第一章 Collection集合
1.1 集合概述
目标:
- 在前面基础班我们已经学习过并使用过集合ArrayList
,那么集合到底是什么呢?
步骤:
- 集合的概述
- 集合和数组的区别
讲解:
- 集合：集合是java中提供的一种容器，可以用来存储多个数据。
集合和数组既然都是容器，它们有什么区别呢？
- 数组的长度是固定的。集合的长度是可变的。
- 数组中存储的是同一类型的元素，可以存储任意类型数据。集合存储的都是引用数据类型。如果想存储基本类型数据需要存储对应的包装类型。
小结:
略
1.2 单列集合常用类的继承体系
目标:
- 单列集合常用类的继承体系
步骤:
- 单列集合常用类的继承体系
讲解:
Collection：单列集合类的根接口，用于存储一系列符合某种规则的元素，它有两个重要的子接口，分别是java.util.List和java.util.Set。其中，List的特点是元素有序、元素可重复 ; Set的特点是元素不可重复。List接口的主要实现类有java.util.ArrayList和java.util.LinkedList，Set接口的主要实现类有java.util.HashSet和java.util.LinkedHashSet。
从上面的描述可以看出JDK中提供了丰富的集合类库，为了便于初学者进行系统地学习，接下来通过一张图来描述集合常用类的继承体系
注意:这张图只是我们常用的集合有这些，不是说就只有这些集合。
小结:
集合本身是一个工具，它存放在java.util包中。在Collection接口定义着单列集合框架中最最共性的内容。
1.3 Collection 常用功能
目标:
- Collection是所有单列集合的父接口，因此在Collection中定义了单列集合(List和Set)通用的一些方法，这些方法可用于操作所有的单列集合。
步骤:
- Collection集合 常用功能
讲解:
方法如下：
- public boolean add(E e)： 把给定的对象添加到当前集合中 。
- public void clear() :清空集合中所有的元素。
- public boolean remove(E e): 把给定的对象在当前集合中删除。
- public boolean contains(Object obj): 判断当前集合中是否包含给定的对象。
- public boolean isEmpty(): 判断当前集合是否为空。
- public int size(): 返回集合中元素的个数。
- public Object[] toArray(): 把集合中的元素，存储到数组中
tips: 有关Collection中的方法可不止上面这些，其他方法可以自行查看API学习。
public class Demo02ListMethod {
public static void main(String[] args) {
method4();
}
public static void method4() {
//创建集合
List<String> list = new ArrayList<>();
//添加元素
list.add("jack");
list.add("rose");
list.add("tony");
//打印集合
System.out.println("替换前：" + list); //[jack, rose, tony]
//调用set方法，使用 tom 替换掉原来索引为1的元素
String str = list.set(1, "tom");
System.out.println("替换后：" + list); //[jack, tom, tony]
System.out.println("str:" + str); //rose
}
public static void method3() {
//创建集合
List<String> list = new ArrayList<>();
//添加元素
list.add("jack");
list.add("rose");
list.add("tony");
//打印集合
System.out.println("删除前：" + list); //[jack, rose, tony]
//调用remove方法，删除索引为1的元素
String str = list.remove(1);
System.out.println("删除后：" + list); //[jack, tony]
System.out.println("str:" + str); //rose
}
public static void method2() {
//创建集合
List<String> list = new ArrayList<>();
//添加元素
list.add("jack");
list.add("rose");
list.add("tony");
//调用get方法，根据索引获取元素
System.out.println(list.get(1));
}
public static void method1() {
//创建集合
List<String> list = new ArrayList<>();
//添加元素
list.add("jack");
