Java程序設(shè)計(jì)教程課件

人民郵電出版社10集合、反射和注解Java程序設(shè)計(jì)第章C目錄ONTENTS10.2反射10.3注解10.4小結(jié)10.1集合10.1.1集合類框架結(jié)構(gòu)Java提供的集合不是一個(gè)類，而是一系列的接口、抽象類和具體的實(shí)現(xiàn)類。主要有兩個(gè)系列，一個(gè)是Collection系列，一個(gè)是Map系列。Collection系列的用于存儲(chǔ)和處理集合元素是單個(gè)數(shù)據(jù)的情況。而Map系列的用于存儲(chǔ)和處理元素是鍵值對(duì)的集合。Collection系列的又分為兩類，一類是可重復(fù)、注重順序的List子系，一類是不可重復(fù)相對(duì)不注重順序的set子系。10.1.1集合類框架結(jié)構(gòu)10.1.1集合類框架結(jié)構(gòu)實(shí)線邊框的是實(shí)現(xiàn)類，如ArrayList，LinkedList，HashMap等短劃線邊框的是抽象類，如AbstractCollection，AbstractList，AbstractMap等點(diǎn)線邊框的是接口，如Collection，List，Map等。Java中的集合類主要從Collection和Map兩個(gè)接口派生。10.1.2List接口List接口的定義形式：publicinterfaceList<E>extendsCollection<E>List是有序集合，可以準(zhǔn)確地控制元素在集合中的插入位置，可以通過(guò)索引獲得集合中的元素，可以通過(guò)元素獲得元素在集合中的位置。它的主要方法如表10.1所示。10.1.2List接口表10.1List接口中的主要方法類型方法名方法功能booleanadd(Ee)把元素e加到表的尾部voidadd(int

index,E

e)把元素e加到表的index位置，原index位置元素順序后移booleanequals(Object

o)比較對(duì)象o是否與表中的元素是同一元素Eget(int

index)得到表中index位置的元素booleanindexOf(Objecto)判斷元素o在表中是否存在。如果不存在，則返回-1Iterator<E>iterator()獲得表的遍歷器Eremove(int

