　　详尽笔记，用于复习和速查 　　将包含基础、进阶、高阶 　　目前更新到数据结构-JCF-Set

概述

Java SE(Standard Edition) 面向PC级应用开发
Java EE(Enterprise Edition) 面向企业级应用开发
Java ME(Micro Edition) 面向嵌入式应用开发

环境搭建

JDK下载

搜索java archive，选择版本下载。（本文选择JDK1.8) 安装JDK时，会同时安装JRE。

配置环境变量

新增 JAVA_HOME C:\Java\jdk1.8.0_73（jdk地址）修改Path 新增%JAVA_HOME%\bin 上移到最高

打开cmd java -version 有版本号输出 javac 有用法输出即可。

配置Eclipse

修改字号 Window-Preferences-General-Appaerance-Colors and Fonts-右侧Java-Java Editor Text Font

显示行号 General-Editors-Text Editors-右侧show line numbers勾上

自动保存时间间隔 General-Workspace-右侧Workspace save interval(in minutes)（默认5分钟）下方可以修改文本编码格式

复原视窗 Window-Perspective-Reset Perspective…

Eclipse使用教程

Java从编写到运行

编写：利用记事本/vi/IDE等完成代码文件(.java)编写编译：利用JDK中javac.exe将代码(.java)编译成字节码文件(.class) 运行：java.exe读入并解释字节码文件(.class)，最终在JVM上运行

编程标准

类名首字母大写，后面单词驼峰命名
方法名和变量名首字母小写，后面单词驼峰命名
阿里巴巴编程标准

基础知识

class类

java文件必须以.java作为扩展名
一个java文件只能有一个public class
public class的名字必须和文件名字一样，大小写都要完全一致
一个文件可有多个class，但是只能有一个是public。不提倡一个文件里面放多个类（内部类除外）
System.out.print 输出
System.out.println 换行输出
类是Java中最基础逻辑单位 Java所有内容都需放在类的范围中
类的构成成员变量/属性成员方法/函数

main函数

一个class最多只能有一个main函数**（经指正，一个类可以有多个main函数-通过重载，但只能有一个入口函数）** 类可以没有main函数，没有main函数的类不能主动执行，但可以被动执行（被调用执行）
程序入口都是main函数
main函数的形参和前缀修饰符public、static、void等都不能省略，是固定写法注意区别

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public static void main(String[] args)
{
    //PSVM，main函数
}
public void main()
{
    //普通main函数，不是入口函数
}

严格意义上说，main函数不属于这个类的所拥有函数。只是因为Java要求所有内容都必须放置在class范围内，所有main函数“寄居”在某一个class中。
main函数无法被其它方法/类所调用。
一个Java程序可调用多个其它Java class。
String[] args是main函数的形参，即在main函数中可使用args的值（这些值在main函数启动时输入）。

右键test.java，Run As->Run Configuration-右侧Arguments-输入Program arguments程序参数-Run 多个变量需用空格隔开

八种基本类型

boolean 布尔 true false(默认)
byte 字节 1 byte = 8 bits 存储有符号的，以二进制补码表示的整数最小值-128，最大值127，默认值0 该类型用在大型数组中可显著节约空间（占用空间只用int类型的四分之一），主要代替小整数在二进制文件读写中使用较多

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byte a = (byte) -129;
System.out.println(a);//127
byte b = (byte) 128;
System.out.println(b);//-128

怎么理解：标准值：-128~~127 两边可以延伸左延伸-384(-128)~~-129(127) 右延伸128(-128)~383(127)

short/int/long 短整数/整数/长整数 short 16位 2个字节 -32768~~32767,-2^15~~2^15-1，默认值0 int 32位，4个字节 -2147483648~~2147483647，-2^31~~2^31-1，默认值0 long 64位 8个字节 -9223372036854775808~~9223372036854775807,-2^63~~2^63-1,默认值0L
float/double 浮点数 float 单精度 32位 4个字节 1.410^-45~3.410^38 默认值0.0f double 双精度 64位 8个字节 4.910^-324~1.710^308 默认值0.0d float和double都不能用来表示很精确的数字
char 字符 16位 Unicode字符最小值是 \u0000(即为0) 最大值是\uffff(即为65535) （\u4e00~\u9fa5两万多汉字）

运算符

>> 右移除以2 << 左移乘以2

自定义函数

重载(overload)：同一个类中，函数名称可以相同，但函数参数的个数或者类型必须有所不同不能以返回值来区分同名的函数

面向对象

对象=属性+方法对象的规范=属性定义+方法定义

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A obj = new A();

obj可看作是内存中一个对象（包含若干个数据）的句柄
在C/C++中，obj称为指针，在Java中称为Reference
对象赋值是Reference赋值，基本类型是直接值拷贝理解：基本类型的变量值小，可直接拷贝；对象包含多个值，不容易复制，赋值采用共享同一块内存区域。

函数内的局部变量，编译器不会给默认值，需初始化；类的成员变量，编译器会给默认值，可直接使用。

构造函数

构造函数名称必须和类名一样，且没有返回值 public void A(int x)不是构造函数，而是普通函数。
Java有构造函数，但没有析构函数
每个变量都有生命周期，它只能存储在离它最近的一对{}中**（经指正，此条不够严谨）**
Java具有内存自动回收机制，当变量退出其生命周期后，JVM会自动回收所分配的对象的内存。
对象回收效率依赖于垃圾回收器GC(Garbage Collector)，其回收算法关系到性能好坏，是JVM研究热点。
每个Java类都必须有构造函数
若没有显式定义构造函数，Java编译器自动为该类产生一个空的无形参构造函数。若有显式构造函数，编译器就不会再产生构造函数
每个子类的构造函数的第一句话，都默认调用父类的无参数构造函数super()，除非子类的构造函数第一句话是super，而且super语句必须放在第一条
一个类可有多个构造函数，只要形参列表不同

多个class可写在一个.java文件中，但最多只有一个类是public class，并且public class类的名字必须和.java文件名相同。

信息隐藏原则

类的成员属性，是私有的private
类的方法，是共有的public，通过方法修改成员属性的值
get和set方法是公有public的，统称为getter和setter
外界对类成员的操作只能通过get和set方法
可用Java IDE快速生成 Source-Generate Getters and Setters…

this

this负责指向本类中的成员变量

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public class Test{
    private int id;

    public Test(int id){
        //在这个构造函数里，形参优先级更高
        this.id = id;
    }

    public int getId(){
        return id;
    }
}

this负责指向本类中的成员方法

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this.add(1,2);//调用本类的add方法，this可忽略

this可代替本类的构造函数

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this(5);//调用本类的一个形参的构造函数

继承、接口和抽象类

继承

父类/基类/超类 Parent class/Base class/Super class 子类/派生类 Child class/Derived class

子类继承父类所有的属性和方法（但不能直接访问private成员）
根据信息隐藏原则：子类会继承父类所有的方法，可直接使用
子类也会继承父类的父类所有的属性和方法（但不能直接访问private成员）子类可以通过调用父类的方法来访问父类的私有的成员属性在同样方法名和参数情况下，本类的方法会比父类的方法优先级高

区别于C++，单根继承

单根继承原则：每个类都只能继承一个类
若不写extends，Java类默认继承java.lang.Object类
Java所有类从java.lang.Object开始，构造出一个类型继承树
Object类里面默认就有clone, equals, finalize, getClass, hashCode, toString等方法
每个子类的构造函数的第一句话，都默认调用父类的无参数构造函数super()，除非子类的构造函数第一句话是super，而且super语句必须放在第一条如果构造函数的第一句话不是super，编译器会自动增加一句super();。如果构造函数第一句是自己写的super语句，编译器就不会自动添加。

抽象类

若方法只有方法名字，形参列表，没有方法体，那所在的类就被定义为抽象类。若一个类暂时有方法未实现，需被定义为抽象类。

一个类继承于抽象类，就不能继承于其他的（抽象）类
子类可继承于抽象类，但一定要实现父类们所有abstract的方法，若不能完全实现，子类也必须被定义为抽象类

接口

如果类的所有方法都没有实现，这个类就算是接口interface

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public interface Animal{
    public void eat();
    public void move();
}

类只可以继承(extends)一个类，但可实现(implements)多个接口，继承和实现可以同时
接口不算类，或者说是特殊的类
接口可以继承（多个）接口，没有实现的方法将会叠加
类实现接口，就必须实现所有未实现的方法。若没有全部实现，只能成为一个抽象类
接口里可定义变量，但一般是常量 （经指正，成员变量只能是常量）

总结

抽象类和接口相同点：两者都不能被实例化，不能new操作不同点：

抽象类abstract，接口interface
抽象类可有部分方法实现，接口所有方法不能有实现 （经指正，Java8后，接口可有默认实现）
一个类只能继承(extends)一个（抽象）类，实现(implenments)多个接口
接口可继承(extends)多个接口
抽象类有构造函数，接口没有构造函数
抽象类可有main，也能运行，接口没有main函数
抽象类方法可有private/protected，接口方法都是public

类转型

类型可相互转型，但只限制于有继承关系的类

子类可转换成父类（从大到小，向上转型），而父类不可转为子类（从小变大，向下转型）
父类转为子类有一种情况例外：这个父类本身就是从子类转化而来

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Human obj1 = new Man();//OK, Man extends Human
Man obj2 = (Man) obj1;//OK, because obj1 is born from Man class

多态

类型转换带来的作用就是多态
子类继承父类的所有方法，但子类可重新定义一个名字，参数和父类样的方法，这种行为是重写（覆写，覆盖，overwrite/override,not overload(重载))
子类方法优先级高于父类

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public class Man extends Human{
    public void eat(){
        System.out.println("I can eat more");
    }
    public void plough() { }

    public static void main(String[] a){
        Man obj1 = new  Man();
        obj1.eat();//call Man.eat()
        Human obj2 = (Human) obj1;
        obj2.eat();//call Man.eat()
        Man obj3 = (Man) obj2;
        obj3.eat();//call Man.eat()
    }
}

契约设计：类不会直接使用另外一个类，而是采用接口的形式，外部可以“空投”这个接口下的任意子类对象

static、final和常量设计

static

static关键字可作用在：

变量 static变量只依赖于类存在（通过类即可访问），不依赖于对象实例存在。所有对象实例，关于同一个变量的值都共享存储在一个共同的空间（栈）。
方法静态方法无需通过对象来引用，而通过类名可直接引用。静态方法中只能使用静态变量，不能使用非静态变量。静态方法禁止引用非静态方法。
类
匿名方法块 static块只在类第一次被加载时调用，在程序运行期间，代码只运行一次执行顺序：static块 > 匿名块 > 构造函数

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class StaticBlock
{
    static
    {
        System.out.println("static 块");
    }
    {
        System.out.println("匿名块");
    }
    public StaticBlock()
    {
        System.out.println("构造函数");
    }
    {
        System.out.println("匿名块");
    }
}

单例模式

又名单态模式，Singleton
限定某一个类在整个程序运行过程中，只能保留一个实例对象在内存空间
GoF的23中设计模式(Design Pattern)（创建型、结构型、行为型）中经典的一种，属于创建型模式类型
采用static来共享对象实例
采用private构建函数，防止外界new操作

final

final关键字用来修饰

类
方法
字段
final的类，不能被继承（不能有子类）
父类中若有final方法，子类不能改写此方法子类方法和父类方法在方法名和参数列表一样，就属于方法改写/重写/覆写，若参数列表不一样，就属于方法重载
final的变量不能再次赋值若是基本类型的变量，不能修改其值若是对象实例，不能修改其指针（但可修改对象内部的值）

