Java程序员从笨鸟到菜鸟之（四）java开发常用类（包装，数字处理集合等）（上）

一：首谈java中的包装类
     Java为基本类型提供包装类，这使得任何接受对象的操作也可以用来操作基本类型，直接将简单类型的变量表示为一个类，在执行变量类型的相互转换时，我们会大量使用这些包装类。java是一种面向对象语言,java中的类把方法与数据连接在一起,并构成了自包含式的处理单元.但在java中不能定义基本类型(primitive type),为了能将基本类型视为对象来处理,并能连接相关的方法,java为每个基本类型都提供了包装类,这样,我们便可以把这些基本类型转化为对象来处理了.这些包装类有:Boolean,Byte,Short,Character,Integer,Long,Float,Void等
值得说明的是,java是可以直接处理基本类型的,但是在有些情况下我们需要将其作为对象来处理,这时就需要将其转化为包装类了.所有的包装类(Wrapper Class)都有共同的方法,他们是:
(1)带有基本值参数并创建包装类对象的构造函数.如可以利用Integer包   装类创建对象,Integer obj=new Integer(145);
(2)带有字符串参数并创建包装类对象的构造函数.如new Integer("-45.36");
(3)生成字符串表示法的toString()方法,如obj.toString().
(4)对同一个类的两个对象进行比较的equals()方法,如obj1.eauqls(obj2);
(5)生成哈稀表代码的hashCode方法,如obj.hasCode();
(6)将字符串转换为基本值的 parseType方法,如Integer.parseInt(args[0]);
(7)可生成对象基本值的typeValue方法,如obj.intValue();
在一定的场合,运用java包装类来解决问题,能大大提高编程效率.
包装类的自动装箱，自动拆箱
所谓装箱，就是把基本类型用它们相对应的引用类型包起来，使它们可以具有对象的特质，如我们可以把int型包装成Integer类的对象，或者把double包装成Double，等等。
所谓拆箱，就是跟装箱的方向相反，将Integer及Double这样的引用类型的对象重新简化为值类型的数据
javaSE5.0后提供了自动装箱与拆箱的功能，此功能事实上是编译器来帮您的忙，编译器在编译时期依您所编写的方法，决定是否进行装箱或拆箱动作。
自动装箱的过程：每当需要一种类型的对象时，这种基本类型就自动地封装到与它相同类型的包装中。