index)將表中第index位置的元素刪除booleanremove(Object

o)刪除表中與o相同的元素intsize()得到表中元素的個(gè)數(shù)ArrayList類的定義形式：publicclassArrayList<E>extendsAbstractList<E>implementsList<E>,RandomAccess,Cloneable,Serializable10.1.3ArrayList類【例10.1】ArrayList類的使用。Example10_01.java10.1.4LinkedList類LinkedList類的定義形式：publicclassLinkedList<E>extendsAbstractSequentialList<E>implementsList<E>,Deque<E>,Cloneable,Serializable10.1.4LinkedList類【例10.2】LinkedList類的使用。Example10_2.java10.1.5Set接口Set接口的定義形式為：publicinterfaceSet<E>extendsCollection<E>Set接口也是Collection的一種擴(kuò)展，與List不同的是，在Set中的對(duì)象元素不能重復(fù)，也就是說(shuō)不能把同樣的東西兩次放入同一個(gè)Set容器中。它的常用具體實(shí)現(xiàn)有HashSet和TreeSet類。10.1.5Set接口10.1.6HashSet類HashSet類的定義形式：publicclassHashSet<E>extendsAbstractSet<E>implementsSet<E>,Cloneable,Serializable【例10.3】HashSet的使用。Example10_03.javaHashSet類按照哈希算法來(lái)存取對(duì)象。當(dāng)向集合中加入一個(gè)新對(duì)象時(shí)，會(huì)調(diào)用對(duì)象的hashCode()方法得到對(duì)象的哈希碼，然后根據(jù)這個(gè)碼計(jì)算出對(duì)象在集合中存儲(chǔ)的位置。HashSet對(duì)象中不能存儲(chǔ)相同的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是無(wú)序的。10.1.7Map接口Map是一種把鍵對(duì)象和值對(duì)象進(jìn)行關(guān)聯(lián)的容器，而一個(gè)值對(duì)象又可以是一個(gè)Map，依次類推，這樣就可形成一個(gè)多級(jí)映射。對(duì)于鍵對(duì)象來(lái)說(shuō)，像Set一樣，一個(gè)Map容器中的鍵對(duì)象不允許重復(fù)，這是為了保持查找結(jié)果的一致性。當(dāng)然在使用過(guò)程中，某個(gè)鍵所對(duì)應(yīng)的值對(duì)象可能會(huì)發(fā)生變化，這時(shí)會(huì)按照最后一次修改的值對(duì)象與鍵對(duì)應(yīng)。對(duì)于值對(duì)象則沒(méi)有唯一性的要求?？梢詫⑷我舛鄠€(gè)鍵都映射到一個(gè)值對(duì)象上，這不會(huì)發(fā)生任何問(wèn)題。Map接口的定義形式：publicinterfaceMap<K,V>10.1.7Map接口10.1.8HashMap類Map有兩種比較常用的實(shí)現(xiàn)：HashMap和TreeMap。HashMap用的是哈希碼的算法，以便快速查找一個(gè)鍵，TreeMap則是對(duì)鍵按序存放，因此它還有一些擴(kuò)展的方法，比如firstKey()，lastKey()等，還可以從TreeMap中指定一個(gè)范圍以取得其子Map。HashMap是日常開發(fā)中，用的最多的集合類之一。HashMap類的定義形式：publicclassHashMap<K,V>extendsAbstractMap<K,V>implementsMap<K,V>,Cloneable,Serializable【例10.4】HashMap類的使用。Example10_04.java10.1.9集合的遍歷雖然對(duì)于不同類型的具體集合類可能會(huì)有特定的遍歷方式，但也提供了共性的方法，主要有普通for、增強(qiáng)型的for和iterator方式來(lái)遍歷集合。【例10.6】關(guān)于Map類型集合的遍歷。Example10_06.java【例10.5】List與Set類型集合的遍歷。Example10_05.java10.1.10聚合操作1.聚合操作簡(jiǎn)介Stream是一個(gè)接口，可以將集合或數(shù)組中的元素轉(zhuǎn)換為Stream流的形式。在對(duì)流進(jìn)行處理時(shí)，不同的流操作以級(jí)聯(lián)的方式形成處理流水線。一個(gè)流水線由一個(gè)源，以及0到多個(gè)中間操作和一個(gè)終結(jié)操作構(gòu)成。這個(gè)流水線也被稱為管道流。聚合操作是通過(guò)Stream流處理實(shí)現(xiàn)的。但要注意它和java.io包下的InputStream和OutputStream沒(méi)有什么關(guān)系。源：源是流中元素的來(lái)源。Java提供了很多內(nèi)置的源，包括數(shù)組、集合、生成函數(shù)、無(wú)限序列生成器和I/O通道等。中間操作：中間操作是在一個(gè)流上進(jìn)行操作，返回結(jié)果也是一個(gè)流。這些操作是延遲執(zhí)行的。終結(jié)操作：終結(jié)操作通過(guò)遍歷流來(lái)產(chǎn)生一個(gè)結(jié)果或是某些作用。在一個(gè)流上執(zhí)行終結(jié)操作之后，該流被消費(fèi)，無(wú)法再次被使用。10.1.10聚合操作2.流對(duì)象的創(chuàng)建(1)所有的Collections集合都可以使用stream()靜態(tài)方法獲取Stream流對(duì)象；需要說(shuō)明的是，雖然Map接口中并沒(méi)有stream()方法，但是Map的values()和keySet()均返回集合對(duì)象，在集合對(duì)象上當(dāng)然是可以使用stream()方法的。(2)Arrays數(shù)組工具類的stream()靜態(tài)方法也可以獲取數(shù)組元素的Stream流對(duì)象。(3)Stream接口的of()靜態(tài)方法可以獲取基本類型包裝類數(shù)組、引用類型數(shù)組和單個(gè)元素的Stream流對(duì)象；實(shí)際上of()方法內(nèi)部其實(shí)調(diào)用了Arrays.stream()方法實(shí)現(xiàn)的。(4)Stream.iterate創(chuàng)建流的方式(5)Stream.generate創(chuàng)建流的方式(6)使用流行的APIs，如Ppile().splitAsStream()10.1.10聚合操作上面前三種在創(chuàng)建流之前，對(duì)象的大?。ㄩL(zhǎng)度）已經(jīng)確認(rèn)，所以這種流也被成為有限流。而通過(guò)Stream.iterate和Stream.generate創(chuàng)建流的方式，是無(wú)限大小的流（generate最大是Long.MAX_VALUE），也被稱為無(wú)限流。2.流對(duì)象的創(chuàng)建【例10.7】流對(duì)象的幾種創(chuàng)建方式。Example10_07.java10.1.10聚合操作每個(gè)中間操作，又會(huì)返回一個(gè)Stream，比如.filter()又返回一個(gè)Stream，中間操作是“懶”操作，并不會(huì)真正進(jìn)行遍歷。流中間操作在應(yīng)用到流上，返回一個(gè)新的流。常用的流中間操作如表10.8所示。3.中間操作10.1.10聚合操作3.中間操作10.1.10聚合操作終結(jié)操作可以遍歷流進(jìn)而生成結(jié)果或直接消費(fèi)，而后該流不能再被使用。幾乎在所有情況下，終結(jié)操作都是立即執(zhí)行的，在返回之前完成對(duì)數(shù)據(jù)源的遍歷和對(duì)管道的處理。終結(jié)操作才真正進(jìn)行遍歷行為，前面的中間操作也在這個(gè)時(shí)候，才真正的執(zhí)行。4.終結(jié)操作10.1.10聚合操作