list.add("rose");
list.add("tony");
//打印集合
System.out.println("list:" + list); //[jack, rose, tony]
//向索引为1的位置插入元素。 lucy
list.add(1, "lucy");
//打印集合
System.out.println("list:" + list); //[jack, lucy, rose, tony]
}
}小结:
略
第二章 Iterator迭代器
2.1 Iterator接口
目标:
- 在程序开发中，经常需要遍历集合中的所有元素。针对这种需求，JDK专门提供了一个接口java.util.Iterator。
步骤:
- 获取迭代器对象
- Iterator接口的常用方法
讲解:
想要遍历Collection集合，那么就要获取该集合迭代器完成迭代操作，下面介绍一下获取迭代器的方法：
- public Iterator iterator(): 获取集合对应的迭代器，用来遍历集合中的元素的。
下面介绍一下迭代的概念：
- 迭代：即Collection集合元素的通用获取方式。在取元素之前先要判断集合中有没有元素，如果有，就把这个元素取出来，继续在判断，如果还有就再取出来。一直把集合中的所有元素全部取出。这种取出方式专业术语称为迭代。
Iterator接口的常用方法如下：
- public E next():返回迭代的下一个元素。
- public boolean hasNext():如果仍有元素可以迭代，则返回 true。
接下来我们通过案例学习如何使用Iterator迭代集合中元素：
public class IteratorDemo {
public static void main(String[] args) {
// 使用多态方式 创建对象
Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
// 添加元素到集合
coll.add("串串星人");
coll.add("吐槽星人");
coll.add("汪星人");
//遍历
//使用迭代器 遍历 每个集合对象都有自己的迭代器
Iterator<String> it = coll.iterator();
// 泛型指的是 迭代出 元素的数据类型
while(it.hasNext()){ //判断是否有迭代元素
String s = it.next();//获取迭代出的元素
System.out.println(s);
}
}
}tips:
- 在进行集合元素获取时，如果集合中已经没有元素了，还继续使用迭代器的next方法，将会抛出java.util.NoSuchElementException没有集合元素异常。
- 在进行集合元素获取时，如果添加或移除集合中的元素 , 将无法继续迭代 , 将会抛出ConcurrentModificationException并发修改异常.
小结:
- 想要遍历Collection集合，那么就要获取该集合迭代器完成迭代操作: Iterator
- 如何获取Collection集合迭代器:
- public Iterator iterator(): 获取集合对应的迭代器，用来遍历集合中的元素的。
- 如何使用迭代器进行迭代:
- public E next():返回迭代的下一个元素。
- public boolean hasNext():如果仍有元素可以迭代，则返回 true。
2.2 迭代器的实现原理
目标:
- 迭代器的实现原理
步骤:
- 迭代器的实现原理
讲解:
我们在之前案例已经完成了Iterator遍历集合的整个过程。当遍历集合时，首先通过调用t集合的iterator()方法获得迭代器对象，然后使用hashNext()方法判断集合中是否存在下一个元素，如果存在，则调用next()方法将元素取出，否则说明已到达了集合末尾，停止遍历元素。
Iterator迭代器对象在遍历集合时，内部采用指针的方式来跟踪集合中的元素，为了让初学者能更好地理解迭代器的工作原理，接下来通过一个图例来演示Iterator对象迭代元素的过程：
在调用Iterator的next方法之前，迭代器的索引位于第一个元素之前，不指向任何元素，当第一次调用迭代器的next方法后，迭代器的索引会向后移动一位，指向第一个元素并将该元素返回，当再次调用next方法时，迭代器的索引会指向第二个元素并将该元素返回，依此类推，直到hasNext方法返回false，表示到达了集合的末尾，终止对元素的遍历。
小结:
略
2.3 增强for
目标:
- 增强for循环
步骤:
- 增强for循环
讲解:
增强for循环(也称for each循环)是JDK1.5以后出来的一个高级for循环，专门用来遍历数组和集合的。它的内部原理其实是个Iterator迭代器，所以在遍历的过程中，不能对集合中的元素进行增删操作。
格式：
for(元素的数据类型 变量 : Collection集合or数组){
//写操作代码
}它用于遍历Collection和数组。通常只进行遍历元素，不要在遍历的过程中对集合元素进行增删操作。
代码演示
public class NBForDemo1 {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {3,5,6,87};
