Java学习日记基础篇（九) —— 集合框架，泛型，异常

集合框架

　　有事我们会需要一个能够动态的调整大小的数组，比如说要添加新员工但是数组已经满了，并且数组的大小是在定义的时候定死的，所以我们就需要一个能够动态调整大小的数组或者用链表解决，而java中提供了这样一组数组，名为集合类。（有事还是需要链表来解决一些问题的）

　　　　

重要的就是linkedlist，arraylist，vector，hashset，hashmap

 从图中可以看出Java的集合类主要有以下几种：

• List结构的集合类 —— ArrayList类，LinkedList类，Vector类，Stack类
• Map结构的集合类 —— HashMap类，HashTable类
• Set结构的集合类 —— HashSet类，Hashtable类
• Queue结构的集合 —— Queue接口

List类——列表结构

ArrayList和Vector的区别

1. 同步性：Vector是同步的而ArrayList则是异步的。所以ArrayList是不安全的但是效率高。
2. 数据增长：Vector会增长一倍的原数组的大小，ArrayList会增长原来的50%，所以集合所占的空间要比实际的需求要大

ArrayList类

//使用ArrayList类就要引入一个包
import java.util.*;
public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        //定义一个ArrayList对象
        ArrayList al = new ArrayList();
        
        //显示大小,用ArrayList类提供的size方法
        System.out.println("大小是："+al.size());
        
        //向al中加入数据(类型是Object,Java中所有的类都是从Object中集成下来的，这意味着集合中可以放所有类型的类)
        //创建一个职员
        Clerk clerk1 = new Clerk("松江", 50, 1000);
        Clerk clerk2 = new Clerk("吴用",45,1200);
        //将clerk1加入到al中
        al.add(clerk1);//默认加载到尾部
        al.add(clerk2);
        System.out.println("大小是："+al.size());
        
        //如何访问al中对象(数据)
        //访问第一个对象
        //Clerk temp = al.get(0);//get()返回的对象是object类型的,是clerk类型的父类,所以会报错
        //强制转换
        Clerk temp = (Clerk)al.get(0);
        System.out.println("第一个人的名字是:"+ temp.getName());
        
        //从al中删除一个对象
        al.remove(1);
    }
}
class Clerk
{
    private String name;
    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;
    }
    public float getSal() {
        return sal;
    }
    public void setSal(float sal) {
        this.sal = sal;
    }
    private int age;
    private float sal;
    public Clerk(String name,int age,float sal)
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.sal = sal;
    }
}

用ArrayList来实现一个简单的员工管理系统

LinkedList类

import java.util.*;
public class test4 {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        LinkedList l1 = new LinkedList();
        Emp emp1 = new Emp("sa01","aa",1.2f);
        Emp emp2 = new Emp("sa01","bb",1.2f);
        l1.addFirst(emp1);//直接往前加,在链表的最前边
        l1.addFirst(emp2);
        for(int i=0;i<l1.size();i++)
        {
            System.out.println(((Emp)l1.get(i)).getName());
        }
        l1.remove(0);//删除也是原来的命令
        for(int i=0;i<l1.size();i++)
        {
            System.out.println(((Emp)l1.get(i)).getName());
        }
    }
}

Vector类

Stack类

Map结构的集合类

HashMap和Hashtable的区别

1. 历史原因：Hashtable是基于陈旧的Dictonary类的，HashMap是java 1.2引进的Map接口的一个实现　
2. 同步性：HashTable是同步的。这个类中的一些方法保证了Hashtable中的对象是线程安全的。而HashMap则是异步的，因此HashMap中的对象并不是线程安全的。因为同步的要求会影响执行的效率，所以如果不需要线程安全的集合那么使用HashMap是一个很好的选择，这样可以避免由于同步带来的不必要的性能开销，从而提高效率
3. 值：HashMap可以让你将空值作为一个表的条目的key或value，但是Hashtable是不能放入空值的

HashMap类

public class test7 {
    public static void main(String[] args)
    {
        //创建一个HashMap对象
        HashMap hm = new HashMap();
        Emp emp1 = new Emp("s001","aaa",12.3f);
        Emp emp2 = new Emp("s002","bbb",12.3f);
        Emp emp3 = new Emp("s003","ccc",2.3f);
        