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class FinalObject
{
    int a = 10;
}
public class FinalObjectTest{
    public static void main(String[] args){
        final FinalObject obj1 = new FinalObject();
        System.out.println(obj1.a);
        obj1.a = 20;
        System.out.println(obj1.a);//正确，可以修改内部值

        obj1 = new FinalObject();//报错，不能修改指针
    }
}

常量设计

Java没有constant关键字
不能修改， final
不会修改/只读/只要一份， static
方便访问public

Java中的常量

public static final
建议变量名字全大写，以连字符相连，如UPPER_BOUND
一种特殊的常量：接口内定义的变量默认是常量

常量池

Java为很多基本类型的包装类/字符串都建立常量池
常量池：相同的值只存储一份，节省内存，共享访问
基本类型的包装类 Boolean: true, false Byte:-128~~127 Short, Integer, Long:-128~~127 Character:0~127 不包括Float, Double:没有缓存(常量池)

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Long l1 = -128L;
Long l2 = -128L;
System.out.println(String.valueOf(l1==l2));//true

Float f1 = 0.5f;
Float f2 = 0.5f;
System.out.println(String.valueOf(f1 == f2));//false

Double d1 = 0.5;
Double d2 = 0.5;
System.out.println(String.valueOf(d1 == d2));//false

Java为常量字符串都建立常量池缓存机制
基本类型的包装类和字符串有两种创建方式

常量式（字面量）复制创建，放在栈内存（将被常量化）

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Integer a = 10;
String b = "abc";

new对象进行创建，放在堆内存（不会常量化）

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Integer c = new Integer(10);
String d = new String("abc");

这两种创建方式导致创建的对象存放的位置不同栈内存读取速度快但容量小堆内存读取速度慢但容量大

基本类型和包装类比较，将对包装类自动拆箱
对象比较，比较地址
加法+会自动拆箱

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int i1 = 10;
Integer i2 = 10;//自动装箱
System.out.println(i1 == i2);//true
//自动拆箱 基本类型和包装类进行比较，包装类自动拆箱

Integer i3 = new Integer(10);
System.out.println(i1 == i3);//true
//自动拆箱 基本类型和包装类进行比较，包装类自动拆箱

System.out.println(i2 == i3);//false
//两个对象比较，比较其地址
//i2是常量，放在栈内存常量池中，i3是new出对象，放在堆内存中

Integer i4 = new Integer(5);
Integer i5 = new Integer(5);
System.out.println(i1 == (i4+i5));//true
System.out.println(i2 == (i4+i5));//true
System.out.println(i3 == (i4+i5));//true
//i4+i5操作将会使得i4,i5自动拆箱为基本类型并运算得到10
//基础类型10和对象相比，将会使对象自动拆箱，做基本类型比较

Integer i6 = i4 + i5;//+操作使得i4,i5自动拆箱，得到10，因此i6 == i2
System.out.println(i1 == i6);//true
System.out.println(i2 == i6);//true
System.out.println(i3 == i6);//false

常量赋值（堆内存）和new创建（栈内存）不是同一个对象
编译器只会优化确定的字符串，并缓存

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String s0 = "abcdef";
String s1 = "abc";
String s2 = "abc";
String s3 = new String("abc");
String s4 = new String("abc");
System.out.println(s1 == s2);//true常量池
System.out.println(s1 == s3);//false一个栈内存，一个堆内存
System.out.println(s3 == s4);//false两个都是堆内存

String s5 = s1 + "def";//设计到变量，编译器不优化
String s6 = "abc" + "def";//都是常量，编译器会自动优化成abcdef
String s7 = "abc" + new String("def");//设计到new对象，编译器不优化
System.out.println(s5 == s6);//false
System.out.println(s6 == s7);//false
System.out.println(s0 == s6);//true

String s8 = s3 + "def";//涉及到new对象，编译器不优化
String s9 = s4 + "def";//设计到new对象，编译器不优化
String s10 = s3 + new String("def");//涉及到new对象，编译器不优化
System.out.println(s8 == s9);//false
System.out.println(s8 == s10);//false
System.out.println(s9 == s10);//false

不可变对象和字符串

不可变对象

不可变对象(Immutable Object) 一旦创建，该对象（状态/值）不能被更改其内在的成员变量的值不能修改如八个基本型别的包装类 String, BigInteger和BigDecimal等
可变对象(Mutable Object) 普通对象

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String a = new String("abc");
String b = a;
System.out.println(b);//abc
a = "def";
System.out.println(b);//abc

不可变对象是指值对象不再修改，即abc不会被修改，而指针（句柄/变量名）a的指向可以修改。不可变对象，也是传指针（引用）由于不可变，临时变量指向新内存，外部实参的指针不改动

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public static void change(String b)
{
    b = "def";
}
a = new String("abc");
change(a);
System.out.println(a);//abc

a->abc b–^ change(a)后 a->abc b->def

如何创建不可变对象 immutable对象是不可改变，改变要clone/new一个对象进行修改所有属性是final和private 不提供setter方法类是final的，或所有方法都是final 勒种包含mutable对象，那么返回拷贝需要深度clone
不可变对象(Immutable Object)优点只读，线程安全并发读，提高性能可重复使用
缺点制造垃圾，浪费空间

字符串

不可变对象字符串内容比较：equals方法是否指向同一个对象：指针比较==

字符串加法

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String a = "abc";
a = a + "def";//String不可修改，需新申请空间，效率差

使用SrringBuffer/StringBuilder类的append方法进行修改 StringBuffer/StringBuilder的对象都是可变对象 StringBuffer(同步，线程安全，修改快速)，StringBuilder（不同步，线程不安全，修改更快）

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public static void changeValue(int a)
{
    a = 10;
}
public static void changeValue(String s1)
{
    s1 = "def";
}
public static void changeValue(StringBuffer s1)
{
    s1.append("def");
}

public static void main(String[] args)
{
    int a = 5;
    String b = "abc";
    StringBuffer c = new StringBuffer("abc");
    changeValue(a);
    changeValue(b);
    changeValue(c);
    System.out.println(a);//5
    System.out.println(b);//abc
    System.out.println(c);//abcdef
}

package, import和classpath

package和import

若所有Java类都是放置在同一个目录下的，类之间相互调用无需显式声明调用同一个目录下，两个类的名字不能相同文件过多不方便查找
Java支持多个目录放置Java，并通过package/import/classpath/jar等机制配合使用，可支持跨目录放置和调用Java类

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package cn.edu.pku;
public class PackageExample
{
}

类全称cn.edu.pku.PackageExample，短名称PackageExample 引用类时，必须采用全称引用；程序正文可用短名称 PackageExample.java必须严格放置在cn/edu/pku目录下

包名尽量唯一
域名是唯一的，因此常用域名做包名
域名逆序：cn.edu.pku，范围通常从大到小类的完整名字：包名+类名，cn.edu.pku.PackageExample 包名：和目录层次一样，cn\edu\pku\PackageExample.java 包具体放在上面位置不重要，编译和运行时再制定

举个栗子

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package cn.edu.pku;
import cn.edu.pku.PackageExample;
//或import cn.edu.pku.*
//但不能是import cn.*
//若PackageExample和当前类在同一个目录，可省略import

public class PackageExampleTest{
    public static void main(String[] args){
        PackageExample obj = new PackageExample();
        //此处可用类的短名称来引用
    }
}

“*”代表这个目录下所有文件，但不包括子文件夹和子文件夹内的文件。

import规则

import必须全部放在package之后，类定义之前 package必须是第一句话
多个import的顺序无关
可用来引入一个目录下的所有类，比如import java.lang.; 注意：不能递归包含其下各个目录下的文件
import尽量精确，不推荐*，以免新增同名程序会使老程序报错

jar

用于可执行程序文件的传播，实际上是一组class文件的压缩包项目引入一个jar文件，就可以使用jar文件中所有类（.class文件），无需类的源码（.java文件）。 jar只包含.class文件，没有.java文件，不会泄露源码。不过Java里的一些反编译工具，可从class反编译到Java。

利用Eclipse的Export功能导出jar文件

选中项目，点击顶部菜单File-Export-Java-Jar File

classpath

手动创建c:\temp\cn\com\test\Man.java 编译：

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javac c:\temp\cn\com\test\Man.java

运行：

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java -classpath   .;c:\temp   cn.com.test.Man

-classpath固定格式参数，简写为-cp .;c:\temp windows是分号，Linux/Mac是冒号当在某一个子路径找到所需类后，后续子路径不再寻找在classpath中，子路径排在前面优先级高当所有子路径都寻找不到所需类，系统会报告NoClassDefFoundException错误

编译和运行规则

编译一个类，需java文件全路径，包括拓展名
运行一个类，需写类名全称（非文件路径），无需写扩展名
编译类时，需给出这个类所依赖的类（包括依赖的类再次依赖的所有其他类）的所在路径
运行类时，需给出这个类，以及被依赖类的路径总和
classpath参数也可以包含jar包。若路径内有空格，请将classpath参数整体加双引号。

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java -classpath   ".;c:\test.jar;c:\temp;c:\a bc"   cn.com.test.Man

Java访问权限

private：私有，只能本类访问
default（通常忽略不写）：同一个包内访问
protected: 同一个包，子类均可以访问
public：公开，所有类都可访问四种都可用来修饰成员变量、成员方法、构造函数 default和public可修饰类

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class A { }//default class
public class B{ }//public class

权限表同一个类同一个包不同包的子类不同包的非子类 private √ default √ √ protected √ √ √ public √ √ √ √

Java常用类

Java类库文档 https://docs.oracle.com/en/ https://docs.oracle.com/en/java/javase/13/docs/api/index.html 这些文档原先是程序中的注释。利用JavaDoc技术，将这些注释抽取出来，组织形成的以HTML为表现形式的API文档。

数字类

Java数字类整数Short, Int, Long 浮点数Float, Double 大数类BigInteger(大整数), BigDecimal(大浮点数) 大数类没有限制，可表示无穷大的数字

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BigInteger b1 = new BigInteger("123456789");
BigInteger b2 = new BigInteger("987654321");
System.out.println(b2.add(b1));//加法操作
System.out.println(b2.subtract(b1));//减法操作
System.out.println(b2.multiply(b1));//乘法操作
System.out.println(b2.divide(b1));//除法操作
System.out.println(b2.max(b1));//求出最大数
System.out.println(b2.min(b1));//求出最小数
BigInteger result[] = b2.divideAndRemainder(b1);//求出余数的除法操作
System.out.println("商是：" + result[0] + "；余数是：" + result[1]);//求出余数的除法操作
System.out.println(b1.equals(b2));//是否等价
int flag = b1.compareTo(b2);
if(flag == -1)
    System.out.println("比较操作：b1<b2");
else if(flag == 0)
    System.out.println("比较操作：b1==b2");
else
    System.out.println("比较操作：b1>b2");

尽量采用字符串对BigDecimal赋值，这样精度更准确。

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System.out.println(new BigDecimal("2.3"));
System.out.println(new BigDecimal(2.3));//2.29999999999999

BigDecimal num1 = new BigDecimal("10");
BigDecimal num2 = new BigDecimal("3");
//需要指定位数，防止无限循环，或者包含在try-catch中
BigDecimal num3 = num1.divide(num2, 3, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
System.out.println(num3);

