【系统学习】2-Java进阶知识总结-3-集合-1-补充【泛型、树、数据结构】

文章目录

泛型
- 什么是泛型？
- 常见的泛型标识符
- 泛型类
- 泛型方法
- 泛型接口
- 通配符
树
- 树的基本概念
- 什么是二叉树？
- 二叉树--普通二叉树
- 二叉树--二叉查找树
- - 定义规则
  - 优缺点
- 二叉树--平衡二叉树
- - 定义规则
  - 旋转机制
- 二叉树--红黑树
- - 定义规则
  - 红黑规则
常见数据结构
- 总体特点
- 结构图

泛型

什么是泛型？

含义的理解还不够深入

泛型：指广泛的数据类型

本质：是参数化类型，即操作的数据类型被指定为一个参数。

用途：泛型可以用在类、接口、方法中，分别称为：泛型类、泛型接口、泛型方法。

版本信息：于JDK5版本引入

常见的泛型标识符

E	T	K	V	N	？
Element	Type	Key	Value	Number	通配符
集合元素	表示任意Java类的类型	键类型	值类型	数值类型	表示任意类型

通配符?：可以理解为所有类的父类

泛型类

示例

package com.itheima.day10.generics;

import java.util.ArrayList;

public class GenericsDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        Student<Integer> stu = new Student<>(); // 正确
        Student<int> stu = new Student<>();   // 错误，泛型类只能是引用数据类型
    }
}

class Student<E> {
    private E e;

    public E getE() {
        return e;
    }

    public void setE(E e) {
        this.e = e;
    }
}

特点

泛型类只能写引用数据类型！！
泛型类，只有创建对象的时候，才能确定泛型具体的类型

泛型方法

非静态的泛型方法

特点：根据类的泛型去匹配：类的泛型传入什么类型，方法就传入什么类型

泛型类型确定的时机：类创建实例对象的时候

举例：上述的get()、set()方法

静态的泛型方法

特点：必须声明出自己独立的泛型

因为：静态方法随着类的加载而加载，此时类还没创建，就没有具体类型，静态方法就会有问题，所以要声明自己独立的泛型

泛型类型确定的时机：该方法被调用的时候

举例：

package com.itheima.day10.generics;

public class GenericsDemo3 {
    public static void main(String[] args) {

        String[] arr1 = {"张三", "李四", "王五"};
        Integer[] arr2 = {11, 22, 33};
        Double[] arr3 = {11.1, 22.2, 33.3};

        printArray(arr1);
        printArray(arr2);
        printArray(arr3);
    }

    public static <T> void printArray(T[] arr) {
        System.out.print("[");
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            System.out.print(arr[i] + ", ");
        }
        System.out.println(arr[arr.length - 1] + "]");
    }
}

泛型接口

特点：类实现接口的时候，可以有两种选择：确定泛型类型；保留泛型类型

interface Inter<E> {
    void show(E e);
}

示例1：类实现接口的时候，直接确定类型（就变成普通类了）

class InterAImpl implements Inter<String> {

    @Override
    public void show(String s) {
    }
}

示例2：延续接口的泛型，等创建对象的时候确定（变成泛型类）

class InterBImpl<E> implements Inter<E>{

    @Override
    public void show(E e) {
    }
}

通配符

这部分的概念也有点难理解

通配符的类别

?	? extends xxx	? super xxx
无边际通配符	固定上边界统配符	固定下边界统配符
<?>	<? extends E>	<? super E>
泛型可以接受未知类型的数据（任意类型）	限制泛型可以接受的类型为：xxx及xxx的子类、实现接口xxx的类	限制泛型可以接受的类型为：xxx及xxx的父类

示例

// 父类
@Data
abstract class Employee {
    private String name;
    private double salary;

    public abstract void work();
}

// 继承的子类
class Coder extends Employee {
    @Override
    public void work() {
        System.out.println("程序员写代码...");
    }
}

class Manager extends Employee {
    @Override
    public void work() {
        System.out.println("项目经理分配任务...");
    }
}