自动拆箱的过程：每当需要一个值时，被装箱对象中的值就被自动地提取出来，没必要再去调用intValue()和doubleValue()方法。
自动装箱，只需将该值赋给一个类型包装器引用，java会自动创建一个对象。例如：Integer i=100;//没有通过使用new来显示建立，java自动完成。
自动拆箱，只需将该对象值赋给一个基本类型即可，例如
· int i = 11; 
· Integer j = i; //自动装箱 
· int k = j //自动拆箱
然而在Integer的自动装拆箱会有些细节值得注意：
public static void main(String[] args) { 
    Integer a=100; 
    Integer b=100;  
    Integer c=200; 
    Integer d=200;  
   System.out.println(a==b);   //1 
   System.out.println(a==100); //2    
  System.out.println(c==d);   //3 
  System.out.println(c==200); //4 
   } 
在java种，"=="是比较object的reference而不是value，自动装箱后，abcd都是Integer这个Oject，因此“==”比较的是其引用。按照常规思维，1和3都应该输出false。但结果是：
true
true
false
true
结果2和4，是因为ac进行了自动拆箱，因此其比较是基本数据类型的比较，就跟int比较时一样的，“==”在这里比较的是它们的值，而不是引用。
对于结果1，虽然比较的时候，还是比较对象的reference,但是自动装箱时，java在编译的时候 Integer a = 100; 被翻译成-> Integer a = Integer.valueOf(100);
关键就在于这个valueOf()的方法。
public static Integer valueOf(int i) {    
final int offset = 128;    
if (i >= -128 && i <= 127) { // must cache    
return IntegerCache.cache[i + offset];    
}    
return new Integer(i);    
}    
private static class IntegerCache {    
private IntegerCache(){}    
static final Integer cache[] = new Integer[-(-128) + 127 + 1];    
static {    
for(int i = 0; i < cache.length; i++)    
cache = new Integer(i - 128);    
}    
}  
根据上面的jdk源码，java为了提高效率，IntegerCache类中有一个数组缓存 了值从-128到127的Integer对象。当我们调用Integer.valueOf（int i）的时候，如果i的值是>=-128且<=127时，会直接从这个缓存中返回一个对象，否则就new一个Integer对象。
具体如下：
static final Integer cache[] = new Integer[-(-128) + 127 + 1]; //将cache[]变成静态 
static { 
        for(int i = 0; i < cache.length; i++) 
        cache[i] = new Integer(i - 128); //初始化cache[i] 
} 
这是用一个for循环对数组cache赋值，cache[255] = new Integer(255-128),也就是newl一个Integer(127) ,并把引用赋值给cache[255],好了，然后是Integer b= 127,流程基本一样，最后又到了cache[255] = new Integer(255-128),这一句，那我们迷糊了，这不是又new了一个对象127吗，然后把引用赋值给cache[255]，我们比较这两个引 用（前面声明a的时候也有一个）,由于是不同的地址，所以肯定不会相等，应该返回false啊！呵呵，这么想你就错了，请注意看for语句给 cache[i]初始化的时候外面还一个{}呢，{}前面一个大大的static关键字，是静态的，那么我们就可以回想下static有什么特性了，只能 初始化一次，在对象间共享，也就是不同的对象共享同一个static数据
。那么当我们Integer b = 127的时候，并没有new出一个新对象来，而是共享了a这个对象的引用，记住，他们共享了同一个引用！！！，那么我们进行比较a==b时，由于是同一个对象的引用（她们在堆中的地址相同），那当然返回true了！！！
二：进军集合类
集合其实就是存放对象的容器，专业点说就是集合是用来存储和管理其他对象的对象，即对象的容器。集合可以扩容，长度可变，可以存储多种类型的数据，而数组长度不可变，只能存储单一类型的元素
用一张图来总结一下集合的总况：

下面是网上找的一个图片：

集合中的结构和几个实现类：

总述：List、Set、Map是这个集合体系中最主要的三个接口。
其中List和Set继承自Collection接口。
Set不允许元素重复。HashSet和TreeSet是两个主要的实现类。
List有序且允许元素重复。ArrayList、LinkedList和Vector是三个主要的实现类。
   Map也属于集合系统，但和Collection接口不同。Map是key对value的映射集合，其中key列就是一个集合。key不能重复，但是value可以重复。HashMap、TreeMap和Hashtable是三个主要的实现类。
   SortedSet和SortedMap接口对元素按指定规则排序，SortedMap是对key列进行排序。
具体来说：
1.Collection 接口用于表示任何对象或元素组。想要尽可能以常规方式处理一组元素时，就使用这一接口。
操作：
(1) 单元素添加、删除操作：

boolean add(Object o):将对象添加给集合

boolean remove(Object o): 如果集合中有与o相匹配的对象，则删除对象o

(2) 查询操作：

int size() ：返回当前集合中元素的数量

boolean isEmpty() ：判断集合中是否有任何元素

boolean contains(Object o) ：查找集合中是否含有对象o

Iterator iterator() ：返回一个迭代器，用来访问集合中的各个元素

(3) 组操作 ：作用于元素组或整个集合

boolean containsAll(Collection c): 查找集合中是否含有集合c 中所有元素

boolean addAll(Collection c) : 将集合c 中所有元素添加给该集合

void clear(): 删除集合中所有元素

void removeAll(Collection c) : 从集合中删除集合c 中的所有元素

void retainAll(Collection c) : 从集合中删除集合c 中不包含的元素

(4) Collection转换为Object数组 ：

Object[] toArray() ：返回一个内含集合所有元素的array

Object[] toArray(Object[] a) ：返回一个内含集合所有元素的array。运行期返回的array和参数a的型别相同，需要转换为正确型别。

此外，您还可以把集合转换成其它任何其它的对象数组。但是，您不能直接把集合转换成基本数据类型的数组，因为集合必须持有对象。

“斜体接口方法是可选的。因为一个接口实现必须实现所有接口方法，调用程序就需要一种途径来知道一个可选的方法是不是不受支持。如果调用一种可选方法 时，一个 UnsupportedOperationException 被抛出，则操作失败，因为方法不受支持。此异常类继承 RuntimeException 类，避免了将所有集合操作放入 try-catch 块。”