BigDecimal做除法操作，需要注意截断，防止出现无限循环小数。

随机数类Random nextInt() 返回一个随机Int nextInt(int a) 返回一个[0,a)之间的随机int nextDouble() 返回一个[0.0,1.0]之间double ints方法批量返回随机数数组 Math.random() 返回一个[0.0,1.0]之间double

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//第一种，采用Random类随机生成
Random rd = new Random();
System.out.println(rd.nextInt());
System.out.println(rd.nextInt(100));//0-100的随机数
System.out.println(rd.nextLong());
System.out.println(rd.nextDouble());

//第二种，生成一个范围内的随机数 例如0-10之间的随机数
System.out.println(Math.round(Math.random()*10));

//JDK 8 新增方法
rd.ints();//返回无限个int类型范围内的数据
int[] arr = rd.ints(10).toArray();//生成10个int范围类的个数
for(int i = 0;i < arr.length; i++){
    System.out.println(arr[i]);
}

arr = rd.ints(5, 10, 100).toArray();//5个10-100的随机数
for(int i = 0; i < arr.length; i++){
    System.out.println(arr[i]);
}

arr = rd.ints(10).limit(5).toArray();
for(int i = 0;i < arr.length; i++){
    System.out.println(arr[i]);
}

工具类Math java.math包 java.lang.Math 绝对值函数abs 对数函数log 比较函数max、min 幂函数pow 四舍五入函数round 向下取整floor 向上取整ceil

字符串相关类

String Java使用频率最高的类一个不可变对象，加减操作性能较差常用： charAt, concat, contains, endsWith, equals, equalsIgnoreCase, hashCode, indexOf, length, matches, replace, replaceAll, split, startsWith, subString, trim, valueOf

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String a = "123;456,789,123 ";
System.out.println(a.charAt(0));//返回第0个元素
System.out.println(a.indexOf(";"));//返回第一个;的位置
System.out.println(a.concat(";000"));//连接一个新字符串并返回，a不变
System.out.println(a.contains("000"));//判断a是否包含000
System.out.println(a.endWith("000"));//判断a是否以000结尾
System.out.println(a.equals("000"));//判断是否等于000
System.out.println(a.equalsIgnoreCase("000"));//判断在忽略大小写情况下是否等于000
System.out.println(a.length());//返回a长度
System.out.println(a.trim());//返回a去除前后空格后的字符串，a不变
String[] b = a.split(";");//将a字符串按照;分割成数组
for(int i = 0; i < b.length; i++){
    System.out.println(b[i]);
}

System.out.println(a.substring(2, 5));//截取a的第2个到第5个字符 a不变
System.out.println(a.replace("1", "a"));
System.out.println(a.replaceAll("1", "a");//replaceAll第一个参数是正则表达式

String s1 = "123456789";
String s2 = s1.replace("?", "a");
String s3 = s1.replaceAll("[?]", "a");
//这里的[?]才表示字符问号，这样才能正常替换。不然在正则中会有特殊的意义就会报异常

trim方法去掉的是字符串的前后空格，无法去除字符串中间的空格。

可变字符串 StringBuffer(字符串加减，同步，性能好) StringBuilder(字符串加减，不同步，性能更好)
StringBuffer/StringBuilder：方法一样，区别在同步 append/insert/delete/replace/substring length字符串实际大小，capacity字符串占用空间大小 trimToSize()：去除空隙，将字符串存储压缩到实际大小如有大量append，事先预估大小，再调用相应构造函数

时间类

java.util.Date（基本废弃，Deprecated） getTime()，返回自1970.1.1以来的毫秒数
java.spl.Date（和数据库对应的时间类）
Calendar是目前程序中最常用的，但是是抽象类 Calendar gc = Calendar.getInstance(); Calendar gc = new GregorianCalendar(); 简单工厂模式查看CalendarClassTest.java
Calendar get(Field) 来获取时间中每个属性的值，注意，月份0-11 getTime() 返回相应的Date对象 getTimeInMillis() 返回自1970.1.1以来的毫秒数 set(Field) 设置时间字段 add(field, amount) 根据指定字段增加/减少时间 roll(field, amount) 根据指定字段增加/减少时间，但不影响上一级的时间段

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Calendar calendar = Calendar.getInstance();

public void test1(){
    //获取年
    int year = calendar.get(Calendar.YEAR);
    //获取月
    int month = calendar.get(Calendar.MONTH) + 1;
    //获取日
    int day = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
    //获取时
    int hour = calendar.get(Calendar.HOUR);
    //获取分
    int minute = calendar.get(Calendar.MINUTE);
    //获取秒
    int second = calendar.get(Calendar.SECOND);
    //星期，从星期日算起
    int weekday = calendar.get(Calendar.DAY_OF_WEEK);
}

//一年后的今天
public void test2(){
    calendar.add(Calendar.YEAR, 1);
    
    //获取年
    int year = calendar.get(Calendar.YEAR);
    //获取月
    int month = calendar.get(Calendar.MONTH) + 1;
    //获取日
    int day = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
}

//获取任意一个月的最后一天
public void test3(){
    //假设求6月的最后一天
    int currentMonth = 6;
    //先求出7月份的第一天
    calendar.set(calendar.get(Calendar.YEAR), currentMonth, 1);
    calendar.add(Calenadr.DATA, -1);

    //获取日
    int day = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
}

//设置日期
public void test4(){
    calendar.set(Calendar.YEAR, 2000);
    System.out.println("现在是" + calendar.get(Calendar.YEAR) + "年");

    calendar.set(2018, 1, 2);
    //获取年
    int year = calendar.get(Calendar.YEAR);
    //获取月
    int month = calendar.get(Calendar.MONTH) + 1;
    //获取日
    int day = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
}

public void test5(){
    calendar.set(2018, 7, 8);
    calendar.add(Calendar.DAY_OF_MONTH, -8);
    //获取年
    int year = calendar.get(Calendar.YEAR);
    //获取月
    int month = calendar.get(Calendar.MONTH) + 1;
    //获取日
    int day = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);

    System.out.println("2018.7.8，用add减少8天，现在是" + year + "." + month + "." + day);
    //2018.7.31

    calendar.set(2018, 7, 8);
    calendar.roll(Calendar.DAY_OF_MONTH, -8);

    //获取年
    int year = calendar.get(Calendar.YEAR);
    //获取月
    int month = calendar.get(Calendar.MONTH) + 1;
    //获取日
    int day = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
    System.out.println("2018.7.8，用roll减少8天，现在是" + year + "." + month + "." + day);
    //2018.8.31只改变天数，不改变月份
}

roll函数做加减法，只影响当前字段，不影响进位。add函数则会影响进位。

Java 8 退出新的时间API java.time包旧的设计不好（重名的类、线程不安全等）新版本优点：不变性，在多线程环境下；遵循设计模式，设计得更好，可扩展性强
Java 8 时间包概述 java.time包：新的Java日期/时间API的基础包主要类：LocalDate日期类 LocalTime时间类（时分秒-纳秒） LocalDateTime：LocalDate + LocalTime Instant时间戳 java.time.chrono包：为非ISO的日历系统定义了一些泛化的API java.time.format包：格式化和解析日期时间对象的类 java.time.temporal包：包含一些时态对象，可以用其找出关于日期/时间对象的某个特定日期或时间 java.time.zone包：包含支持不同时区以及相关规则的类

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//当前时间
LocalDate today = LocalDate.now();
//根据指定时间创建LocalDate
LocalDate firstDay_2014 = LocalDate.of(2014, Month.JANUARY, 1);
//给定错误时间参数，将报异常java.time.DateTimeException
//LocalDate firstDay_2014 = LocalDate.of(2014, Month.FEBRUARY, 29);
//可更改时区
LocalDate todayBeijing = LocalDate.now(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
//从纪元日01/01/1970开始365天
LocalDate dateFromBase = LocalDate.ofEpochDay(365);
//2014年的第100天
LocalDate hundredDay2014 = LocalDate.ofYearDay(2014, 100);

//当前时间 时分秒 纳秒
LocalTime time = LocalTime.now();
//根据时分秒
LocalTime specificTime = LocalTime.of(12, 20, 25, 40);
//错误的时间参数 将报DateTimeException
//LocalTime invalidTime = LocalTime.of(25,20);
//上海时间
LocalTime timeSH = LocalTime.mow(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));
//一天当中第几秒
LocalTime specificSecondTime = LocalTime.ofSecondOfDay(10000);

//当前时间戳
Instant timestamp = Instant.now();
//从毫秒数来创建时间戳
Instant specificTime = Instant.ofEpochMilli(timestamp.toEpochMilli());

Date date = Date.from(timestamp);

LocalDate today = LocalDate.now();
//判断是否是闰年
System.out.println("Year " + today.getYear() + "is Leap Year" + today.isLeapYear());

//今天和01/01/2015比较
System.out.println("Today is before 01/01/2015" + today.isBefore(LocalDate.of(2015,1,1)));
//当前时分秒
System.out.println("Current Time =" + today.atTime(LocalTime.now()));

//加减时间
System.out.println("10 days after today will be " + today.plusDays(10));
System.out.println("3 weeks after today will be " + today.plusWeeks(3));
System.out.println("20 months after today will be " + today.plusMonths(20));
System.out.println("10 days after today will be " + today.minusDays(10));
System.out.println("3 weeks after today will be " + today.minusWeeks(3));
System.out.println("3 weeks after today will be " + today.minusMonths(20));

//调整时间
System.out.println("First date of this month = " + today.with(TemporalAdjusters.firstDayOfMonth()));
LocalDate lastDayOfYear = today.with(TemporalAdjusters.lastDayOfYear());
System.out.println("Last date of this year = " + lastDayOfYear);

//时间段计算
Period period = today.until(lastDayOfYear);
System.out.println("Period Format = " + period);
System.out.println("Months remaining in the year = " + period.getMonths());

格式化（Format）相关类

java.text包java.text.Format的子类 NumberFormat：数字格式化，抽象类 – DecimalFormat 工厂模式例如：将1234567格式化输出为1,234,567

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DecimalFormat df1,df2;
//整数部分为0，#认为整数不存在，可不写；0认为没有，但至少写一位，写0
df1 = new DecimalFormat("#.00");
df2 = new DecimalFormat("0.00");

System.out.println(df1.format(0.1));//.10
System.out.println(df2.format(0.1));//0.10

df1 = new DecimalFormat("0.00");
df2 = new DecimalFormat("0.##");

System.out.println(df1.format(0.1));//0.10
System.out.println(df2.format(0.1));//0.1

df1 = new DecimalFormat("0.00");
df2 = new DecimalFormat("#.00");

System.out.println(df1.format(2));//2.00
System.out.println(df2.format(2));//2.00

System.out.println(df1.format(20));//20.00
System.out.println(df2.format(20));//20.00

System.out.println(df1.format(200));//200.00
System.out.println(df2.format(200));//200.00

MessageFormat：字符串格式化支持多个参数-值对位复制文本S 支持变量的自定义格式例如将“Hello {1}”根据变量值格式化为Hello World

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String message = "{0}{1}{2}{3}{4}{5}{6}{7}{8}{9}{10}{11}{12}{13}{14}{15}{16}";
object[] array = new Object[]{"A","B","C","D","E","F","G","H","I","J","K","L","M","N","O","P","Q"};
String value = MessageFormat.format(message, array);
System.out.println(value);
message = "oh, {0,number,#.##} is a good number";
array = new Object[]{new Double(3.1415)};
value = MessageFormat.format(message, array);

