java基础知识点总结(三)

单例设计模式

解决的问题：保证一个类在内存中的对象唯一性。

比如：多程序读取一个配置文件时，建议配置文件封装成对象。会方便操作其中数据，又要保证多个程序读到的是同一个配置文件对象，就需要该配置文件对象在内存中是唯一的。

Runtime()方法就是单例设计模式进行设计的。

如何保证对象唯一性呢？

思想：

1，不让其他程序创建该类对象。

2，在本类中创建一个本类对象。

3，对外提供方法，让其他程序获取这个对象。

步骤：

1，因为创建对象都需要构造函数初始化，只要将本类中的构造函数私有化，其他程序就无法再创建该类对象；

2，就在类中创建一个本类的对象；

3，定义一个方法，返回该对象，让其他程序可以通过方法就得到本类对象。（作用：可控）

代码体现：

1，私有化构造函数；

2，创建私有并静态的本类对象；

3，定义公有并静态的方法，返回该对象。

//饿汉式
class Single{
private Single(){}      //私有化构造函数。
private static Single s = new Single();     //创建私有并静态的本类对象。
public static Single getInstance(){    //定义公有并静态的方法，返回该对象。
return s;
}
}

//懒汉式:延迟加载方式。
Class Single2{
private Single2(){}
private static Single2 s = null;
public static Single2 getInstance(){
if(s==null)
s = new Single2();
return s;
}
}

多 态

体现：父类引用或者接口的引用指向了自己的子类对象。//Animal a = new Cat();

多态的好处：提高了程序的扩展性。

多态的弊端：当父类引用指向子类对象时，虽然提高了扩展性，但是只能访问父类中具备的方法，不可以访问子类中特有的方法。(前期不能使用后期产生的功能，即访问的局限性)

多态的前提：

1：必须要有关系，比如继承、或者实现。

2：通常会有覆盖操作。

java中提供了一个解决方式：就是同步代码块。

格式：

synchronized(对象) { // 任意对象都可以。这个对象就是锁。

需要被同步的代码；

}

Synchronized(自己得会写得出)

wait和sleep区别： 分析这两个方法：从执行权和锁上来分析：

集合框架



Collection：

|–List：有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)，元素都有索引。元素可以重复。

|–Set：无序(存入和取出顺序有可能不一致)，不可以存储重复元素。必须保证元素唯一性。

1，添加：

add(object)：添加一个元素

addAll(Collection) ：添加一个集合中的所有元素。

2，删除：

clear()：将集合中的元素全删除，清空集合。

remove(obj) ：删除集合中指定的对象。注意：删除成功，集合的长度会改变。 removeAll(collection) ：删除部分元素。部分元素和传入Collection一致。

3，判断：

boolean contains(obj) ：集合中是否包含指定元素 。

boolean containsAll(Collection) ：集合中是否包含指定的多个元素。 boolean isEmpty()：集合中是否有元素。

4，获取：

int size()：集合中有几个元素。

5，取交集：

boolean retainAll(Collection) ：对当前集合中保留和指定集合中的相同的元素。如果两个集合元素相同，返回flase；如果retainAll修改了当前集合，返回true。

6，获取集合中所有元素：

Iterator iterator()：迭代器

7，将集合变成数组：

toArray();

List：有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)，元素都有索引。元素可以重复。

|–ArrayList：底层的数据结构是数组,线程不同步，ArrayList替代了Vector，查询元素的速度非常快。

|–LinkedList：底层的数据结构是链表，线程不同步，增删元素的速度非常快。

|–Vector：底层的数据结构就是数组，线程同步的，Vector无论查询和增删都巨慢。

1，添加：

add(index,element) ：在指定的索引位插入元素。

addAll(index,collection) ：在指定的索引位插入一堆元素。

2，删除：

remove(index) ：删除指定索引位的元素。 返回被删的元素。

3，获取：

Object get(index) ：通过索引获取指定元素。

int indexOf(obj) ：获取指定元素第一次出现的索引位，如果该元素不存在返回-1；

所以，通过-1，可以判断一个元素是否存在。

int lastIndexOf(Object o) ：反向索引指定元素的位置。

List subList(start,end) ：获取子列表。

4，修改：

Object set(index,element) ：对指定索引位进行元素的修改。

5，获取所有元素：

ListIterator listIterator()：list集合特有的迭代器。

List集合支持对元素的增、删、改、查。

在进行list列表元素迭代的时候，如果想要在迭代过程中，想要对元素进行操作的时候，比如满足条件添加新元素。会发生.ConcurrentModificationException并发修改异常。

