系列文章目录

JavaSE进阶01：继承、修饰符
JavaSE进阶02：多态、抽象类、接口
JavaSE进阶03：内部类、Lambda表达式
JavaSE进阶04：API中常用工具类
JavaSE进阶05：包装类、递归、数组的高级操作、异常
JavaSE进阶06：Collection集合、迭代器、List、ArrayList、LinkedList
JavaSE进阶07：泛型、Set集合、TreeSet、二叉树、红黑树
JavaSE进阶08：HashSet、Map集合、HashMap、TreeMap、可变参数、不可变集合
JavaSE进阶09：Stream流、File类
JavaSE进阶10：IO流、字节流、字节缓冲流
JavaSE进阶11：字符流、字符缓冲流、转换流、对象操作流、Properties集合
JavaSE进阶12：多线程、线程同步、线程池
JavaSE进阶13：网络编程入门、UDP通信程序、TCP通信程序、日志、枚举
JavaSE进阶14：类加载器、反射
JavaSE进阶15：XML、注解、单元测试
JavaSE进阶扩充：JDK8 HashMap底层分析（了解）
JavaSE进阶扩充：JDK8 ArrayList线程安全问题和源码分析、集合常见面试题
Java进阶作业

1.泛型

• 泛型的介绍

  ​ 泛型是JDK5中引入的特性，它提供了编译时类型安全检测机制

• 泛型的好处

  • 把运行时期的问题提前到了编译期间
  • 避免了强制类型转换

• 泛型的定义格式

  • <类型>: 指定一种类型的格式.尖括号里面可以任意书写,一般只写一个字母.例如: <E> <T>
  • <类型1,类型2…>: 指定多种类型的格式,多种类型之间用逗号隔开.例如: <E,T> <K,V>

• <T> T 与 T的用法

  • <T> T 与 T 比较
    • T是Type的首字母缩写；<T> T 表示“返回值”是一个泛型，传递什么类型，就返回什么类型；而单独的T表示限制传递的参数类型。
  • <T> T的用法：<T> T表示返回值T是泛型，T只是一个占位符，用来告诉编译器，这个东西先给我留着，等我编译的时候再告诉你是什么类型。

  public class TTDemo {
      public static void main(String[] args){
          TTDemo ttDemo = new TTDemo();
  
          // 获取String类型
          List<String> array = new ArrayList<>();
          array.add("aaa");
          array.add("bbb");
          String str =  ttDemo.getListFirst(array);
          System.out.println(str);
  
          // 获取Number类型
          List<Integer> nums = new ArrayList<>();
          nums.add(1);
          nums.add(2);
          Integer num = ttDemo.getListFirst(nums);
          System.out.println(num);
      }
  
      private <T> T getListFirst(List<T> data){
          if(data == null || data.size() == 0){
              return null;
          }
          return data.get(0);
      }
  }
  

  • 单独T的用法：单独的T表示限制参数的类型。

  public class TDemo<T> {
      public static void main(String[] args){
  
          // 获取String类型
          TDemo<String> tDemo = new TDemo<>();  // 限制"T"为String类型
          List<String> array = new ArrayList<>();
          array.add("aaa");
          array.add("bbb");
          String str =  tDemo.getListFirst(array);
          System.out.println(str);
  
          // 获取Number类型
          TDemo<Integer> tDemo1 = new TDemo<>();  // 限制"T"为Integer类型
          List<Integer> nums = new ArrayList<>();
          nums.add(1);
          nums.add(2);
          Integer num = tDemo1.getListFirst(nums);
          //Integer num2 = tDemo1.getListFirst(array);//报错，因为tDemo1限制了参数只能是Integer
          System.out.println(num);
      }
  
      private T getListFirst(List<T> data){
          if(data == null || data.size() == 0){
              return null;
          }
          return data.get(0);
      }
  }
  