输出

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ABCDEFGHIJKLMNOPQ
oh, 3.14 is a good number

DateFormat：日期/时间格式化，抽象类 – SimpleDateFormat 工厂模式 parse：将字符串格式化为时间对象 format：将时间对象格式化为字符串如将当前时间转为YYYY-MM-DD HH24:MI:SS输出

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String strDate = "2008-10-19 10:11:30.345";
//准备第一个模板，从字符串中提取出日期数字
String pat1 = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS";
//准备第二个模板，将提取后的日期数字变为指定的格式
String pat2 = "yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒SSS毫秒";
SimpleDateFormat sdf1 = new SimpleDateFormat(pat1); 
SimpleDateFormat sdf2 = new SimpleDateFormat(pat2);
Date d = null;
try{
    d = sdf1.parse(strDate);//将给定的字符串中的日期提取出来
}catch(Exception e){//如果提供的字符串格式有错误，则进行异常处理
    e.printStackTrace();//打印异常信息
}
System.out.println(sdf2.format(d));//将日期变为新的格式

java.time.format包下 java.time.format.DateFormatter：时间格式化 JDK 8 发布，线程安全（vs SimpleDateFormat 线程不安全） ofPattern：设定时间格式 parse：将字符串格式化为时间对象 format：将时间对象格式化为字符串如将当前时间转为YYYY-MM-DD HH24:MI:SS输出

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//将字符串转化为时间
String dateStr = "2020年1月1日";
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy年MM月dd日");
LocalDate date = LocalDate.parse(dateStr, formatter);
System.out.println(date.getYear() + "-" + date.getMonthValue() + "-" + date.getDayOfMonth());

//将日期转换为字符串输出
LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
DateTimeFormatter format = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy年MM月dd日 hh:mm:ss");
String nowStr = now.format(format);
System.out.println(nowStr);

LocalDate类的月份是1-12，不用加1；Calendar类的月份是0-11，需要加1。

异常和异常处理

异常

Java异常分成Exception（程序相关）和Error（系统相关）。异常分类 Exception分为RuntimeException程序自身的错误（如5/0，空指针，数组越界）和非RuntimeException外界相关的错误（如打开一个不存在的文件，加载一个不存在的类）。 IOException是非RuntimeException的典型示例。另一种分类方法： Unchecked Exception：（编译器不会辅助检查的，需要管理员自己管的）异常，包括Error子类和RuntimeException子类。非RuntimeException的Exception的子类：（编译器会辅助检查的）异常，checked exception。注意：编译器会检查程序是否为checked exception配置了处理。若没有处理，会报错。

异常处理

try-catch-finally：一种保护代码正常运行的机制。
异常结构 try…catch（catch可以有多个，下同） try…catch…finally try…finally
try必须有，catch和finally至少要有一个 try：正常业务逻辑代码 catch：当try发生异常，将执行catch代码。若无异常，绕之。 finally：当try或catch执行结束后，必须要执行finally。

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try
{
    int a = 5/2;
    System.out.println(a);
}
catch(Exception ex)
{
    ex.printStackTrace();
}
finally
{
    System.out.println("1 over");
}


try
{
    int a = 5/0;
    System.out.println(a);
}
catch(Exception ex)
{
    ex.printStackTrace();
}
finally
{
    System.out.println("2 over");
}

try
{
    int a = 5/0;
    System.out.println(a);
}
catch(Exception ex)
{
    ex.printStackTrace();
    int a = 5/0;
}
finally
{
    System.out.println("3 over");
}

3中，第一个异常执行完finally后再执行第二个异常。（catch内部再次发生异常也不影响finally的正常运行。）进入catch块后，并不会返回到try发生异常的位置，也不会执行后续的catch块，一个异常只能进入一个catch块。一般将小异常（具体的异常子类，如ArithmeticException）写在前面，大（宽泛）的异常（如Exception）写在末尾。允许包含：

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try{
    try-catch-finally结构
}
catch(){
    try-catch-finally结构
}
finally{
    try-catch-finally结构
}

方法存在可能异常的语句，但不处理，可使用throws来声明异常。
调用带有throws异常（checked exception）的方法，要么处理这些异常，或者再次向外throws，直到main函数为止。

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public class ThrowsDemo
{
    public static void main(String [] args)
    {
        try
        {
            int result = new Test().divide(3,1);
            System.out.println("1 result:" + result);
        }
        catch(ArithmeticException ex)
        {
            ex.printStackTrace();
        }
        int result = new Test().divide(3,0);
        System.out.println("2 result:" + result);
    }
}
class Test
{
    //ArithmeticException is a RuntimeException, not checked exception
    public int divide(int x, int y) throws ArithmeticException
    {
        int result = x/y;
        return x/y;
    }
}

一个方法被覆盖，覆盖它的方法不限抛出相同的异常，或者异常的子类。
如果父类的方法抛出多个异常，那么重写的子类方法必须抛出那些异常的子集，也就是不能抛出新的异常。 Father.java

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public class Father{
    public void f1() throws ArithmeticException
    {

    }
}

Son.java

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public class Son extends Father{
    public void f1() throws Exception//错误
}

自定义异常

自定义异常需要继承Exception类或其子类。继承自Exception，就变成Checked Exception。继承自RuntimeException，就变成Unchecked Exception。（非RuntimeException，是Checked Exception，IDE辅助检查；RuntimeException，是Unchecked Exception，IDE不会辅助检查，是程序员自行处理。）
自定义重点在构造函数调用父类Exception的message构造函数可自定义自己的成员变量
在程序中采用throw主动抛出异常 MyException.java

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public class MyException extends Exception{
    private String returnCode;//异常对应的返回码
    private String returnMsg;//异常对应的描述信息

    public MyException(){
        super();
    }

    public MyException(String returnMsg){
        super(returnMsg);
        this.returnMsg = returnMsg;
    }

        public MyException(String returnCode, String returnMsg){
        super(returnMsg);
        this.returnCode = returnCode;
        this.returnMsg = returnMsg;
    }

    public String getReturnCode(){
        return returnCode;
    }

    public String getReturnMsg(){
        return returnMsg;
    }
}

在方法内部程序中，抛出异常采用throw关键字；在方法头部声明中，声明异常采用throws关键字。 MyExceptionTest.java

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public class MyExceptionTest {
    public static void testException() throws MyException {
        throw new MyException("10001", "The reason of myException");
    }

    public static void main(String[] args) {
        //MyExceptionTest.testException();注释1 要报错需注释掉下方代码
        try {
            MyExceptionTest.testException();
        } catch (MyException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("returnCode:" + e.getReturnCode());
            System.out.println("returnCode:" + e.getReturnMsg());
        }
    }
}

注释1：main函数里调用了一个声明MyException异常的方法，但没处理。因为MyException继承Exception，是属于非RuntimeException，也就是Checked Exception，因此编译器会检查到程序没处理而报错。解法：1）采用try-catch-finally结构 2）main函数也throws MyException。 DivideByMinusException.java

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public class DivideByMinusException extends Exception {
    int divisor;
    public DivideByMinusException(String msg, int divisor)
    {
        super(msg);
        this.divisor = divisor;
    }
    public int getDevisor()
    {
        return this.getDevisor();
    }
}

Student.java

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public class Student {
    public int divide(int x, int y)
    {
        return x/y;
    }
    public static void main(String[] args) throws DivideByMinusException {
        Student newton = new Student();
        //newton.divide2(5,0);
        newton.divide5(5,-2);
    }

    public int divide2(int x,int y)
    {
        int result;
        try
        {
            result = x/y;
            System.out.println("result is " + result);
        }
        catch(ArithmeticException ex)
        {
            System.out.println(ex.getMessage());
            return 0;
        }
        catch(Exception ex)
        {
            ex.printStackTrace();
            return 0;
        }
    }

    public int divide3(int x,int y) throws ArithmeticException//unchecked exception
    {
        return x/y;
    }

    public int divide4(int x, int y)
    {
//        try
//        {
//            return divide3(x,y);
//        }
//        catch(ArithmeticException ex)
//        {
//            ex.printStackTrace();
//            return 0;
//        }
        return divide3(x,y);//尽管divide3报告异常，但divide4无需处理。
        //若调用divide5(x,y);就需要做try-catch处理。
    }

    public int divide5(int x,int y) throws DivideByMinusException
    {
        try
        {
            if(y < 0)
            {
                throw new DivideByMinusException("The divisor is negative", y);
            }
            return divide3(x,y);
        }
        catch(ArithmeticException ex)
        {
            ex.printStackTrace();
            return 0;
        }
    }
}

对于CheckedException，编译器要求调用者处理，要么采用try-catch-finally处理，要么采用throws声明异常。

数据结构

数组

数组是一个存放多个数据的容器数据是同一种类型所有数据是线性规则排列可通过位置索引来快速定位访问数据需明确容器的长度
Java数组定义和初始化

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int a[];//还没有new操作，实际上是null，也不知道内存位置
int[] b;
int[] c = new int[2];//c有2个元素，都是0
c[0] = 1, c[1] = 2;//初始化

int d[] = new int[]{1,2,3};//同时定义和初始化
int d1[] = {1,2,3};//同时定义和初始化

//声明变量时没有分配内存，不需要指定大小，以下是错误的
//int a[2];
//int[2] b;
//int[2] c = new int[2];
//int d[2] = new int[2];

数组索引数组的length属性标识数组的长度从0开始，到length-1

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int[] a = new int[5];//a[0]~a[4],a.length是5

数组不能越界访问，否则会报ArrayIndexOutOfBoundsException异常

数组遍历：两种方法

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//需控制索引位置
for(int i = 0; i < d.length; i++)
{
    System.out.println(d[i]);
}

//无需控制索引位置
for(int e : d)
{
    System.out.println(e);
}

多维数组数组的数组存储按照行存储原则

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//规则数组
int a[][] = new int[2][3];
//不规则数组
int b[][];
b = new int[3][];
b[0] = new int[3];
b[1] = new int[4];
b[2] = new int[5];

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int k = 0;
for(int i = 0; i < a.length; i++)
{
    for(int j = 0; j < a[i].length; j++)
    {
        a[i][j] = ++k;
    }
}

for(int[] items : a)
{
    for(int item : items)
    {
        System.out.println(item + ", ");
    }
    System.out.println();
}

JCF

Java Collection Framework

容器：能够存放数据的空间结构数组/多维数组，只能线性存放列表/散列集/树/…
容器框架：为表示和操作容器而规定的一种标准体系结构对外的接口：容器中所能存放的抽象数据类型接口的实现：可复用的数据结构算法：对数据的查找和排序
容器框架优点：提高数据存取效率，避免程序员重复劳动
C++的STL, Java的JCF
Java 1.1和以前的数据结构 Vector, Stack, Hashtable, Enumeration等
Java 1.2和以后，JCF集合框架功能更强大，易于学习接口和实现分离，多种设计模式更灵活泛型设计

主要由列表（List）、散列集合（Set）、映射（Map）组成。（还有Arrays和Collection工具类） Dictionary和Hashtable属于JDK1.1的类，已经较少使用了。

