1.泛型

1.1泛型概述

  • 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
    1. 把运行时期的问题提前到了编译期间
    2. 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:
    • <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:

2.Set集合

2.1Set集合概述和特点【应用】

  • 不可以存储重复元素
  • 没有索引,不能使用普通for循环遍历

2.2Set集合的使用【应用】

存储字符串并遍历

  1. public class MySet1 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         //创建集合对象
  4.         Set<String> set = new TreeSet<>();
  5.         //添加元素
  6.         set.add("ccc");
  7.         set.add("aaa");
  8.         set.add("aaa");
  9.         set.add("bbb");
  11. //        for (int i = 0; i < set.size(); i++) {
  12. //            //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
  13. //        }
  15.         //遍历集合
  16.         Iterator<String> it = set.iterator();
  17.         while (it.hasNext()){
  18.             String s = it.next();
  19.             System.out.println(s);
  20.         }
  21.         System.out.println("-----------------------------------");
  22.         for (String s : set) {
  23.             System.out.println(s);
  24.         }
  25.     }
  26. }

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
  • 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

3.2TreeSet集合基本使用【应用】

存储Integer类型的整数并遍历

  1. public class TreeSetDemo01 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         //创建集合对象
  4.         TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();
  6.         //添加元素
  7.         ts.add(10);
  8.         ts.add(40);
  9.         ts.add(30);
  10.         ts.add(50);
  11.         ts.add(20);
  13.         ts.add(30);
  15.         //遍历集合
  16.         for(Integer i : ts) {
  17.             System.out.println(i);
  18.         }
  19.     }
  20. }

3.3自然排序Comparable的使用【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
  • 代码实现
    学生类
  1. public class Student implements Comparable<Student>{
  2.     private String name;
  3.     private int age;
  5.     public Student() {
  6.     }
  8.     public Student(String name, int age) {
  9.         this.name = name;
  10.         this.age = age;
  11.     }
  13.     public String getName() {
  14.         return name;
  15.     }
  17.     public void setName(String name) {
  18.         this.name = name;
  19.     }
  21.     public int getAge() {
  22.         return age;
  23.     }
  25.     public void setAge(int age) {
  26.         this.age = age;
  27.     }
  29.     @Override
  30.     public String toString() {
  31.         return "Student{" +
  32.                 "name='" + name + '\'' +
  33.                 ", age=" + age +
  34.                 '}';
  35.     }
  37.     @Override
  38.     public int compareTo(Student o) {
  39.         //按照对象的年龄进行排序
  40.         //主要判断条件: 按照年龄从小到大排序
  41.         int result = this.age - o.age;
  42.         //次要判断条件: 年龄相同时，按照姓名的字母顺序排序
  43.         result = result == 0 ? this.name.compareTo(o.getName()) : result;
  44.         return result;
  45.     }
  46. }
测试类

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("zhaoliu",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);
        }
    }
}

3.4比较器排序Comparator的使用【应用】

  • 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
  • 代码实现
    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

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();
                //次要条件
                result = result == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : result;
                return result;
            }
        });
    //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);
    //遍历集合
        for (Teacher teacher : ts) {
            System.out.println(teacher);
        }
    }
}

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
  • 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】

  • 二叉树的特点
    • 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
  • 二叉树结构图
    day-10集合 - 图1

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
    day-10集合 - 图2
  • 二叉查找树和二叉树对比结构图
    day-10集合 - 图3
  • 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

day-10集合 - 图4

4.3平衡二叉树【理解】

  • 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
  • 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
    • 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

day-10集合 - 图5day-10集合 - 图6

  • 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
      day-10集合 - 图7
      day-10集合 - 图8
    • 平衡二叉树和二叉查找树对比结构图
      day-10集合 - 图9
    • 平衡二叉树旋转的四种情况
  • 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
      day-10集合 - 图10
  • 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
      day-10集合 - 图11
  • 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
      day-10集合 - 图12
  • 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
      day-10集合 - 图13

4.3红黑树【理解】

  • 红黑树的特点
    • 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
  • 红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. 如果一个节点没有子节点或者父节点,则该节点相应的指针属性值为Nil,这些Nil视为叶节点,每个叶节点(Nil)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
      day-10集合 - 图14
  • 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
      day-10集合 - 图15
  • 红黑树添加节点后如何保持红黑规则
    • 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