        
        //将emp放入到hm中
        //以键值对的形式存入的,查询的时候可以通过是否有指定键或值来查找
        //键是key,值是value
        hm.put("s001", emp1);
        hm.put("s002", emp2);            
    }
}

HashMap的对象的键的值是唯一的

public class test7 {
    public static void main(String[] args)
    {
        //创建一个HashMap对象
        HashMap hm = new HashMap();
        Emp emp1 = new Emp("s001","aaa",12.3f);
        Emp emp2 = new Emp("s002","bbb",12.3f);
        Emp emp3 = new Emp("s003","ccc",2.3f);
        
        
        //将emp放入到hm中
        //以键值对的形式存入的,查询的时候可以通过是否有指定键或值来查找
        //键是key,值是value
        hm.put("s001", emp1);
        hm.put("s002", emp2);
        hm.put("s002", emp3);//emp3会替换掉emp2,不键允许重复
        
        //如果你要查找编号是s002的人
        if(hm.containsKey("s002"))//有这个键就返回真,没有就返回假
        {
            System.out.println("有这个员工");
            //如何取出
            Emp emp=(Emp)hm.get("s002");
            System.out.print("名字:"+emp.getName());
        }
        else{System.out.println("没有");}    
    }
}

遍历集合中所有的对象

import java.util.*;
public class test7 {
    public static void main(String[] args)
    {
        //创建一个HashMap对象
        HashMap hm = new HashMap();
        Emp emp1 = new Emp("s001","aaa",12.3f);
        Emp emp2 = new Emp("s002","bbb",12.3f);
        Emp emp3 = new Emp("s003","ccc",2.3f);
            
        //将emp放入到hm中
        hm.put("s001", emp1);
        hm.put("s002", emp2);
        hm.put("s003", emp3);//emp3会替换掉emp2,不键允许重复            
        
        //遍历HashMap中所有的key和value
        //用迭代器Iterator
        Iterator it = hm.keySet().iterator();
        
        //hasNext返回一个boolean
        while(it.hasNext())
        {
            //取出key
            String key = it.next().toString();
            //通过key取出value
            Emp emp =(Emp)hm.get(key);
            System.out.println("名字:"+emp.getName());
        }
    }
}

　　注意：取出来的是乱序的，所以这是它的一个缺点

Hashtable类

总结

java的设计者给我们提供了这些集合类，在后面编程中式相当有用的，具体什么时候用什么集合，要根据我们刚才分析的集合一同来选取。

1. 如果要求线程安全，使用Vector、Hashtable
2. 如果不要求线程安全，应使用ArrayList，LinkedList，HashMap
3. 如果要求有--键值对，则使用HashMap，Hashtable
4. 如果数据量很大，又要考虑线程安全用Vector

 泛型

　　泛型的本质是参数化类型，也就是说所有操作的数据类型被指定成为一个参数。这种参数类型可以在类，接口和方法的创建中，分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。

　　Java引入泛型的好处是安全简单。泛型的好处是在编译的时候检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的，提高代码的重用率。

 案例：取出集合中的对象的时候需要进行强制的类型转换，否则会报错

import java.util.*;

 * 功能:了解泛型的必要性
 * 时间:2018.10.26
 
public class test4 {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        ArrayList al = new ArrayList();
        Dog dog1 = new Dog();
        //放入到集合中
        al.add(dog1);
        //取出
        Dog temp = (Dog)al.get(0);//要有一个强转类型
    }
}

class Dog
{
    private String name;
    private int 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;
    }
    
}

　　　　 

　　我们在创建一个猫类，可以看出猫类中属性的数据类型和狗类的完全相同，但是表达的意义却不相同，这会引发一个常见的错误，dog类不能转换成dog类型

package project1;
import java.util.*;

 * 功能:了解泛型的必要性
 * 时间:2018.10.26
 
public class test4 {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        ArrayList al = new ArrayList();
        Dog dog1 = new Dog();
        //放入到集合中
        al.add(dog1);
        //取出
        //Dog temp = (Dog)al.get(0);//要有一个强转类型
        Cat temp = (Cat)al.get(0);    //这样写也不会报错,
        //但编译的时候会出错--类型转换出错
    }

}

class Dog
{
    private String name;
    private int 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;
    }
    
}

class Cat
{
    private String color;
    public String getColor() {
        return color;
    }
    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    private int age;
}