导致的原因是：

集合引用和迭代器引用在同时操作元素，通过集合获取到对应的迭代器后，在迭代中，进行集合引用的元素添加，迭代器并不知道，所以会出现异常情况。

如何解决呢？

它的子接口,ListIterator,发现该列表迭代器接口具备了对元素的增、删、改、查的动作。

ListIterator是List集合特有的迭代器。

ListIterator it = list.listIterator;//取代Iterator it = list.iterator;

Set接口：

Set接口中的方法和Collection中方法一致的。Set接口取出方式只有一种，迭代器。

|–HashSet：底层数据结构是哈希表，线程是不同步的。无序，高效；

HashSet集合保证元素唯一性：通过元素的hashCode方法，和equals方法完成的。 当元素的hashCode值相同时，才继续判断元素的equals是否为true。 如果为true，那么视为相同元素，不存。如果为false，那么存储。 如果hashCode值不同，那么不判断equals，从而提高对象比较的速度。

|–TreeSet：对Set集合中的元素的进行指定顺序的排序。不同步。TreeSet底层的数据结构就是二叉树。

哈希表的原理：

1，对对象元素中的关键字(对象中的特有数据)，进行哈希算法的运算，并得出一个具体的算法值，这个值 称为哈希值。 2，哈希值就是这个元素的位置。

3，如果哈希值出现冲突，再次判断这个关键字对应的对象是否相同。如果对象相同，就不存储，因为元素重复。如果对象不同，就存储，在原来对象的哈希值基础 +1顺延。

4，存储哈希值的结构，我们称为哈希表。

5，既然哈希表是根据哈希值存储的，为了提高效率，最好保证对象的关键字是唯一的。 这样可以尽量少的判断关键字对应的对象是否相同，提高了哈希表的操作效率。

对于ArrayList集合，判断元素是否存在，或者删元素底层依据都是equals方法。

对于HashSet集合，判断元素是否存在，或者删除元素，底层依据的是hashCode方法和equals方法。

TreeSet:

用于对Set集合进行元素的指定顺序排序，排序需要依据元素自身具备的比较性。

如果元素不具备比较性，在运行时会发生ClassCastException异常。

所以需要元素实现Comparable接口，强制让元素具备比较性，复写compareTo方法。 依据compareTo方法的返回值，确定元素在TreeSet数据结构中的位置。

TreeSet方法保证元素唯一性的方式：就是参考比较方法的结果是否为0，如果return 0，视为两个对象重复，不存。

注意：在进行比较时，如果判断元素不唯一，比如，同姓名，同年龄，才视为同一个人。 在判断时，需要分主要条件和次要条件，当主要条件相同时，再判断次要条件，按照次要条件排序。

TreeSet集合排序有两种方式，Comparable和Comparator区别：

1：让元素自身具备比较性，需要元素对象实现Comparable接口，覆盖compareTo方法。

2：让集合自身具备比较性，需要定义一个实现了Comparator接口的比较器，并覆盖compare方法，并将该类对象作为实际参数传递给TreeSet集合的构造函数。

第二种方式较为灵活。

Map集合：

|–Hashtable：底层是哈希表数据结构，是线程同步的。不可以存储null键，null值。

|–HashMap：底层是哈希表数据结构，是线程不同步的。可以存储null键，null值。替代了Hashtable.

