Java认证之Java数组与容器类的分析资料（4）

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Java认证之Java数组与容器类的分析资料（4）
( D9 s7 a+ D* B6 h1 Y" g6 z/ w　3.HashMap 的性能因子
0 W+ j, [8 ^7 P. r/ @6 Z2 ?　　容量 （capacity）： 散列表中 bucket 的数量。
+ u/ a3 C6 h6 q1 m" K　　初始化容量 （initial capacity）： 创建散列表时 bucket 的数量。可以在构造方法中指定 HashMap 和 HashSet 的初始化容量。
) W9 J- V  V6 l) d　　尺寸 （size）： 散列表中记录的数量。 （ 数组的元素个数，非 list 中元素总和 ）
　　负载因子 （load factor）： 尺寸 / 容量。负载因子为 0 ，表示空的散列表， 0.5 表示半满的散列表。轻负载的散列表具有冲突少，适宜插入与查询的特点，但是使用迭代器遍历会比较慢。较高的负载会减少所需空间大小。当负载达到指定值时， 容器会自动成倍地增加容量，并将原有的对象重新分配，存入新的 bucket 中，这个过程称为“重散列”。
　　4. 重写 hashCode（） 的关键
5 ?: K4 Q6 H7 i8 P　　（1） 对同一个对象调用 hashCode（） 都应该生成同样的值。
8 f( l. m3 d& N" p* t$ ^; l　　（2） hashCode（） 方法不要依赖于对象中易变的数据，当数据发生变化时， hashCode（） 就会生成一个不同的散列码，即产生了一个不同的 label 。
) _  p' O7 V( ~3 V% z) a4 k　　（3） hashCode（） 不应依赖于具有唯一性的对象信息，例如对象地址。
　　（4） 散列码应该更关心速度，而不是唯一性，因为散列码不必是唯一的。
　　（5） 好的 hashCode（） 应该产生分步均匀的散列码。在 Effective Java （Addison-Wesley 2001） 中， Joshua Bloch 给 hashCode（） 给出了设计指导，可以参考。
　　编写正确高效的 hashCode（） 和 equals（） 可以参考 Apache 的 Jakarta Commons 项目中的工具。
　　java 集合类总结
　　对象的集合
2 |5 n. Z0 k+ m& U- l. K　　如果程序的对象数量有限，且寿命可知，那么这个程序是相当简单的。
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数组</p>　　数组与其它容器的区别体现在三个方面：效率，类型识别以及可以持有primitives。数组是Java 提供的，能随机存储和访问reference序列的诸多方法中的，最高效的一种。数组是一个简单的线性序列，所有它可以快速的访问其中的元素。但是速度是 有代价的；当你创建了一个数组之后，它的容量就固定了，而且在其生命周期里不能改变。也许你会提议先创建一个数组，等到快不够用的时候，再创建一个新的， 然后将旧的数组里的reference全部导到新的里面。其实（我们以后会讲的）ArrayList就是这么做的。但是这种灵活性所带来的开销，使得 ArrayList的效率比起数组有了明显下降。
　　Java 对数组和容器都做边界检查；如果过了界，它旧会给一个RuntimeException。这种异常表明这个错误是由程序员造成的，这样你就用不着再在程序 里面检查了。
& {; ]* {% Y% e- G4 f$ d4 K　　还有一些泛型容器类包括List，Set 和Map。他们处理对象的时候就好像这些对象都没有自己的具体类型一样。也就是说，容器将它所含的元素都看成是（Java 中所有类的根类）Object的。这样你只需要建一种容器，就能把所有类型的对象全都放进去。从这个角度来看，这种做法很不错（只是苦了 primitive。如果是常量，你还可以用Java 的 primitive的Wrapper类；如果是变量，那就只能放在你自己的类里了）。与其他泛型容器相比，这里体现数组的第二革优势：创建数组的时候，你 也同时指明了它所持有的对象的类型（这又引出了第三点－－数组可以持有primitives，而容器却不行）。也就是说，它会在编译的时候作类型检查，从 而防止你插入错误类型的对象，或者是在提取对象的时候把对象的类型给搞错了。Java 在编译和运行时都能阻止你将一个不恰当的消息传给对象。所有这并不是说使用容器就有什么危险，只是如果编译器能够帮你指定，那么程序运行会更快，最终用户 也会较少收到程序运行异常的骚扰。
- F; I; R4 m" q8 f: _) p, C$ G　　从效率和类型检查的角度来看，使用数组总是没错的。但是，如果你在解决一个更为一般的问题，那数组就会显得功能太弱了点。
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+ K5 T  z. u' l3 ~' y1 \3 U数组是第一流的对象
, y$ ^; N" F: P　　不管你用的是那种类型的数组，数组的标识符实际上都是一个“创建在堆（heap）里的实实在在的对象的”reference。实际上是那个对象持 有其他对象的reference。你即可以用数组的初始化语句，隐含地创建这个对象，也可以用new表达式，明确地创建这个对象，只读的length属性 能告诉你数组能存储多少元素。它是数组对象的一部分（实际上也是你唯一能访问的属性或方法）。‘［］’语法是另一条访问数组对象的途径。
" F" o$ Q& X. w. R3 {　　你没法知道数组里面究竟放了多少元素，因为length只是告诉你数组能放多少元素，也就是说是数组对象的容量，而不是它真正已经持有的元素的数 量。但是，创建数组对象的时候，它所持有的reference都会被自动地初始化为null，所以你可以通过检查数组的某个 “槽位”是否为null，来判断它是否持有对象。以此类推，primitive的数组，会自动来数字初始化为零，字符初始化为 （char）0，boolean初始化为false。