　　　　

　　　　

　　　　

 用泛型类解决这个问题

　　　　

　　　　

泛型的经典用法——Java中的反射机制

public class test5 {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Gen<String> gen1 = new Gen<String>("aaa");//括号内填写字符串类型
        gen1.showTypeName();
        Gen<Integer> gen2 = new Gen<Integer>(1);//括号内是Integer类型
        gen2.showTypeName();
        
        //
        Gen<Bird> gen3 = new Gen<Bird>(new Bird());//括号内是自己新new的Bird类型
        gen3.showTypeName();
        
    }

}

//定义一个鸟类
class Bird
{
    public void testt1()
    {
        System.out.println("aa");
    }
    public void count(int a,int b)
    {
        System.out.println(a+b);
    }
}
class Gen<T>    //T是自己定义的一个类,传入的是什么类型就是什么类型
{
    private T o;
    //构造函数
    public Gen(T a)
    {
        o=a;
    }
    //得到T的类型名称
    public void showTypeName()
    {
        System.out.println("类型是:"+o.getClass().getName());
    }
    
}

结果:
类型是:java.lang.String
类型是:java.lang.Integer
类型是:project1.Bird

　　通过反射机制可以拿到类的很多信息

import java.lang.reflect.Method;
public class test5 {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {

        
        //
        Gen<Bird> gen3 = new Gen<Bird>(new Bird());//括号内是自己新new的Bird类型
        gen3.showTypeName();
        
    }

}

//定义一个鸟类
class Bird
{
    public void testt1()
    {
        System.out.println("aa");
    }
    public void count(int a,int b)
    {
        System.out.println(a+b);
    }
}
class Gen<T>    //T是自己定义的一个类,传入的是什么类型就是什么类型
{
    private T o;
    //构造函数
    public Gen(T a)
    {
        o=a;
    }
    //得到T的类型名称
    public void showTypeName()
    {
        System.out.println("类型是:"+o.getClass().getName());
        
        //通过反射机制,我们可以得到T这个类型的很多信息(比如得到成员函数名)
        Method []m = o.getClass().getDeclaredMethods();
        //这个method需要导包
        
        for(int i=0;i<m.length;i++)
        {
            System.out.println("函数名:"+m[i].getName());
        }
    }
}


运行结果:
类型是:project1.Bird
函数名:count
函数名:testt1

 泛型的优点

1. 类型安全
2. 向后兼容
3. 层次清晰
4. 性能较高用GJ（Generic in Java泛型Java）编写的代码可以为java编译器和虚拟机带来更多的类型信息，这些信息对java程序做进一步优化提供条件着（以后就明白了）

异常处理

　　基本概念：当出现程序无法控制的外部环境问题（用户提供的文件不存在，文件内容损坏，网络不可用。。。）时，Java就会用异常对象来描述。

Java中用两种方法处理异常：

　　1、在发生异常的地方直接处理

　　2、将异常抛给调用者，让调用者处理

异常分类

1. 检查性异常：java.lang.Exception
2. 运行期异常：java.lang.RuntimeException
3. 错误：java.lang.Error

　　顶层都是java.lang.Throwable集成而来，检查性异常，运行期异常，错误都是这个类的子孙类。

• 检查性异常（也叫编译异常）：程序正确，但因为外在的环境条件不满足引发。例如：用户错误及I/O问题。这不是程序本身的逻辑错误。对于商用软件系统，程序开发者必须考虑并处理这个问题。Java编译器强制要求处理这类异常，如果不能捕获这类异常，程序将不能被编译。
• 运行期异常：这意味着程序存在bug，如数组越界，0被除，入参不满足规范等等，这类异常需要更改程序来避免，Java编译器要求强制处理这类异常。
• 错误：一般很少见，也很难通过程序解决。它可能源于程序的bug，但一般更可能源于环境问题，如内存耗尽，杀毒软件太sd。错误在程序中无需处理，而由运行环境处理。

 案例：

package project1;
//要使用打开文件的类,就要引入IO包
import java.io.*;
import java.net.*;

public class test6 {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        //检查异常 1.打开一个不存在的文件
        FileReader fr = new FileReader("d:\a.text");
        
        //2.连接一个不存在的ip端口
        Socket s = new Socket("192.168.1.23" , 78);
        
    }

}

　　　　　　