2.Set集合

2.1Set集合概述和特点【应用】

Set是个接口，只能通过HashSet和TreeSet实例化

• 不可以存储重复元素
• 没有索引,不能使用普通for循环遍历
• 存取无序

2.2Set集合的使用【应用】

package lesson;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
public class MySet1 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        Set<String> set = new TreeSet<>();
        //添加元素
        set.add("ccc");
        set.add("aaa");
        set.add("aaa");
        set.add("bbb");
//        for (int i = 0; i < set.size(); i++) {
//            //Set集合是没有索引的，所以不能使用通过索引获取元素的方法
//        }
        //遍历集合
        System.out.println("---迭代器---");
        Iterator<String> it = set.iterator();
        while (it.hasNext()){
            String s = it.next();
            System.out.println(s);
        }//迭代器
        System.out.println("---增强For---");
        for (String s : set) {
            System.out.println(s);
        }//增强for
        System.out.println("---forEach---");
        set.forEach(s -> System.out.println(s));
    }
}
/*
---迭代器---
aaa
bbb
ccc
---增强For---
aaa
bbb
ccc
---forEach---
aaa
bbb
ccc
*/

3.TreeSet集合

3.1TreeSet集合概述和特点【应用】

• 不可以存储重复元素
• 没有索引
• 存取无序
• 可以将元素按照规则进行排序
  • TreeSet()：根据其元素的自然排序进行排序
  • TreeSet(Comparator comparator) ：根据指定的比较器进行排序（自定义类）

注意事项：
用自定义对象使用TreeSet，需要注意根据泛型制定排序规则。

3.2TreeSet集合基本使用【应用】

存储Integer类型的整数并遍历。
非自定义类型会自动排序。

public class TreeSetDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();

        //添加元素
        ts.add(10);
        ts.add(40);
        ts.add(30);
        ts.add(50);
        ts.add(20);
        ts.add(30);
		ts.forEach(s-> System.out.println(s));
    }
}
/*
10
20
30
40
50
*/

3.3自然排序Comparable【应用】

• 案例需求

  • 存储学生对象并遍历，创建TreeSet集合使用无参构造方法
  • 要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序

• 实现步骤

  1. 使用空参构造创建TreeSet集合：
     用TreeSet集合存储自定义对象，无参构造方法使用的是自然排序对元素进行排序的
  2. 自定义的Student类实现Comparable接口：
     自然排序，就是让元素所属的类实现Comparable接口，重写compareTo(T o)方法
  3. 重写接口中的compareTo方法：
     重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写

• 自然排序compareTo()原理：

  • 如果返回值为负数，表示当前存入的元素是较小值，存左边
  • 如果返回值为0，表示当前存入的元素跟集合中元素重复了，不存
  • 如果返回值为正数，表示当前存入的元素是较大值，存右边

/*学生类*/
public class Student implements Comparable<Student>{
    private String name;
    private int age;
    public Student() {
    }
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + ''' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        //按照对象的年龄进行排序
        //主要判断条件: 按照年龄从小到大排序
        int result = this.age - o.age;//this是当前元素，形参o是被比较元素
        //次要判断条件: 年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序
        result = result == 0 ? this.name.compareTo(o.getName()) : result;String的compareTo()方法，中文无法比较
        return result;
    }
}

/*测试类*/
package compareble;

import java.util.TreeSet;

public class MyTreeSet2 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>();
        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("zhangsan",28);
        Student s2 = new Student("lisi",27);
        Student s3 = new Student("wangwu",29);
        Student s4 = new Student("xiaoliu",28);
        Student s5 = new Student("qianqi",30);
        //把学生添加到集合
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
        //遍历集合
        for (Student student : ts) {
            System.out.println(student);
        }
    }
}
/*
Student{name='lisi', age=27}
Student{name='xiaoliu', age=28}
Student{name='zhangsan', age=28}
Student{name='wangwu', age=29}
Student{name='qianqi', age=30}
*/

