.out.printf( "%.1f, %.1f 和 %.1f 中最大的数为 %.1f\n\n",
                   6.6, 8.8, 7.7, maximum( 6.6, 8.8, 7.7 ) );
 
      System.out.printf( "%s, %s 和 %s 中最大的数为 %s\n","pear",
         "apple", "orange", maximum( "pear", "apple", "orange" ) );
   }
}

等于说是，使用泛型需要先声明，声明的位置和方法都很重要。

泛型类

泛型类的声明和非泛型类的声明类似，除了在类名后面添加了类型参数声明部分。

和泛型方法一样，泛型类的类型参数声明部分也包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。一个泛型参数，也被称为一个类型变量，是用于指定一个泛型类型名称的标识符。因为他们接受一个或多个参数，这些类被称为参数化的类或参数化的类型。

public class Box<T> {
   
  private T t;
 
  public void add(T t) {
    this.t = t;
  }
 
  public T get() {
    return t;
  }
 
  public static void main(String[] args) {
    Box<Integer> integerBox = new Box<Integer>();
    Box<String> stringBox = new Box<String>();
 
    integerBox.add(new Integer(10));
    stringBox.add(new String("菜鸟教程"));
 
    System.out.printf("整型值为 :%d\n\n", integerBox.get());
    System.out.printf("字符串为 :%s\n", stringBox.get());
  }
}

注意：泛型类和泛型方法的声明区别，泛型类的声明部分很简单，远没有泛型方法那么复杂。

类型通配符

1、类型通配符一般是使用?代替具体的类型参数。例如 List<?> 在逻辑上是List<String>>,List<Integer> 等所有List<具体类型实参>的父类。

public class GenericTest {
     
    public static void main(String[] args) {
        List<String> name = new ArrayList<String>();
        List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
        List<Number> number = new ArrayList<Number>();
        
        name.add("icon");
        age.add(18);
        number.add(314);
 
        getData(name);
        getData(age);
        getData(number);
       
   }
 
   public static void getData(List<?> data) {
      System.out.println("data :" + data.get(0));
   }
}

2、类型通配符上限通过形如List来定义，如此定义就是通配符泛型值接受Number及其下层子类类型。

public class GenericTest {
     
    public static void main(String[] args) {
        List<String> name = new ArrayList<String>();
        List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
        List<Number> number = new ArrayList<Number>();
        
        name.add("icon");
        age.add(18);
        number.add(314);
 
        //getUperNumber(name);//1
        getUperNumber(age);//2
        getUperNumber(number);//3
       
   }
   
   public static void getUperNumber(List<? extends Number> data) {
          System.out.println("data :" + data.get(0));
       }
}

3、类型通配符下限通过形如 List<? super Number>来定义，表示类型只能接受Number及其父类类型，如Objec类型的实例。

Java 序列化

整个过程都是 Java 虚拟机（JVM）独立的，也就是说，在一个平台上序列化的对象可以在另一个完全不同的平台上反序列化该对象。
类 ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream 是高层次的数据流，它们包含序列化和反序列化对象的方法。

一个类的对象要想序列化成功，必须满足两个条件：

该类必须实现 java.io.Serializable 对象。

该类的所有属性必须是可序列化的。如果有一个属性不是可序列化的，则该属性必须注明是短暂(transient)的。

如果你想知道一个 Java 标准类是否是可序列化的，请查看该类的文档。检验一个类的实例是否能序列化十分简单，只需要查看该类有没有实现 java.io.Serializable接口。

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;

public class SerializeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Employee e = new Employee();
        e.name = "Reyan Ali";
        e.address = "Phokka Kuan, Ambehta Peer";
        e.SSN = 11122333;
        e.number = 101;
        try {
            FileOutputStream fileOut = new FileOutputStream("/tmp/employee.ser");
            ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOut);
            out.writeObject(e);
            out.close();
            fileOut.close();
            System.out.printf("Serialized data is saved in /tmp/employee.ser");
        } catch (IOException i) {
            i.printStackTrace();
        }
    }
}

class Employee implements java.io.Serializable {
    public String name;
    public String address;
    public transient int SSN;
    public int number;

    public void mailCheck() {
        System.out.println("Mailing a check to " + name + " " + address);
    }
}

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;

public class DeserializeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Employee e = null;
        try {
            FileInputStream fileIn = new FileInputStream("/tmp/employee.ser");
            ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn);
            e = (Employee) in.readObject();
            in.close();
            fileIn.close();
        } catch (IOException i) {
            i.printStackTrace();
            return;
        } catch (ClassNotFoundException c) {
            System.out.println("Employee class not found");
            c.printStackTrace();
            return;
        }
        System.out.println("Deserialized Employee...");
        System.out.println("Name: " + e.name);
        System.out.println("Address: " + e.address);
        System.out.println("SSN: " + e.SSN);
        System.out.println("Number: " + e.number);
    }
}

class Employee implements java.io.Serializable {
    public String name;
    public String address;
    public transient int SSN;
    public int number;

    public void mailCheck() {
        System.out.println("Mailing a check to " + name + " " + address);
    }
}

最后，当对象被序列化时，属性 SSN 的值为 111222333，但是因为该属性是短暂的，该值没有被发送到输出流。所以反序列化后 Employee 对象的 SSN 属性为 0。

Java高级特性-难点汇总

Java 数据结构（Java 2之前）（高级）

Java 集合框架及其产生原因

Java 泛型

泛型方法

有界的类型参数

泛型类

类型通配符

Java 序列化

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