　　　　

运行期异常排错要比检查性异常难得多

public class test7 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.除0操作
        int a=4/0;

        //2.数组越界
        int arr[] = {1,2,3};
        System.out.println(arr[123]);
    }

}

错误

 异常的解决方法——捕获异常以及将异常抛出去

捕获异常

import java.io.*;
public class test8 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            FileReader fr=new FileReader("d:\aa.text");
        } 
        catch (Exception e)//Exception是最大的异常 
        {
            // 把异常输出出来,易于排错
            e.printStackTrace();
        }
        
        //最小捕获--有什么异常就捕获什么异常
        try {
            FileReader fr=new FileReader("d:\aa.text");
        } 
        catch (FileNotFoundException e)        //
        {
            // 把异常输出出来,易于排错
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

如果是最小捕获异常的话一次只能捕获一个异常

　　　　

import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class test8 {
    public static void main(String[] args) {
        
        //最小捕获--有什么异常就捕获什么异常
        try {
            FileReader fr=new FileReader("d:\aa.text");
            Socket s = new Socket("192.168.1.23",88);//因为上局话出现异常后直接就跳到下面去了,所以这句话不会被执行
        } 
        catch (FileNotFoundException e)        
        {
            e.printStackTrace();
        }
        catch(IOException e2)
        {
            e2.printStackTrace();    //但这句话不会执行
        }
    }
}

最大捕获则没有问题

　　　　

还可以用getMessage方法输出信息，但是输出的内容简单，不会显示是哪一行出错

import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class test8 {
    public static void main(String[] args) {
        
        //最小捕获--有什么异常就捕获什么异常
        try {
            FileReader fr=new FileReader("d:\aa.text");
        } 
        catch (FileNotFoundException e)        
        {
            //输出错误信息
            e.printStackTrace();
            System.out.println("message:=" + e.getMessage());
            //处理方法
        }
    }
}

finally

 　　他是一个万能保险，经常使用。如果把finally块置放在try...catch...语句之后，finally块的语句一般都会得到执行，它相当于一个万能的保险，即使前面的try块发生异常，而又没有对应的异常的catch块，finally块将马上执行。

　　以下情况finally块将不会被执行

1. finally块中发生了异常
2. 程序所在线程死亡
3. 在前面的代码中用了System.exit();   退出系统
4. 关闭cpu

 打开文件后，不关闭是无法保存的

import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class test9 {
    public static void main(String[] args) {
        
        FileReader fr=null;
        try {
            fr=new FileReader("d:\aa.txt");
            Socket s = new Socket("192.168.1.1",78);
        } 
        catch (Exception e)        
        {
            e.printStackTrace();
        }
        //此时会出现这样一种情况
        //d盘中有这个文件,文件被打开了,但是没有这台主机,所以下面的会抛出异常
        //这就造成了文件会一直打开的状态,文件不关闭是无法进行保存的
        //这是就需要finally语句,如果没有特殊情况它是一定会执行的
        finally{
            System.out.println("进入finally");
            //这个语句块,不管有没有出现异常,都会执行
            //一般来说,把需要关闭的资源,比如说文件,打开的链接(数据库),内存等等
            if(fr!=null)    //如果文件不是空,就关闭它
            {
                try {
                    fr.close();//它还是有个异常,我们把它也try..catch掉
                } catch (Exception e2)  {
                    // TODO: handle exception
                    e2.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

注意：只有没有catch，只有try和finally也是能用的，但是一般没人这么用

 抛出异常——将异常抛给调用者

 一般不会这么用

import java.io.FileReader;
public class test91 {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Father father = new Father();
        father.test1();
    }
}

class Father
{
    private Son son = null;
    public Father()
    {
        son = new Son();
        
    }
    public void test1()
    {
        System.out.println("ellie");
//        son.test2();//此时这个方法会抛出一个异常
        try {
            son.test2();
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
            System.out.println("父亲在处理");
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class Son
{
    public void test2() throws Exception    //扔出去
    {
        FileReader fr = null;
        //fr = new FileReader("d:\dd.txt");//不try catch这条语句做处理,程序是无法执行的
        //如果不想处理它,就把他扔出去
        fr = new FileReader("d:\dd.txt");
    }
}

报错信息——提示好几个地方有错的时候，只看最前面的错误就可以了