// 调用
public class GenericsDemo5 {
    public static void main(String[] args) {

        ArrayList<Coder> list1 = new ArrayList<>();
        list1.add(new Coder());

        ArrayList<Manager> list2 = new ArrayList<>();
        list2.add(new Manager());

        method(list1); // 固定上界统配符
        method(list2); // 固定下界统配符
    }

    public static void method(ArrayList<? extends Employee> list){
        for (Employee o : list) {
            o.work();
        }
    }
    
    public static void method1(ArrayList<? super Employee> list){
        for (Object A : list) {
            Employee o = (Employee)A;
            o.work();
        }
    }    
}

树

树的基本概念

概念	理解
节点（结点、Node）	上边的每一个圈圈都是一个节点【节点内部存储有：父节点地址、节点数据值、左子节点地址、右子节点地址】
度	每一个节点的子节点数量【在二叉数中，任意节点的度<=2】
树高	整棵树的层数【上边数的树高=4】
根节点	最顶层的节点【节点值为22的这个节点，其左子节点为18，右子节点为26，没有父节点】
左子节点	【22的左子节点是18】
右子节点	【22的右子节点是26】
根节点的左子树	【18节点及其所有子节点】
根节点的右子树	【26节点及其所有子节点】

什么是二叉树？

二叉树是每个节点最多有两个子树的树结构。

下边相关二叉树，先学习基本特点和优缺点，后续做题的时候，再学习相关原理、方法，写出代码

二叉树–普通二叉树

仅满足二叉树的规则，没有多余的特点

二叉树–二叉查找树

二叉排序树，又称二叉查找树，亦称二叉搜索树

定义规则

若左子树不为空，则左子树上所有节点的值均小于或等于它的根节点的值
若右子树不为空，则右子树上所有节点的值均大于或等于它的根节点的值
任意节点的左右子树，也都是二叉查找树

优缺点

优点：常规情况下，元素查找速度快，每一次查找，筛选掉剩余元素的一半
不足：特殊二叉查找树（所有节点仅有右节点或仅有左节点），每次查找只能过滤掉一个元素，查找速度变得跟数组一样

二叉树–平衡二叉树

定义规则

1、平衡二叉树由若干个节点组成

2、如果一颗二叉树不为空，那么至少拥有一个根节点，且根节点没有父节点

3、每个子节点都符合如下规范：

节点的数值限制：没有键值相等的节点
节点的子节点数量限制：每个节点可以拥有最多两个子节点
节点的左子树数值限制：若任意节点的左子树不空，则左子树上所有的节点值均小于该节点的值
节点的右子树数值限制：若任意节点的右子树不空，则右子树上所有节点的值均大于该节点的值
节点的左、右子树高度限制：节点左树和右树的高度差的绝对值小于等于1

旋转机制

挺巧妙地，用到了再说

二叉树–红黑树

定义规则

用到再说

红黑规则

用到再说

常见数据结构

总体特点

数据结构	结构	操作	特点	补充
栈	一端开口（栈顶）一端封闭（栈底）	从栈顶到栈底：进栈/压栈从栈底到栈顶：出栈/弹栈	后进先出，先进后出
队列	一端开口（后端）一端开口（前端）	入队列（后端）、出队列（前端）	先进先出，后进后出
数组	起始地址值、索引	根据地址值和索引定位数据	查询速度快（且一致）：索引+地址值定位；增、删效率低：增删过程大概率伴随大量数据移动
链表	基本组成：节点本身地址、数据、下一个节点的地址		查询慢：查询任何数据都要从头开始查增删相对快：查到对应元素，更改节点存储内容即可，不需要多余的移动	存储内存不连续
双向链表	基本组成：节点前一个节点地址、数据、下一个节点的地址		同【链表】	存储内存不连续
树	见【补充知识-树】