4.終結(jié)操作10.1.10聚合操作5.聚合操作案例【例10.8】流對(duì)象的幾種創(chuàng)建方式。Example10_08.javaC目錄ONTENTS10.2反射10.3注解10.4小結(jié)10.1集合10.2反射在程序運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)于任意一個(gè)對(duì)象，都能夠知道這個(gè)對(duì)象所在類的所有屬性和方法，都能夠調(diào)用它的任意一個(gè)方法和訪問(wèn)它的任意一個(gè)屬性，這種動(dòng)態(tài)調(diào)用對(duì)象的方法及動(dòng)態(tài)獲取的信息的功能稱為Java語(yǔ)言的反射機(jī)制。與反射有關(guān)的類包括Class類、Constructor類、Field類和Method類，它們可以統(tǒng)稱反射類。反射可以實(shí)現(xiàn)程序的動(dòng)態(tài)效果。通過(guò)反射，可以在程序運(yùn)行過(guò)程中知道程序中使用了哪些類及類中的屬性和方法。注解用于在程序編譯、運(yùn)行時(shí)解析和使用，起到說(shuō)明配置作用。10.2反射Class類在包java.lang中。Class類的定義形式：1.Class類publicfinalclassClass<T>extendsObjectimplementsSerializable,GenericDeclaration,Type,AnnotatedElement類型方法方法功能static

Class<?>

forName(String

className)按給定的類名創(chuàng)建一個(gè)Class類的對(duì)象Constructor[]getConstructors()獲得一個(gè)類中的所有公有構(gòu)造方法Constructor[]getDeclaredConstructors()獲得一個(gè)類中的所有構(gòu)造方法Field[]getFields()獲得一個(gè)類中的所有公有域Field[]getDeclaredFields()獲得一個(gè)類的所有域Method[]getMethods()獲得一個(gè)類中所有的公有方法Method[]getDeclaredMethods()獲得一個(gè)類的所有方法TgetDeclaredMethods()創(chuàng)建一個(gè)Class所表示的類的對(duì)象10.2反射1.Class類10.2反射Constructor類在包java.lang.reflect中。Constructor類的定義形式如下：2.Constructor類publicfinalclassConstructor<T>extendsAccessibleObjectimplementsGenericDeclaration,Member類型方法方法功能ClassgetDeclaringClass()得到一個(gè)Class類的對(duì)象ClassgetDeclaringClass()獲得Method對(duì)象表示的構(gòu)造方法所在類的對(duì)象Class[]getParameterTypes()獲得Constructor對(duì)象表示的構(gòu)造方法中的參數(shù)的類型StringgetName()獲得Method對(duì)象所表示的構(gòu)造方法的名字TnewInstance()通過(guò)調(diào)用當(dāng)前Constructor類對(duì)象所表示的類的構(gòu)造方法創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象10.2反射2.Constructor類10.2反射Field類在包java.lang.reflect中。Field類的定義形式如下：publicfinalclassFieldextendsAccessibleObject

implementsMember3.Field類類型方法方法功能Objectget(Object

obj)獲得obj對(duì)象中相應(yīng)域的值ClassgetDeclaringClass()得到一個(gè)Class類的對(duì)象StringgetName()獲得Field對(duì)象所表示的域的名字TgetAnnotation(Class

annotationClass)獲得annotation類中當(dāng)前Field對(duì)象所表示的域的注解實(shí)例booleanisAnnotationPresent(ClassaannotationClass)判斷annotationClass類中當(dāng)前Field對(duì)象所表示的域是否有注解voidset(Object

obj,Object

value)設(shè)置由Field對(duì)象對(duì)應(yīng)的obj對(duì)象中的域的值為value10.2反射3.Field類Method類在包java.lang.reflect包中。Method類的定義形式如下：publicfinalclassMethodextendsAccessibleObjectimplementsGenericDeclaration,Member10.2反射4.Method類類型方法方法功能ClassgetDeclaringClass()得到一個(gè)Class類的對(duì)象StringgetName()獲得Methos對(duì)象所表示的方法的名字Class[]getParameterTypes()獲得Method對(duì)象表示的方法中的參數(shù)的類型Objectinvoke(Object

obj,Object...