早期接口Enumeration
JCF的集合接口是Collection add, contains, remove, size iterator
JCF的迭代器接口Iterator hasNext, next, remove
JCF主要的数据结构实现类列表（List, ArrayList, LinkedList）集合（Set, HashSet, TreeSet, LinkedHashSet）映射（Map, HashMap, TreeMap, LinkedHashMap）
JCF主要的算法类 Arrays: 对数组进行查找和排序等操作 Collections: 对Collection及其子类进行排序和查找操作

List

List 列表有序的Collection 允许重复元素 {1, 2, 3, {1, 2}, 1, 3}
List主要实现 ArrayList（非同步） LinkedList（非同步） Vector（同步）
ArrayList 以数组实现的列表，不支持同步利用索引位置可以快速定位访问不适合指定位置的插入、删除操作适合变动不大，主要用于查询的数据和Java数组相比，其容量是可动态调整的//Java数组是静态的，长度确定不可修改 ArrayList在元素填满容器时会自动扩充容器大小的50%

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import java.util.ArrayList;
//Vector几乎和ArrayList一样，除了Vector本身是同步的

public class ArrayListTest{
    public static void main(String[] a){
        ArrayList<Integer> al = new ArrayList<Integer>();//ArrayList<Integer> al 是泛型表示，意思是al这个数据结构里只能容纳Integer的对象，其它对象无法放入
        al.add(1);//ArrayList只能装对象，当add(1)时，会自动将普通int变量1自动装箱为Integer(1)的对象，然后放入ArrayList容器中
        al.add(2);
        al.add(3);
        al.add(4);
        al.add(new Integer(6));

        System.out.println(al.get(3));
        al.remove(3);//删除第4个元素，后面元素往前挪
        al.add(3, 0);//将0插入到第3个元素，后面元素往后挪

        //遍历方法
        ArrayList<Integer> as = new ArrayList<Integer>(100000);
        for(int i = 0; i < 100000; i++)
        {
            as.add(i);
        }
        traverseByIterator(as);
        traverseByIndex(as);
        traverseByFor(as);
    }
    //迭代器遍历
    public static void traverseByIterator(ArrayList<Integer> al)
    {
        long startTime = System.namoTime();
        Iterator<Integer> iter1 = al.iterator();
        while(iter1.hasNext()){
            iter1.next();
        }
        long endTime = System.nanoTime();
        long duration = endTime - startTime;
        System.out.println(duration + "纳秒");
    }
    //随机索引值遍历
    public static void traverseByIndex(ArrayList<Integer> al)
    {
        long startTime = System.namoTime();
        for(int i = 0; i< al.size(); i++)
        {
            al.get(i);
        }
        long endTime = System.nanoTime();
        long duration = endTime - startTime;
        System.out.println(duration + "纳秒");
    }
    //for循环遍历
    public static void traverseByFor(ArrayList<Integer> al)
    {
        long startTime = System.namoTime();
        for(Integer item : al)
        {
            ;
        }
        long endTime = System.namoTime();
        long duration = endTime - startTime;
        System.out.println(duration + "纳秒");
    }
}

结果表明：for循环遍历最快，随机索引值遍历和for差距不大，迭代器最慢。

LinkedList 以双向链表实现的列表，不支持同步可被当作堆栈、队列和双端队列进行操作顺序访问高效、随机访问较差，中间插入和删除高效适用于经常变化的数据

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import java.util.ArrayList;


public class LinkedListTest{
    public static void main(String[] a){
        LinkedList<Integer> ll = new LinkedList<Integer>();
        ll.add(1);
        ll.add(2);
        ll.add(3);
        ll.add(4);
        System.out.println(ll.size());
        ll.addFirst(0);//在头部增加0
        ll.add(3,5);//将5插入到第四个元素，四及后续元素往后挪
        ll.remove(3);//将第四个元素删除

        LinkedList<Integer> list = new LinkedList<Integer>();
        for(int i = 0; i < 100000; i++)
        {
            list.add(i);
        }
        traverseByIterator(list);
        traverseByIndex(list);
        traverseByFor(list);       
    }
    //迭代器遍历
    public static void traverseByIterator(LinkedList<Integer> list)
    {
        long startTime = System.namoTime();
        Iterator<Integer> iter1 = list.iterator();
        while(iter1.hasNext()){
            iter1.next();
        }
        long endTime = System.nanoTime();
        long duration = endTime - startTime;
        System.out.println(duration + "纳秒");
    }
    //随机索引值遍历
    public static void traverseByIndex(LinkedList<Integer> list)
    {
        long startTime = System.namoTime();
        for(int i = 0; i< list.size(); i++)
        {
            list.get(i);
        }
        long endTime = System.nanoTime();
        long duration = endTime - startTime;
        System.out.println(duration + "纳秒");
    }
    //for循环遍历
    public static void traverseByFor(LinkedList<Integer> list)
    {
        long startTime = System.namoTime();
        for(Integer item : list)
        {
            ;
        }
        long endTime = System.namoTime();
        long duration = endTime - startTime;
        System.out.println(duration + "纳秒");
    }
}

结果：for循环最快，迭代器稍微慢一些，随机索引特别慢。

性能比较

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import java.util.ArrayList;

public class ListCompareTest {
    public static void main(String[] args) {
        int times = 10 * 1000;

        ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
        LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<Integer>();

        //ArrayList add
        long startTime = System.nanoTime();

        for(int i = 0; i < times; i++) {
            arrayList.add(0, i);//add到头部
        }
        long endTime = System.namoTime();
        long duration = endTime - startTime;
        System.out.println(duration + "纳秒");

        //LinkedList add
        startTime = System.nanoTime();

        for(int i = 0; i < times; i++) {
            linkedList.add(0, i);
        }
        endTime = System.namoTime();
        duration = endTime - startTime;
        System.out.println(duration + "纳秒");

        //ArrayList get
        startTime = System.nanoTime();

        for(int i = 0; i < times; i++) {
            arrayList.get(i);
        }
        endTime = System.namoTime();
        duration = endTime - startTime;
        System.out.println(duration + "纳秒");

        //LinkedList get
        startTime = System.nanoTime();

        for(int i = 0; i < times; i++) {
            linkedList.get(i);
        }
        endTime = System.namoTime();
        duration = endTime - startTime;
        System.out.println(duration + "纳秒");

        //ArrayList remove
        startTime = System.nanoTime();

        for(int i = 0; i < times; i++) {
            arrayList.remove(0);
        }
        endTime = System.namoTime();
        duration = endTime - startTime;
        System.out.println(duration + "纳秒");

        //LinkedList remove
        startTime = System.nanoTime();

        for(int i = 0; i < times; i++) {
            linkedList.remove(0);
        }
        endTime = System.namoTime();
        duration = endTime - startTime;
        System.out.println(duration + "纳秒");
    }
}

结果：add ArrayList时间远大于LinkedList get ArrayList时间远小于LinkedList remove ArrayList时间远大于LinkedList

结论：ArrayList适用于较多查询的（静态）数据，LinkedList适用于频繁增删的数据。

Vector(同步) 和ArrayList类似，可变数组实现的列表 Vector同步，适合在多线程下使用原先不属于JCF框架，属于Java最早的数据结构，性能较差从JDK 1.2开始，Vector被重写，并纳入到JCF 官方文档建议在非同步情况下，优先采用ArrayList

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import java.util.ArrayList;

public class VectorTest {
    public static void main(String[] args) {
        Vector<Integer> v = new Vector<Integer>();
        v.add(1);
        v.add(2);
        v.add(3);
        v.remove(2);
        v.add(1, 5);
        System.out.println(v.size());

        //遍历方法

        Vector<Integer> v2 = new Vector<Integer>(100000);
        for(int i = 0; i < 100000; i++) {
            v2.add(i);
        }
        traverseByIterator(v2);
        traverseByIndex(v2);
        traverseByFor(v2);    
        traverseByEnumeration(v2);  
    }

    //迭代器遍历
    public static void traverseByIterator(Vector<Integer> v)
    {
        long startTime = System.namoTime();
        Iterator<Integer> iter1 = v.iterator();
        while(iter1.hasNext()){
            iter1.next();
        }
        long endTime = System.nanoTime();
        long duration = endTime - startTime;
        System.out.println(duration + "纳秒");
    }
    //随机索引值遍历
    public static void traverseByIndex(Vector<Integer> v)
    {
        long startTime = System.namoTime();
        for(int i = 0; i< v.size(); i++)
        {
            v.get(i);
        }
        long endTime = System.nanoTime();
        long duration = endTime - startTime;
        System.out.println(duration + "纳秒");
    }
    //for循环遍历
    public static void traverseByFor(Vector<Integer> v)
    {
        long startTime = System.namoTime();
        for(Integer item : v)
        {
            ;
        }
        long endTime = System.namoTime();
        long duration = endTime - startTime;
        System.out.println(duration + "纳秒");
    }
    //Enumeration遍历
    public static void traverseByEnumeration(Vector<Integer> v)
    {
        long startTime = System.namoTime();
        for(Enumeration<Integer> enu = v.elements(); enu.hasMoreElements();) {
            enu.nextElement();
        }
        long endTime = System.namoTime();
        long duration = endTime - startTime;
        System.out.println(duration + "纳秒");
    }
}

结果：for循环是最快的，位置索引第二名，Enumeration第三，迭代器最慢。

Set

确定性：对任意对象都能判定其是否属于某一个集合互异性：集合内每个元素都是不相同的，内容互异无序性：集合内的顺序无关 集合接口Set

HashSet 基于散列函数的集合，无序，不支持同步基于HashMap实现的，可以容纳null元素，不支持同步但以下方法可以实现同步

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Set s = Collections.synchronizedSet(new HashSet(...));

add 添加一个元素 clear 清除整个HashSet contains 判定是否包含一个元素 remove 删除一个元素 size 大小 retainAll 计算两个集合交集

TreeSet 基于树结构的集合，可排序的，不支持同步
LinkedHashSet 基于散列函数和双向链表的集合，可排序的，不支持同步

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import java.util.ArrayList;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;

public class HashSetTest {
	public static void main(String[] args) {
		HashSet<Integer> hs = new HashSet<Integer>();
		hs.add(null);
		hs.add(1);
		hs.add(2);
		hs.add(3);
		hs.add(40000);
		hs.add(5000000);
		hs.add(3);                      //3 重复
		hs.add(null);                   //null重复
		System.out.println(hs.size());  //6
		if(!hs.contains(6))
		{
			hs.add(6);
		}
		System.out.println(hs.size());  //7
		hs.remove(4);
		System.out.println(hs.size());  //6
		//hs.clear();
		//System.out.println(hs.size());  //0
		
		//or循环遍历
	    for(Integer item : hs)
	    {
	    	System.out.println(item);
	    }
	    
	    //测试集合交集	    
	    HashSet<String> set1 = new HashSet<String>();
	    HashSet<String> set2 = new HashSet<String>();

        set1.add("a");
        set1.add("b");
        set1.add("c");

        set2.add("c");
        set2.add("d");
        set2.add("e");

        //交集
        set1.retainAll(set2);
        System.out.println("交集是 "+set1);
        