3.4比较器排序Comparator【应用】

TreeSet的带参构造方法使用的是比较器排序对元素进行排序的。
比较器排序，就是让集合构造方法接收Comparator的实现类对象，重写compare​(T o1,T o2)方法。
重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写。

• 案例需求

  • 存储老师对象并遍历，创建TreeSet集合使用带参构造方法
  • 要求：按照年龄从小到大排序，年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序

• 实现步骤

  • 用TreeSet集合存储自定义对象，带参构造方法使用的是比较器排序对元素进行排序的
  • 比较器排序，就是让集合构造方法接收Comparator的实现类对象，重写compare(T o1,T o2)方法
  • 重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写

/*老师类*/
public class Teacher {
    private String name;
    private int age;
    public Teacher() {
    }
    public Teacher(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Teacher{" +
                "name='" + name + ''' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

/*测试类*/
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;
public class MyTreeSet4 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        TreeSet<Teacher> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Teacher>() {
            @Override
            public int compare(Teacher o1, Teacher o2) {
                //o1表示现在要存入的那个元素
                //o2表示已经存入到集合中的元素

                //主要条件
                int result = o1.getAge() - o2.getAge();//由小到大
                //次要条件
                result = result == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : result;
                return result;
            }
        });
        /*Lambda表达式*/
        TreeSet<Teacher> ts2=new TreeSet<Teacher>((o1,o2)->
             o1.getAge() - o2.getAge() == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : o1.getAge() - o2.getAge()
        );
        //创建老师对象
        Teacher t1 = new Teacher("zhangsan",23);
        Teacher t2 = new Teacher("lisi",22);
        Teacher t3 = new Teacher("wangwu",24);
        Teacher t4 = new Teacher("zhaoliu",24);
        //把老师添加到集合
        ts.add(t1);
        ts.add(t2);
        ts.add(t3);
        ts.add(t4);

        ts2.add(t1);
        ts2.add(t2);
        ts2.add(t3);
        ts2.add(t4);
        //遍历集合
        for (Teacher teacher : ts) {
            System.out.println(teacher);
        }
        System.out.println("------");
        ts2.forEach(s-> System.out.println(s));
    }
}
/*
Teacher{name='lisi', age=22}
Teacher{name='zhangsan', age=23}
Teacher{name='wangwu', age=24}
Teacher{name='zhaoliu', age=24}
------
Teacher{name='lisi', age=22}
Teacher{name='zhangsan', age=23}
Teacher{name='wangwu', age=24}
Teacher{name='zhaoliu', age=24}
*/

3.5两种比较方式总结【理解】

• 两种比较方式小结
  • 自然排序: 自定义类实现Comparable接口,重写compareTo方法,根据返回值进行排序
  • 比较器排序: 创建TreeSet对象的时候传递Comparator的实现类对象,重写compare方法,根据返回值进行排序
  • 在使用的时候,默认使用自然排序,当自然排序不满足现在的需求时,必须使用比较器排序。比如泛型是String，这时用我们不能通过改底层代码String的compareTo方法，只能用比较器。
• 两种方式中关于返回值的规则
  • 如果返回值为负数，表示当前存入的元素是较小值，存左边
  • 如果返回值为0，表示当前存入的元素跟集合中元素重复了，不存
  • 如果返回值为正数，表示当前存入的元素是较大值，存右边

4.数据结构

4.1二叉树【理解】

• 二叉树的概述

  • 二叉树中,任意一个节点的度要小于等于2
  • 节点: 在树结构中,每一个元素称之为节点
  • 度: 每一个节点的子节点数量称之为度
  • 二叉树的层高就是二叉树的树高

• 二叉树结构图

4.2二叉查找树【理解】

• 二叉查找树的特点

  • 二叉查找树,又称二叉排序树或者二叉搜索树
  • 每一个节点上最多有两个子节点
  • 左子树上所有节点的值都小于根节点的值
  • 右子树上所有节点的值都大于根节点的值