args)調(diào)用Method對(duì)象表示的方法，相當(dāng)于對(duì)象obj用參數(shù)args調(diào)用該方法10.2反射4.Method類【例10.9】利用反射類獲取其他類的域和方法，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)象的復(fù)制。Example10_09.javaC目錄ONTENTS10.2反射10.3注解10.4小結(jié)10.1集合10.3注解注解（Annotation）又可稱標(biāo)注，它是程序的元數(shù)據(jù)，也是程序代碼的標(biāo)記。注解可以在編譯、加載類和運(yùn)行時(shí)獲得，可以根據(jù)注解對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理。使用反射功能，可以對(duì)程序代碼進(jìn)行分析；使用系統(tǒng)定義的注解，可以在編譯時(shí)對(duì)程序進(jìn)行檢查；使用元注解，可以生成相應(yīng)的文檔。注解用在包、類、字段、方法、局部變量、方法參數(shù)等的前面，對(duì)這些元素進(jìn)行說(shuō)明和注釋。有系統(tǒng)定義的注解，也可以自定義，還有元注解，就是注解的注解。Java語(yǔ)言本身定義了五個(gè)基本的注解，有@Override、@Deprecated、@SupressWarnings、@SafeVarargs和@FunctionalIterface。（1）@Override對(duì)方法注解，它注解的方法必須是對(duì)父類方法的重寫，否則編譯時(shí)會(huì)給出編譯錯(cuò)誤。（2）@Deprecated可以對(duì)域和方法注解，表示注解的域或方法過(guò)時(shí)了。10.3注解1.系統(tǒng)定義的注解@SupressWarnings(“unchecked”)@SupressWarnings({“unchecked”,”deprecation”})（3）@SupressWarnings對(duì)方法注解，如果編譯方法時(shí)有警告錯(cuò)誤，則不顯示警告錯(cuò)誤。@SupressWarnings使用時(shí)需要給出注解元素值，可以給單個(gè)值，也可以以數(shù)組形式給多個(gè)值。如：10.3注解1.系統(tǒng)定義的注解10.3注解1.系統(tǒng)定義的注解（4）@SafeVarargs@SafeVarargs是專門為抑制“堆污染”警告提供的?！纠?0.10】系統(tǒng)注解的使用。Example10_10.java10.3注解1.系統(tǒng)定義的注解（5）@FunctionalIterface@FunctionalInterface是用來(lái)指定某個(gè)接口必須是函數(shù)式接口，否則就會(huì)編譯出錯(cuò)。[public|final]@interface注解名{//注解元素的定義數(shù)據(jù)類型注解元素名()[default缺省值];……}如果只有一個(gè)注解元素，注解元素名最好命名為“value”?！纠?0.11】自定義注解，并利用反射功能提取注解值。Example10_11.java10.3注解2.用戶自定義注解注解也可以再被注解，注解的注解稱為元注解，用于對(duì)注解的說(shuō)明或控制。系統(tǒng)定義的元注解有5個(gè)，分別是@Retention、@Documented、@Target、@Inherited和@Repeatable。（1）@Override它所標(biāo)記的注解的保存方式。使用時(shí)要給出參數(shù)，參數(shù)有3個(gè)可選值，分別是SOURCE（注解只存在在源程序中，編譯器忽略注解）、CLASS（在編譯時(shí)保存注解，運(yùn)行時(shí)忽略）和RUNTIME（運(yùn)行時(shí)保留注解，并可以獲得注解）。（2）@Documented它所標(biāo)注的注解可以被Javadoc提取出來(lái)成為程序的文檔。10.3注解3.元注解（3）@Target它所標(biāo)注的注解可以用于標(biāo)注哪些元素。可以標(biāo)注的元素作為@Target的參數(shù)，參數(shù)有8個(gè)可選值，分別是ANNOTATION_TYPE（可以對(duì)注解標(biāo)注）、