        //测试遍历方法速度		
		HashSet<Integer> hs2 = new HashSet<Integer>();
		for(int i=0;i<100000;i++)	{
			hs2.add(i);
		}
		traverseByIterator(hs2);
		traverseByFor(hs2);		
	}
	
	public static void traverseByIterator(HashSet<Integer> hs)
	{
		long startTime = System.nanoTime();
		//迭代器遍历 
	    Iterator<Integer> iter1 = hs.iterator();  
	    while(iter1.hasNext()){  
	        iter1.next();  
	    }
		long endTime = System.nanoTime();
	    long duration = endTime - startTime;
	    System.out.println(duration + "纳秒");
	}
	public static void traverseByFor(HashSet<Integer> hs)
	{
		long startTime = System.nanoTime();
		//for循环遍历
	    for(Integer item : hs)
	    {
	    	;
	    }
		long endTime = System.nanoTime();
	    long duration = endTime - startTime;
	    System.out.println(duration + "纳秒");
	}
}

迭代器慢于for循环。

LinkedHashSet 继承HashSet，也是基于HashMap实现的，可容纳null元素不支持同步

1

Set s = Collections.synchronizedSet(new LinkedHashSet(...));

方法和HashSet基本一致 add,clear,contains,remove,size 通过一个双向链表维护插入顺序

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import java.util.ArrayList;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashSet;

public class LinkedHashSetTest {
	public static void main(String[] args) {
		LinkedHashSet<Integer> lhs = new LinkedHashSet<Integer>();
		lhs.add(null);
		lhs.add(1000);
		lhs.add(20);
		lhs.add(3);
		lhs.add(40000);
		lhs.add(5000000);
		lhs.add(3);                      //3 重复
		lhs.add(null);                   //null 重复
		System.out.println(lhs.size());  //6
		if(!lhs.contains(6))
		{
			lhs.add(6);
		}
		System.out.println(lhs.size());  //7
		lhs.remove(4);
		System.out.println(lhs.size());  //6
		//lhs.clear();
		//System.out.println(lhs.size());  //0
		
		//for循环遍历
	    for(Integer item : lhs)
	    {
	    	System.out.println(item);
	    }
		
		LinkedHashSet<Integer> lhs2 = new LinkedHashSet<Integer>();
		for(int i=0;i<100000;i++)
		{
			lhs2.add(i);
		}
		traverseByIterator(lhs2);
		traverseByFor(lhs2);
		
	}
	
	public static void traverseByIterator(LinkedHashSet<Integer> hs)
	{
		long startTime = System.nanoTime();
		//迭代器遍历
	    Iterator<Integer> iter1 = hs.iterator();  
	    while(iter1.hasNext()){  
	        iter1.next();  
	    }
		long endTime = System.nanoTime();
	    long duration = endTime - startTime;
	    System.out.println(duration + "纳秒");
	}
	public static void traverseByFor(LinkedHashSet<Integer> hs)
	{
		long startTime = System.nanoTime();
		//for循环遍历
	    for(Integer item : hs)
	    {
	    	;
	    }
		long endTime = System.nanoTime();
	    long duration = endTime - startTime;
	    System.out.println(duration + "纳秒");
	}
}

LinkedHashSet是保留顺序的，其遍历顺序和插入顺序一致；而HashSet没有保留顺序，其遍历顺序无序。

TreeSet 基于TreeMap实现的，不可以容纳null元素，不支持同步

1

SortedSet s = Collections.synchronizedSortedSet(new TreeSet(...));

add 添加一个元素 clear 清除整个TreeSet contains 判定是否包含一个元素 remove 删除一个元素 size 大小根据compareTo方法或指定Comparator排序

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import java.util.ArrayList;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.TreeSet;

public class TreeSetTest {
	public static void main(String[] args) {
		TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();
		// ts.add(null);  错误，不支持null
		ts.add(1000);
		ts.add(20);
		ts.add(3);
		ts.add(40000);
		ts.add(5000000);
		ts.add(3);                      //3 重复
		System.out.println(ts.size());  //5
		if(!ts.contains(6))
		{
			ts.add(6);
		}
		System.out.println(ts.size());  //6
		ts.remove(4);
		System.out.println(ts.size());  //5
		//lhs.clear();
		//System.out.println(lhs.size());  //0
		
		//for循环遍历
	    for(Integer item : ts)
	    {
	    	System.out.println(item);
	    }
	    
		TreeSet<Integer> ts2 = new TreeSet<Integer>();
		for(int i=0;i<100000;i++)
		{
			ts2.add(i);
		}
		traverseByIterator(ts2);
		traverseByFor(ts2);
		
	}
	
	public static void traverseByIterator(TreeSet<Integer> hs)
	{
		long startTime = System.nanoTime();
		//迭代器遍历
	    Iterator<Integer> iter1 = hs.iterator();  
	    while(iter1.hasNext()){  
	        iter1.next();  
	    }
		long endTime = System.nanoTime();
	    long duration = endTime - startTime;
	    System.out.println(duration + "纳秒");
	}
	public static void traverseByFor(TreeSet<Integer> hs)
	{
		long startTime = System.nanoTime();
		//for循环遍历
	    for(Integer item : hs)
	    {
	    	;
	    }
		long endTime = System.nanoTime();
	    long duration = endTime - startTime;
	    System.out.println(duration + "纳秒");
	}

}

HashSet是无序输出的 LinkedHashSet是按照插入的顺序进行遍历输出的 TreeSet是按照所存储对象大小升序输出的

HashSet, LinkedHashSet, TreeSet的元素都只能是对象
HashSet和LinkedHashSet判定元素重复的原则判定两个元素的hashCode返回值是否相同，不同则返回false 若两者hashCode相同，判定equals方法，不同则返回false hashCode和equals方法是所有类都有的，因为Object类有
TreeSet判定元素重复的原则需要元素继承自Comparable接口比较两个元素的compareTo方法 HashSetJudgeRuleTest.java

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import java.util.HashSet;


public class HashSetJudgeRuleTest {

	public static void main(String[] args) {
		HashSet<Cat> hs = new HashSet<Cat>();
		hs.add(new Cat(1));
		hs.add(new Cat(2));
		hs.add(new Cat(3));
		hs.add(new Cat(3));
		System.out.println(hs.size()); //4
	}
}

Cat.java

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class Cat
{
	private int size;
	
	public Cat(int size)
	{
		this.size = size;
	}
}

Dog.java

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class Dog {
    private int size;
 
    public Dog(int s) {
        size = s;
    }      
    public int getSize() {
		return size;
	}

	public boolean equals(Object obj2)   {
    	System.out.println("Dog equals()~~~~~~~~~~~");
    	if(0==size - ((Dog) obj2).getSize()) {
    		return true;
    	} else {
    		return false;
    	}
    }
    
    public int hashCode() {
    	System.out.println("Dog hashCode()~~~~~~~~~~~");
    	return size;
    }
    
    public String toString() {
    	System.out.print("Dog toString()~~~~~~~~~~~");
        return size + "";
    }
}

Tiger.java

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public class Tiger implements Comparable{
	private int size;
	 
    public Tiger(int s) {
        size = s;    
    }    
    
    public int getSize() {
		return size;
	}
    
	public int compareTo(Object o) {
    	System.out.println("Tiger compareTo()~~~~~~~~~~~");
        return size - ((Tiger) o).getSize();
    }
}

Tiger实现Comparable接口，所以必须实现compareTo方法来比较大小。 compareTo方法具体规则如下：

1

int a = obj1.compareTo(obj2);

若a>0，则obj1>obj2；若a==0，则obj1==obj2；若a<0，则obj1<obj2。

HashSet的元素判定规则只和hashCode、equals这2个方法有关，和compareTo方法无关。

Java的四个重要接口： Comparable可比较的 Clonable可克隆的 Runnable可线程化的 Serializable可序列化的 ObjectHashSetTest.java

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import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.TreeSet;


public class ObjectHashSetTest {

	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("==========Cat HashSet ==============");
		HashSet<Cat> hs = new HashSet<Cat>();  
		hs.add(new Cat(2));  
		hs.add(new Cat(1));  
		hs.add(new Cat(3));  
		hs.add(new Cat(5));  
		hs.add(new Cat(4)); 
		hs.add(new Cat(4)); 
		System.out.println(hs.size());  //6
		
		System.out.println("========================");
		LinkedHashSet<Cat> lhs= new LinkedHashSet<Cat>();  
		lhs.add(new Cat(2));  
		lhs.add(new Cat(1));  
		lhs.add(new Cat(3));  
		lhs.add(new Cat(5));  
		lhs.add(new Cat(4));  
		lhs.add(new Cat(4));		
		System.out.println(lhs.size());  //6
		
		
		
		System.out.println("==========Dog HashSet ==============");
		HashSet<Dog> hs2 = new HashSet<Dog>();  
		hs2.add(new Dog(2));  
		hs2.add(new Dog(1));  
		hs2.add(new Dog(3));  
		hs2.add(new Dog(5));  
		hs2.add(new Dog(4)); 
		hs2.add(new Dog(4)); 
		System.out.println(hs2.size());  //5
		
		System.out.println("========================");
		LinkedHashSet<Dog> lhs2= new LinkedHashSet<Dog>();  
		lhs2.add(new Dog(2));  
		lhs2.add(new Dog(1));  
		lhs2.add(new Dog(3));  
		lhs2.add(new Dog(5));  
		lhs2.add(new Dog(4));  
		lhs2.add(new Dog(4)); 		
		System.out.println(lhs2.size());  //5
		

		System.out.println("==========Tiger HashSet ==============");		
		HashSet<Tiger> hs3 = new HashSet<Tiger>();  
		hs3.add(new Tiger(2));  
		hs3.add(new Tiger(1));  
		hs3.add(new Tiger(3));  
		hs3.add(new Tiger(5));  
		hs3.add(new Tiger(4)); 
		hs3.add(new Tiger(4)); 
		System.out.println(hs3.size());  //6
		
		System.out.println("========================");
		LinkedHashSet<Tiger> lhs3= new LinkedHashSet<Tiger>();  
		lhs3.add(new Tiger(2));  
		lhs3.add(new Tiger(1));  
		lhs3.add(new Tiger(3));  
		lhs3.add(new Tiger(5));  
		lhs3.add(new Tiger(4));  
		lhs3.add(new Tiger(4)); 		
		System.out.println(lhs3.size());  //6
	}
}

Cat类本身没有hashCode()，而是继承Object类，而Object的hashCode()会返回对象信息和内存地址经过运算后的一个int值。两个不同的Cat(4)对象，它们的hashCode()返回值是不同的。 Dog类本身改写了hashCode()方法，其返回值是具体的size。所以两个不同Dog(4)，它们的hashCode()返回值是相同的。

这三个方法三位一体：equals()是相同的；hashCode()是相同的；toString()也应该是相同的。

ObjectTreeSetTest.java

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import java.util.TreeSet;


public class ObjectTreeSetTest {

	public static void main(String[] args) {
		/*
		System.out.println("==========Cat TreeSet ==============");
		TreeSet<Cat> ts = new TreeSet<Cat>();  
		ts.add(new Cat(2));  
		ts.add(new Cat(1));  
		ts.add(new Cat(3));  
		ts.add(new Cat(5));  
		ts.add(new Cat(4)); 
		ts.add(new Cat(4)); 
		System.out.println(ts.size());  //5		
		
		System.out.println("==========Dog TreeSet ==============");
		
		
		TreeSet<Dog> ts2 = new TreeSet<Dog>();  
		ts2.add(new Dog(2));  
		ts2.add(new Dog(1));  
		ts2.add(new Dog(3));  
		ts2.add(new Dog(5));  
		ts2.add(new Dog(4)); 
		ts2.add(new Dog(4)); 
		System.out.println(ts2.size());  //5
		*/
		