Collection不提供get()方法。如果要遍历Collectin中的元素，就必须用Iterator。
2.List接口对Collection进行了简单的扩充，它的具体实现类常用的有ArrayList和LinkedList。你可以将任何东西放到一个 List容器中，并在需要时从中取出。ArrayList从其命名中可以看出它是一种类似数组的形式进行存储，因此它的随机访问速度极快，而 LinkedList的内部实现是链表，它适合于在链表中间需要频繁进行插入和删除操作。在具体应用时可以根据需要自由选择。前面说的Iterator只 能对容器进行向前遍历，而ListIterator则继承了Iterator的思想，并提供了对List进行双向遍历的方法。
(1) 面向位置的操作包括插入某个元素或 Collection 的功能，还包括获取、除去或更改元素的功能。在 List 中搜索元素可以从列表的头部或尾部开始，如果找到元素，还将报告元素所在的位置 :

void add(int index, Object element): 在指定位置index上添加元素element

boolean addAll(int index, Collection c): 将集合c的所有元素添加到指定位置index

Object get(int index): 返回List中指定位置的元素

int indexOf(Object o): 返回第一个出现元素o的位置，否则返回-1

int lastIndexOf(Object o) ：返回最后一个出现元素o的位置，否则返回-1

Object remove(int index)　：删除指定位置上的元素

Object set(int index, Object element) ：用元素element取代位置index上的元素，并且返回旧的元素

(2) List 接口不但以位置序列迭代的遍历整个列表，还能处理集合的子集：

ListIterator listIterator() : 返回一个列表迭代器，用来访问列表中的元素

ListIterator listIterator(int index) : 返回一个列表迭代器，用来从指定位置index开始访问列表中的元素

List subList(int fromIndex, int toIndex) ：返回从指定位置fromIndex（包含）到toIndex（不包含）范围中各个元素的列表视图

“对子列表的更改（如 add()、remove() 和 set() 调用）对底层 List 也有影响。” “ArrayList 和 LinkedList 都实现 Cloneable 接口，都提供了两个构造函数，一个无参的，一个接受另一个Collection”

LinkedList类

LinkedList类添加了一些处理列表两端元素的方法。
(1) void addFirst(Object o): 将对象o添加到列表的开头
void addLast(Object o)：将对象o添加到列表的结尾
(2) Object getFirst(): 返回列表开头的元素
Object getLast(): 返回列表结尾的元素
(3) Object removeFirst(): 删除并且返回列表开头的元素
Object removeLast():删除并且返回列表结尾的元素
(4) LinkedList(): 构建一个空的链接列表
LinkedList(Collection c): 构建一个链接列表，并且添加集合c的所有元素
“使用这些新方法，您就可以轻松的把 LinkedList 当作一个堆栈、队列或其它面向端点的数据结构。”
ArrayList类
ArrayList类封装了一个动态再分配的Object[]数组。每个ArrayList对象有一个capacity。这个capacity表示存储列表中元素的数组的容量。当元素添加到ArrayList时，它的capacity在常量时间内自动增加。
在向一个ArrayList对象添加大量元素的程序中，可使用ensureCapacity方法增加capacity。这可以减少增加重分配的数量。
(1) void ensureCapacity(int minCapacity): 将ArrayList对象容量增加minCapacity
(2) void trimToSize(): 整理ArrayList对象容量为列表当前大小。程序可使用这个操作减少ArrayList对象存储空间。