|–TreeMap：底层是二叉树结构，可以对map集合中的键进行指定顺序的排序。

Map集合存储和Collection有着很大不同：

Collection一次存一个元素；Map一次存一对元素。 Collection是单列集合；Map是双列集合。

Map中的存储的一对元素：一个是键，一个是值，键与值之间有对应(映射)关系。

特点：要保证map集合中键的唯一性。

1，添加。

put(key,value)：当存储的键相同时，新的值会替换老的值，并将老值返回。如果键没有重复，返回null。 void putAll(Map);

2，删除。

void clear()：清空

value remove(key) ：删除指定键。

3，判断。

boolean isEmpty()：

boolean containsKey(key)：是否包含key

boolean containsValue(value) ：是否包含value

4，取出。

int size()：返回长度 value get(key) ：通过指定键获取对应的值。如果返回null，可以判断该键不存在。当然有特殊情况，就是在hashmap集合中，是可以存储null键null值的。

Collection values()：获取map集合中的所有的值。

5，想要获取map中的所有元素：

原理：map中是没有迭代器的，collection具备迭代器，只要将map集合转成Set集合，可以使用迭代器了。之所以转成set，是因为map集合具备着键的唯一性，其实set集合就来自于map，set集合底层其实用的就是map的方法。

把map集合转成set的方法：

Set keySet();

Set entrySet();//取的是键和值的映射关系。

Entry就是Map接口中的内部接口；

为什么要定义在map内部呢？entry是访问键值关系的入口，是map的入口，访问的是map中的键值对。

取出map集合中所有元素的方式一：keySet()方法。

可以将map集合中的键都取出存放到set集合中。对set集合进行迭代。迭代完成，再通过get方法对获取到的键进行值的获取。

Set keySet = map.keySet();
Iterator it = keySet.iterator();
while(it.hasNext()) {
Object key = it.next();
Object value = map.get(key);
System.out.println(key+":"+value);
}

取出map集合中所有元素的方式二：entrySet()方法。

Set entrySet = map.entrySet();
Iterator it = entrySet.iterator();
while(it.hasNext()) {
Map.Entry  me = (Map.Entry)it.next();
System.out.println(me.getKey()+"::::"+me.getValue());
}

Collections：它的出现给集合操作提供了更多的功能。这个类不需要创建对象，内部提供的都是静态方法。

静态方法：

Collections.sort(list);//list集合进行元素的自然顺序排序。

Collections.sort(list,new ComparatorByLen());///按指定的比较器方法排序。

class ComparatorByLen implements Comparator<String>{
public int compare(String s1,String s2){
int temp = s1.length()-s2.length();
return temp==0?s1.compareTo(s2):temp;
}
}

Collections.max(list); //返回list中字典顺序最大的元素。

int index = Collections.binarySearch(list,”zz”);//二分查找，返回角标。

Collections.reverseOrder();//逆向反转排序。

Collections.shuffle(list);//随机对list中的元素进行位置的置换。

14. 将非同步集合转成同步集合的方法：

Collections中的 XXX synchronizedXXX(XXX);

List synchronizedList(list);

Map synchronizedMap(map);

原理：定义一个类，将集合所有的方法加同一把锁后返回。

15. Arrays：

用于操作数组对象的工具类，里面都是静态方法。

asList方法：将数组转换成list集合。

String[] arr = {“abc”,”kk”,”qq”}

List list = Arrays.asList(arr);//将arr数组转成list集合。

将数组转换成集合，有什么好处呢？用aslist方法，将数组变成集合；

可以通过list集合中的方法来操作数组中的元素：isEmpty()、contains、indexOf、set；

注意（局限性）：数组是固定长度，不可以使用集合对象增加或者删除等，会改变数组长度的功能方法。 比如add、remove、clear。（会报不支持操作异常UnsupportedOperationException）；

如果数组中存储的引用数据类型，直接作为集合的元素可以直接用集合方法操作。

如果数组中存储的是基本数据类型，asList会将数组实体作为集合元素存在。

16. 集合变数组：用的是Collection接口中的方法：toArray();

17. 增强for循环注意问题：在使用增强for循环时，不能对元素进行赋值；

int[] arr = {1,2,3};

for(int num : arr) {

num = 0; //不能改变数组的值 }

System.out.println(arr[1]); //2