		//添加到TreeSet的，需要实现Comparable接口，即实现compareTo方法

		System.out.println("==========Tiger TreeSet ==============");
		
		
		TreeSet<Tiger> ts3 = new TreeSet<Tiger>();  
		ts3.add(new Tiger(2));  
		ts3.add(new Tiger(1));  
		ts3.add(new Tiger(3));  
		ts3.add(new Tiger(5));  
		ts3.add(new Tiger(4)); 
		ts3.add(new Tiger(4)); 
		System.out.println(ts3.size());  //5
	}

}

Map

定义：两个集合之间的元素对应关系。一个输入对应到一个输出。 {Key, Value} 键值对，K-V对

Hashtable 同步，慢，数据量小 HashMap 不支持同步，快，数据量大 Properties 同步，文件形式，数据量小

Hashtable K-V对，K和V都不允许为null 同步，多线程安全无序的适合小数据量主要方法：clear, contains/containsValue, containsKey, get, put, remove, size

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import java.util.Enumeration;
import java.util.Hashtable;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;

public class HashtableTest {

	public static void main(String[] args) {
		Hashtable<Integer,String> ht =new  Hashtable<Integer,String>();
		//ht.put(1, null); 编译不报错  运行报错
		//ht.put(null,1);  编译报错
		ht.put(1000, "aaa");
		ht.put(2, "bbb");
		ht.put(30000, "ccc");
		System.out.println(ht.contains("aaa"));
		System.out.println(ht.containsValue("aaa"));
		System.out.println(ht.containsKey(30000));
		System.out.println(ht.get(30000));
		
		ht.put(30000, "ddd");  //更新覆盖ccc
		System.out.println(ht.get(30000));
		
		ht.remove(2);
		System.out.println("size: " + ht.size());
		
		ht.clear();
		System.out.println("size: " + ht.size());
		
		
		Hashtable<Integer,String> ht2 =new  Hashtable<Integer,String>();
		for(int i=0;i<100000;i++)
		{
			ht2.put(i, "aaa");
		}
		traverseByEntry(ht2);
		traverseByKeySet(ht2);
		traverseByKeyEnumeration(ht2);		
	}
	
	public static void traverseByEntry(Hashtable<Integer,String> ht)
	{
		long startTime = System.nanoTime();
		System.out.println("============Entry迭代器遍历==============");
		Integer key;
		String value;
		Iterator<Entry<Integer, String>> iter = ht.entrySet().iterator();
		while(iter.hasNext()) {
		    Map.Entry<Integer, String> entry = iter.next();
		    // 获取key
		    key = entry.getKey();
		    // 获取value
		    value = entry.getValue();
		    //System.out.println("Key:" + key + ", Value:" + value);
		}
		long endTime = System.nanoTime();
	    long duration = endTime - startTime;
	    System.out.println(duration + "纳秒");
	}
	
	
	public static void traverseByKeySet(Hashtable<Integer,String> ht)
	{
		long startTime = System.nanoTime();
		System.out.println("============KeySet迭代器遍历=============="); 
		Integer key;
		String value;
		Iterator<Integer> iter = ht.keySet().iterator();
		while(iter.hasNext()) {
		    key = iter.next();		    
		    // 获取value
		    value = ht.get(key);
		    //System.out.println("Key:" + key + ", Value:" + value);
		}
		long endTime = System.nanoTime();
	    long duration = endTime - startTime;
	    System.out.println(duration + "纳秒");
	}
	
	
	public static void traverseByKeyEnumeration(Hashtable<Integer,String> ht)
	{
		long startTime = System.nanoTime();
		System.out.println("============KeyEnumeration迭代器遍历=============="); 
		Integer key;
		String value;
		Enumeration<Integer> keys = ht.keys();
		while(keys.hasMoreElements()) {
		    key = keys.nextElement();   
		    // 获取value
		    value = ht.get(key);
		    //System.out.println("Key:" + key + ", Value:" + value);
		}
		long endTime = System.nanoTime();
	    long duration = endTime - startTime;
	    System.out.println(duration + "纳秒");
	}
}

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============Entry迭代器遍历==============
11238700纳秒
============KeySet迭代器遍历==============
10546900纳秒
============KeyEnumeration迭代器遍历==============
11115100纳秒

HashMap
K-V对，K和V都运行为null
不同步，多线程不安全 Map m = Collections.synchronizedMap(new HashMap(…)); 无序的主要方法：clear, containsValue, containsKey, get, put, remove, size

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import java.util.Enumeration;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;

public class HashMapTest {

	public static void main(String[] args) {
		HashMap<Integer,String> hm =new  HashMap<Integer,String>();
		hm.put(1, null); 
		hm.put(null, "abc");  
		hm.put(1000, "aaa");
		hm.put(2, "bbb");
		hm.put(30000, "ccc");
		System.out.println(hm.containsValue("aaa"));
		System.out.println(hm.containsKey(30000));
		System.out.println(hm.get(30000));
		
		hm.put(30000, "ddd");  //更新覆盖ccc
		System.out.println(hm.get(30000));
		
		hm.remove(2);
		System.out.println("size: " + hm.size());
		
		hm.clear();
		System.out.println("size: " + hm.size());
		
		
		HashMap<Integer,String> hm2 =new  HashMap<Integer,String>();
		for(int i=0;i<100000;i++)
		{
			hm2.put(i, "aaa");
		}
		traverseByEntry(hm2);
		traverseByKeySet(hm2);		
	}
	
	public static void traverseByEntry(HashMap<Integer,String> ht)
	{
		long startTime = System.nanoTime();
		System.out.println("============Entry迭代器遍历==============");
		Integer key;
		String value;
		Iterator<Entry<Integer, String>> iter = ht.entrySet().iterator();
		while(iter.hasNext()) {
		    Map.Entry<Integer, String> entry = iter.next();
		    // 获取key
		    key = entry.getKey();
		    // 获取value
		    value = entry.getValue();
		    //System.out.println("Key:" + key + ", Value:" + value);
		}
		long endTime = System.nanoTime();
	    long duration = endTime - startTime;
	    System.out.println(duration + "纳秒");
	}
	
	
	public static void traverseByKeySet(HashMap<Integer,String> ht)
	{
		long startTime = System.nanoTime();
		System.out.println("============KeySet迭代器遍历=============="); 
		Integer key;
		String value;
		Iterator<Integer> iter = ht.keySet().iterator();
		while(iter.hasNext()) {
		    key = iter.next();		    
		    // 获取value
		    value = ht.get(key);
		    //System.out.println("Key:" + key + ", Value:" + value);
		}
		long endTime = System.nanoTime();
	    long duration = endTime - startTime;
	    System.out.println(duration + "纳秒");
	}
}

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============Entry迭代器遍历==============
13389400纳秒
============KeySet迭代器遍历==============
12616200纳秒

LinkedHashMap 基于双向链表的维持插入顺序的HashMap

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import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;

public class LinkedHashMapTest {

	public static void main(String[] args) {
		LinkedHashMap<Integer,String> hm =new  LinkedHashMap<Integer,String>();
		hm.put(1, null); 
		hm.put(null, "abc");  
		hm.put(1000, "aaa");
		hm.put(2, "bbb");
		hm.put(30000, "ccc");
		System.out.println(hm.containsValue("aaa"));
		System.out.println(hm.containsKey(30000));
		System.out.println(hm.get(30000));
		
		hm.put(30000, "ddd");  //更新覆盖ccc
		System.out.println(hm.get(30000));
		
		hm.remove(2);
		System.out.println("size: " + hm.size());
		
		//hm.clear();
		//System.out.println("size: " + hm.size());
		
		System.out.println("遍历开始==================");
		
		Integer key;
		String value;
		Iterator<Entry<Integer, String>> iter = hm.entrySet().iterator();
		while(iter.hasNext()) {
		    Map.Entry<Integer, String> entry = iter.next();
		    // 获取key
		    key = entry.getKey();
		    // 获取value
		    value = entry.getValue();
		    System.out.println("Key:" + key + ", Value:" + value);
		}
		System.out.println("遍历结束==================");		
		
		LinkedHashMap<Integer,String> hm2 =new  LinkedHashMap<Integer,String>();
		for(int i=0;i<100000;i++)
		{
			hm2.put(i, "aaa");
		}
		traverseByEntry(hm2);
		traverseByKeySet(hm2);		
	}
	
	public static void traverseByEntry(LinkedHashMap<Integer,String> ht)
	{
		long startTime = System.nanoTime();
		System.out.println("============Entry迭代器遍历==============");
		Integer key;
		String value;
		Iterator<Entry<Integer, String>> iter = ht.entrySet().iterator();
		while(iter.hasNext()) {
		    Map.Entry<Integer, String> entry = iter.next();
		    // 获取key
		    key = entry.getKey();
		    // 获取value
		    value = entry.getValue();
		    //System.out.println("Key:" + key + ", Value:" + value);
		}
		long endTime = System.nanoTime();
	    long duration = endTime - startTime;
	    System.out.println(duration + "纳秒");
	}
	
	
	public static void traverseByKeySet(LinkedHashMap<Integer,String> ht)
	{
		long startTime = System.nanoTime();
		System.out.println("============KeySet迭代器遍历=============="); 
		Integer key;
		String value;
		Iterator<Integer> iter = ht.keySet().iterator();
		while(iter.hasNext()) {
		    key = iter.next();		    
		    // 获取value
		    value = ht.get(key);
		    //System.out.println("Key:" + key + ", Value:" + value);
		}
		long endTime = System.nanoTime();
	    long duration = endTime - startTime;
	    System.out.println(duration + "纳秒");
	}
}

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遍历开始==================
Key:1, Value:null
Key:null, Value:abc
Key:1000, Value:aaa
Key:30000, Value:ddd
遍历结束==================
============Entry迭代器遍历==============
9191900纳秒
============KeySet迭代器遍历==============
9211800纳秒

HashMap遍历是无序的 LinkedHashMap遍历的顺序和它的插入的顺序保持一致 TreeMap遍历的顺序是按照大小或者compareTo方法规定的

TreeMap 基于红黑树的Map，可以根据key的自然排序或者compareTo方法进行排序输出

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import java.util.TreeMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;

public class TreeMapTest {

	public static void main(String[] args) {
		TreeMap<Integer,String> hm =new  TreeMap<Integer,String>();
		hm.put(1, null); 
		//hm.put(null, "abc");  编译没错，运行报空指针异常  
		hm.put(1000, "aaa");
		hm.put(2, "bbb");
		hm.put(30000, "ccc");
		System.out.println(hm.containsValue("aaa"));
		System.out.println(hm.containsKey(30000));
		System.out.println(hm.get(30000));
		
		hm.put(30000, "ddd");  //更新覆盖ccc
		System.out.println(hm.get(30000));
		
		//hm.remove(2);
		System.out.println("size: " + hm.size());
		
		//hm.clear();
		//System.out.println("size: " + hm.size());
		
		System.out.println("遍历开始==================");
		
		Integer key;
		String value;
		Iterator<Entry<Integer, String>> iter = hm.entrySet().iterator();
		while(iter.hasNext()) {
		    Map.Entry<Integer, String> entry = iter.next();
		    // 获取key
		    key = entry.getKey();
		    // 获取value
		    value = entry.getValue();
		    System.out.println("Key:" + key + ", Value:" + value);
		}
		System.out.println("遍历结束==================");
		