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primitive容器</p>　　容器类只能持有Object对象的reference。而数组除了能持有Objects的reference之外，还可以直接持有 primitive。当然可以使用诸如Integer，Double之类的wrapper类。把primitive的值放到容器中，淡这样总有点怪怪的。 此外， primitive数组的效率要比wrapper类容器的高出许多。
' ^7 K8 p' g7 t/ c　　当然，如果你使用primitive的时候，还需要那种“能随需要自动扩展的”容器类的灵活性，那就不能用数组了。你只能用容器来存储 primitive的wrapper类。
返回一个数组
　　假设你写了一个方法，它返回的不是一个而是一组东西。那么在Java 中就可以返回的“就是一个数组”。与C++不同，你永远也不必为Java 的数组操心－－只要你还需要它，它就还在；一旦你用完了，垃圾回收器会帮你把它打扫干净。
' P0 a9 A$ u' X9 }1 S; }. T1 H　　Arrays类
! L6 k7 o3 j3 b% G" \　　java .util 里面有一个Arrays类，它包括了一组可用于数组的static方法，这些方法都是一些实用工具。其中有四个基本方法：用来比较两个数组是否相等的 equals（）；用来填充的fill（）；用来对数组进行排序的sort（）；以及用于在一个已排序的数组中查找元素的 binarySearch（）。所有这些方法都对primitive和Object进行了重载。此外还有一个asList（）方法，它接受一个数组，然后 把它转成一个List容器。
　　虽然Arrays还是有用的，但它的功能并不完整。举例来说，如果它能让我们不用写for循环就能直接打印数组，那就好了。此外，正如你所看到的 fill（）只能用一个值填数组。所以，如果你想把随即生成的数字填进数组的话，fill（）是无能为力的。
　　复制一个数组
　　Java 标准类库提供了一个System.arraycopy（）的static方法。相比for循环，它能以更快的速度拷贝数组。 System.arraycopy（）对所有类型都作了重载。
　　对象数组和primitive数组都能拷贝。但是如果你拷贝的是对象数组，那么你只拷贝了它们的reference－－对象本身不会被拷贝。这被 成为浅拷贝（shallow copy）。
　　数组的比较
　　为了能比较数组是否完全相等，Arrays提供了经重载的equals（）方法。当然，也是针对各种primitive以及 Object的。两个数组要想完全相等，他们必须有相同数量的元素，而且数组的每个元素必须与另一个数组的相对应的位置上的元素相等。元素的相等姓，用 equals（）判断。（对于 primitive，它会使用其wrapper类的equals（）；比如int使用Integer.equals（）。）。
　　数组元素的比较
　　Java 里面有两种能让你实现比较功能的方法。一是实现java .lang.Comparable 接口，并以此实现类“自有的”比较方法。这是一个很简单的接口，它只有一个方法compareTo（）。这个方法能接受另一个对象作为参数，如果现有对象 比参数小，它就会返回一个负数，如果相同则返回零，如果现有的对象比参数大，它就返回一个正数。
$ N5 H7 B& L% P) A" p5 o4 E7 ?　　static randInt（）方法会生成一个介于0到100之间的正数。

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　现在架设，有人给你一个没有实现Comparable接口的类，或者这个类实现了Comparable接口，但是你发现它的工作方式不是你所希望 的，于是要重新定义一个新的比较方法。Java 没有强求你一定要把比较代码塞进类里，它的解决方案是使用“策略模式（strategy design pattern）”。有了策略之后，你就能把会变的代码封装到它自己的类里（即所谓的策略对象strategy object）。你把策略对象交给不会变的代码，然后用它运用策略完成整个算法。这样，你就可以用不同的策略对象来表示不同的比较方法，然后把它们都交给 同一个排序程序了。接下来就要“通过实现Comparator接口”来定义策略对象了。这个接口有两个方法compare（）和equals（）。但是除 非是有特殊的性能要求，否则你用不着去实现equals（）。因为只要是类，它就都隐含地继承自Object，而Object里面已经有了一个 equals（）了。所以你尽可以使用缺省的Object的equals（），这样就已经满足接口的要求了。</p>　　Collections类里专门有一个会返回与对象自有的比较法相反的Comparator的方法。它能很轻易地被用到CompType上面。
3 w& x% l8 Q) C+ `( x. f! a) ~" l　　Collections.reverseOrder（）返回了一个Comparator的reference。
/ u* J3 Z  B* l- o' g9 a　　compare（）方法会根据第一个参数是小于，等于还是大于第二个参数，分别返回负整数，零或是正整数。
* G# [! ?* z9 o& `　　数组的排序
7 R- ~# X9 w; C1 {2 [　　有了内置的排序方法之后，你就能对任何数组排序了，不论是primitive的还是对象数组的，只要它实现了Comparable接口或有一个与 之相关的Comparator对象就行了。
　　Java 标准类库所用的排序算法已经作了优化－－对primitive，它用的是“快速排序（Quicksort）”，对对象，它用的是“稳定合并排序 （stable merge sort）”。所以除非是prolier表明排序算法是瓶颈，否则你不用为性能担心。
　　查询有序数组
　　一旦数组排完序，你就能用Arrays.binarySearch（）进行快速查询了。但是切忌对一个尚未排序的数组使用 binarySearch（）；因为这么做的结果是没意义的。
' Z; D7 r, m2 |- R　　如果Arrays.binarySearch（）找到了，它就返回一个大于或等于0的值。否则它就返回一个负值，而这个负值要表达的意思是，如果 你手动维护这个数组的话，这个值应该插在哪个位置。