• 二叉查找树结构图
  

• 二叉查找树添加节点规则

  • 小的存左边
  • 大的存右边
  • 一样的不存

• 二叉查找树和二叉树对比结构图
  

4.3平衡二叉树【理解】

4.3.1 平衡二叉树的特点

• 二叉树左右两个子树的高度差不超过1
• 任意节点的左右两个子树都是一颗平衡二叉树

4.3.2平衡二叉树旋转

• 旋转触发时机

  • 当添加一个节点之后,该树不再是一颗平衡二叉树

4.3.3左旋

左旋：就是将根节点的右侧往左拉,原先的右子节点变成新的父节点,并把多余的左子节点出让,给已经降级的根节点当右子节点

4.3.4 右旋

右旋： 就是将根节点的左侧往右拉,左子节点变成了新的父节点,并把多余的右子节点出让,给已经降级根节点当左子节点

4.3.5二叉树和二叉查找树对比结构图

4.3.6 平衡二叉树旋转的四种情况

4.3.6.1左左

左左: 当根节点左子树的左子树有节点插入,导致二叉树不平衡
如何旋转: 直接对整体进行右旋即可

4.3.6.2左右

左右: 当根节点左子树的右子树有节点插入,导致二叉树不平衡
如何旋转: 先在左子树对应的节点位置进行左旋,在对整体进行右旋



加粗样式

4.3.6.3右右

右右: 当根节点右子树的右子树有节点插入,导致二叉树不平衡
如何旋转: 直接对整体进行左旋即可

4.3.6.3右左

右左:当根节点右子树的左子树有节点插入,导致二叉树不平衡
如何旋转: 先在右子树对应的节点位置进行右旋,在对整体进行左旋

4.4 二叉树、二叉查找树、平衡二叉树区分示例图

4.5红黑树【理解】

4.5.1什么是红黑树

又称平衡二叉B树，每一个节点可以是红或者黑，红黑树不是高度平衡的,它的平衡是通过"自己的红黑规则"进行实现的。

4.5.2黑树的红黑规则有哪些

1. 每一个节点或是红色的,或者是黑色的

2. 根节点必须是黑色

3. 有叶子节点（空的节点被称作叶子节点）都是黑色的

4. 如果某一个节点是红色,那么它的子节点必须是黑色(不能出现两个红色节点相连 的情况)

5. 对每一个节点,从该节点到其所有后代叶节点的简单路径上,均包含相同数目的黑色节点
   

4.5.3 红黑树添加节点的默认颜色

添加节点时,默认为红色,效率高

默认黑色时：添加根节点20时，不需要调整；添加18和23时都要由黑调整到红，共2次。
默认红色时：添加根节点20时，由黑调整到红；添加18和23时不需要调整，共1次。

4.5.4 红黑树添加节点后如何保持红黑规则

4.5.4.1结论

• 根节点位置
  • 直接变为黑色
• 非根节点位置
  • 父节点为黑色
    • 不需要任何操作,默认红色即可
  • 父节点为红色
    • 叔叔节点为红色
      1. 将"父节点"设为黑色,将"叔叔节点"设为黑色
      2. 将"祖父节点"设为红色
      3. 如果"祖父节点"为根节点,则将根节点再次变成黑色
    • 叔叔节点为黑色
      1. 将"父节点"设为黑色
      2. 将"祖父节点"设为红色
      3. 以"祖父节点"为支点进行旋转

4.5.4.2例子

父节为红色，叔叔结点为红色

父节为红色，叔叔结点为红色

父节为红色，叔叔结点为黑色

最后

以上就是俊秀狗为你收集整理的JavaSE进阶07：泛型、Set集合、TreeSet、二叉树、红黑树系列文章目录的全部内容，希望文章能够帮你解决JavaSE进阶07：泛型、Set集合、TreeSet、二叉树、红黑树系列文章目录所遇到的程序开发问题。

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