		TreeMap<Integer,String> hm2 =new  TreeMap<Integer,String>();
		for(int i=0;i<100000;i++)
		{
			hm2.put(i, "aaa");
		}
		traverseByEntry(hm2);
		traverseByKeySet(hm2);		
	}
	
	public static void traverseByEntry(TreeMap<Integer,String> ht)
	{
		long startTime = System.nanoTime();
		System.out.println("============Entry迭代器遍历==============");
		Integer key;
		String value;
		Iterator<Entry<Integer, String>> iter = ht.entrySet().iterator();
		while(iter.hasNext()) {
		    Map.Entry<Integer, String> entry = iter.next();
		    // 获取key
		    key = entry.getKey();
		    // 获取value
		    value = entry.getValue();
		    //System.out.println("Key:" + key + ", Value:" + value);
		}
		long endTime = System.nanoTime();
	    long duration = endTime - startTime;
	    System.out.println(duration + "纳秒");
	}
	
	
	public static void traverseByKeySet(TreeMap<Integer,String> ht)
	{
		long startTime = System.nanoTime();
		System.out.println("============KeySet迭代器遍历=============="); 
		Integer key;
		String value;
		Iterator<Integer> iter = ht.keySet().iterator();
		while(iter.hasNext()) {
		    key = iter.next();		    
		    // 获取value
		    value = ht.get(key);
		    //System.out.println("Key:" + key + ", Value:" + value);
		}
		long endTime = System.nanoTime();
	    long duration = endTime - startTime;
	    System.out.println(duration + "纳秒");
	}
}

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遍历开始==================
Key:1, Value:null
Key:2, Value:bbb
Key:1000, Value:aaa
Key:30000, Value:ddd
遍历结束==================
============Entry迭代器遍历==============
12081400纳秒
============KeySet迭代器遍历==============
19865000纳秒

Properties 继承于Hashtable 可以将K-V对保存在文件中适用于数据量少的配置文件继承自Hashtable的方法： clear, contains/containsValue, containsKey, get, put, remove, size 从文件加载的load方法，写入到文件中的store方法获取属性getProperty，设置属性setProperty

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import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.util.Enumeration;
import java.util.Properties;

//关于Properties类常用的操作
public class PropertiesTest {
    //根据Key读取Value
    public static String GetValueByKey(String filePath, String key) {
        Properties pps = new Properties();
        try {
            InputStream in = new BufferedInputStream (new FileInputStream(filePath));  
            pps.load(in); //所有的K-V对都加载了
            String value = pps.getProperty(key);
            //System.out.println(key + " = " + value);
            return value;
            
        }catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
    
    //读取Properties的全部信息
    public static void GetAllProperties(String filePath) throws IOException {
        Properties pps = new Properties();
        InputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream(filePath));
        pps.load(in); //所有的K-V对都加载了
        Enumeration en = pps.propertyNames(); //得到配置文件的名字
        
        while(en.hasMoreElements()) {
            String strKey = (String) en.nextElement();
            String strValue = pps.getProperty(strKey);
            //System.out.println(strKey + "=" + strValue);
        }
        
    }
    
    //写入Properties信息
    public static void WriteProperties (String filePath, String pKey, String pValue) throws IOException {
        File file = new File(filePath);
    	if(!file.exists())
    	{
    		file.createNewFile();
    	}
    	Properties pps = new Properties();
        
        InputStream in = new FileInputStream(filePath);
        //从输入流中读取属性列表（键和元素对） 
        pps.load(in);
        //调用 Hashtable 的方法 put。使用 getProperty 方法提供并行性。  
        //强制要求为属性的键和值使用字符串。返回值是 Hashtable 调用 put 的结果。
        OutputStream out = new FileOutputStream(filePath);
        pps.setProperty(pKey, pValue);
        //以适合使用 load 方法加载到 Properties 表中的格式，  
        //将此 Properties 表中的属性列表（键和元素对）写入输出流  
        pps.store(out, "Update " + pKey + " name");
        out.close();
    }
    
    public static void main(String [] args) throws IOException{
    	System.out.println("写入Test.properties================");
        WriteProperties("Test.properties","name", "12345");
        
        System.out.println("加载Test.properties================");
        GetAllProperties("Test.properties");
        
        System.out.println("从Test.properties加载================");
        String value = GetValueByKey("Test.properties", "name");
        System.out.println("name is " + value);
    }
}

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遍历开始==================
Key:1, Value:null
Key:2, Value:bbb
Key:1000, Value:aaa
Key:30000, Value:ddd
遍历结束==================
============Entry迭代器遍历==============
13335400纳秒
============KeySet迭代器遍历==============
20651700纳秒

工具类

JCF中工具类不存储数据，而是在数据容器上，实现高效操作排序搜索

Arrays类排序：对数组排序，sort/parallelSort 查找：从数组中查找一个元素，binarySearch 批量拷贝：从源数组批量复制元素到目标数组，copyOf。批量赋值：对数组进行批量赋值，fill。等价性比较：判定两个数组内容是否相同，equals。

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import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

public class ArraysTest { 
	public static void main(String[] args) {
		testSort();
		testSearch();
		testCopy();
		testFill();
		testEquality();
	}
	public static void testSort() {
		Random r = new Random();
		int[] a = new int[10];
		for(int i=0;i<a.length;i++)	{
			a[i] = r.nextInt();
		}
		System.out.println("===============测试排序================");
		System.out.println("排序前");
		for(int i=0;i<a.length;i++)	{
			System.out.print(a[i] + ",");
		}
		System.out.println();
		System.out.println("排序后");
		Arrays.sort(a);
		for(int i=0;i<a.length;i++)	{
			System.out.print(a[i] + ",");
		}
		System.out.println();		
	}

	public static void testSearch() {
		Random r = new Random();
		int[] a = new int[10];
		for(int i=0;i<a.length;i++)
		{
			a[i] = r.nextInt();
		}
		a[a.length-1] = 10000;
		System.out.println("===========测试查找============");
		System.out.println("10000 的位置是" + Arrays.binarySearch(a, 10000));
	}
	
	public static void testCopy() {
		Random r = new Random();
		int[] a = new int[10];
		for(int i=0;i<a.length;i++)
		{
			a[i] = r.nextInt();
		}
		int[] b = Arrays.copyOf(a, 5);
		System.out.println("===========测试拷贝前五个元素============");
		System.out.print("源数组：");
		for(int i=0;i<a.length;i++)
		{
			System.out.print(a[i] + ",");
		}
		System.out.println();
		System.out.print("目标数组：");
		for(int i=0;i<b.length;i++)
		{
			System.out.print(b[i] + ",");
		}
		System.out.println();
	}
	public static void testFill() {
		int[] a = new int[10];
		Arrays.fill(a, 100);
		Arrays.fill(a, 2, 8, 200);
		System.out.println("===========测试批量赋值============");
		System.out.print("数组赋值后：");
		for(int i=0;i<a.length;i++)
		{
			System.out.print(a[i] + ",");
		}
		System.out.println();
	}
	public static void testEquality() {
		int[] a = new int[10];
		Arrays.fill(a, 100);
		int[] b = new int[10];
		Arrays.fill(b, 100);		
		System.out.println(Arrays.equals(a, b));
		b[9] = 200;
		System.out.println(Arrays.equals(a, b));
	}
}

Collections类处理对象是Collection及其子类排序：对List进行排序，sort 搜索：从List中搜索元素，binarySearch 批量赋值：对List批量赋值，fill 最大、最小：查找集合中最大/小值，max，min 反序：将List反序排列，reverse

对象比较

对象实现Comparable接口（需要修改对象类） compareTo方法 “>” 返回1，"==“返回0，"<” 返回-1 Arrays和Collections在进行对象sort时，自动调用该方法
新建Comparator（适用于对象类不可更改的情况） compare方法 “>” 返回1，"==“返回0，"<” 返回-1 Comparator比较强将作为参数提交给工具类的sort方法

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import java.util.Arrays;

public class Person implements Comparable<Person> {
   String name;
   int age;

   public String getName() {
   	return name;
   }

   public int getAge() {
   	return age;
   }

   public Person(String name, int age) {
   	this.name = name;
   	this.age = age;
   }

   public int compareTo(Person another) {
   	int i = 0;
   	i = name.compareTo(another.name); // 使用字符串的比较
   	if (i == 0) {
   		// 如果名字一样,比较年龄, 返回比较年龄结果
   		return age - another.age;
   	} else {
   		return i; // 名字不一样, 返回比较名字的结果.
   	}
   }

   public static void main(String... a) {
   	Person[] ps = new Person[3];
   	ps[0] = new Person("Tom", 20);
   	ps[1] = new Person("Mike", 18);
   	ps[2] = new Person("Mike", 20);

   	Arrays.sort(ps);
   	for (Person p : ps) {
   		System.out.println(p.getName() + "," + p.getAge());
   	}
   }
}

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public class Person2 {
	private String name;
    private int age;
	public String getName() {
		return name;
	}
	public int getAge() {
		return age;
	}

    public Person2(String name, int age)
    {
    	this.name = name;
    	this.age = age;
    }
}

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import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;

public class Person2Comparator  implements Comparator<Person2> {
	public int compare(Person2 one, Person2 another) {
		int i = 0;
		i = one.getName().compareTo(another.getName());
		if (i == 0) {
			// 如果名字一样,比较年龄,返回比较年龄结果
			return one.getAge() - another.getAge();
		} else {
			return i; // 名字不一样, 返回比较名字的结果.
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Person2[] ps = new Person2[3];
		ps[0] = new Person2("Tom", 20);
		ps[1] = new Person2("Mike", 18);
		ps[2] = new Person2("Mike", 20);

		Arrays.sort(ps, new Person2Comparator());
		for (Person2 p : ps) {
			System.out.println(p.getName() + "," + p.getAge());
		}
	}
}

运行结果

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Mike,18
Mike,20
Tom,20

文件读写

文件系统及Java文件基本操作

文件系统是由OS（操作系统）管理的文件系统和Java进程是平行的，是两套系统文件系统是由文件夹和文件递归组合而成文件目录分隔符 Linux/Unix 用/隔开 Windows用\隔开，涉及到转义，在程序中需用/或\代替文件包括文件里面的内容和文件基本属性文件基本属性：名称、大小、扩展名、修改时间等

文件类File java.io.File是文件和目录的重要类(JDK6及以前是唯一) 目录也使用File类进行表示 File类与OS无关，但会受到OS的权限限制常用方法 createNewFile,delete,exists, getAbsolutePath, getName, getParent,getPath, isDirectory, isFile, length, listFiles, mkdir, mkdirs 注意：File不涉及到具体的文件内容，只涉及属性

概述

环境搭建

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配置环境变量

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Java从编写到运行

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基础知识

class类

main函数

八种基本类型

运算符

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构造函数

信息隐藏原则

this

继承、接口和抽象类

继承

抽象类

接口

总结

类转型

多态

static、final和常量设计

static

单例模式

final

常量设计

不可变对象和字符串

不可变对象

字符串

package, import和classpath

package和import

jar

classpath

Java访问权限

Java常用类

数字类

字符串相关类

时间类

格式化（Format）相关类

异常和异常处理

异常

异常处理

自定义异常

数据结构

数组

JCF

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Set

Map

工具类

文件读写

文件系统及Java文件基本操作

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