//使用增强for遍历数组
for(int a : arr){//a代表数组中的每个元素
System.out.println(a);
}
Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
coll.add("小河神");
coll.add("老河神");
coll.add("神婆");
for(String s :coll){
System.out.println(s);
}
}
}tips:
增强for循环必须有被遍历的目标，目标只能是Collection或者是数组；
增强for（迭代器）仅仅作为遍历操作出现，不能对集合进行增删元素操作，否则抛出ConcurrentModificationException并发修改异常
小结:
Collection是所有单列集合的根接口，如果要对单列集合进行遍历，通用的遍历方式是迭代器遍历或增强for遍历。
第三章 泛型
3.1 泛型概述
目标:
- 在前面学习集合时，我们都知道集合中是可以存放任意对象的，只要把对象存储集合后，那么这时他们都会被提升成Object类型。当我们在取出每一个对象，并且进行相应的操作，这时必须采用类型转换。
步骤:
- 泛型概述
讲解:
大家观察下面代码：
public class GenericDemo {
public static void main(String[] args) {
Collection coll = new ArrayList();
coll.add("abc");
coll.add("itcast");
coll.add(5);//由于集合没有做任何限定，任何类型都可以给其中存放
Iterator it = coll.iterator();
while(it.hasNext()){
//需要打印每个字符串的长度,就要把迭代出来的对象转成String类型
String str = (String) it.next();
System.out.println(str.length());
}
}
}程序在运行时发生了问题java.lang.ClassCastException。 为什么会发生类型转换异常呢？ 我们来分析下：由于集合中什么类型的元素都可以存储。导致取出时强转引发运行时 ClassCastException。 怎么来解决这个问题呢？ Collection虽然可以存储各种对象，但实际上通常Collection只存储同一类型对象。例如都是存储字符串对象。因此在JDK5之后，新增了泛型(Generic)语法，让你在设计API时可以指定类或方法支持泛型，这样我们使用API的时候也变得更为简洁，并得到了编译时期的语法检查。
- 泛型：可以在类或方法中预支地使用未知的类型。
tips:一般在创建对象时，将未知的类型确定具体的类型。当没有指定泛型时，默认类型为Object类型。
小结:
- 泛型：可以在类或方法中预支地使用未知的类型。
3.2 使用泛型的好处
目标:
- 使用泛型的好处
步骤:
- 使用泛型的好处
讲解:
上一节只是讲解了泛型的引入，那么泛型带来了哪些好处呢？
- 将运行时期的ClassCastException，转移到了编译时期变成了编译失败。
- 避免了类型强转的麻烦。
通过我们如下代码体验一下：
public class GenericDemo2 {
public static void main(String[] args) {
Collection<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("itheima");
list.add("itcast");
// list.add(666);//当集合明确类型后，存放类型不一致就会编译报错
// 集合已经明确具体存放的元素类型，那么在使用迭代器的时候，迭代器也同样会知道具体遍历元素类型
Iterator<String> it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
String str = it.next();
//当使用Iterator<String>控制元素类型后，就不需要强转了。获取到的元素直接就是String类型
System.out.println(str.length());
}
}
}tips:泛型是数据类型的一部分，我们将类名与泛型合并一起看做数据类型。
小结:
略
3.3 泛型的定义与使用
目标:
- 我们在集合中会大量使用到泛型，这里来完整地学习泛型知识。泛型，用来灵活地将数据类型应用到不同的类、方法、接口当中。将数据类型作为参数进行传递。
步骤:
- 定义和使用含有泛型的类
- 定义和使用含有泛型的方法
- 定义和使用含有泛型的接口
讲解:
定义和使用含有泛型的类
定义格式：
修饰符 class 类名<代表泛型的变量> { }例如，API中的ArrayList集合：
泛型在定义的时候不具体，使用的时候才变得具体。在使用的时候确定泛型的具体数据类型。
class ArrayList<E>{
public boolean add(E e){ }
public E get(int index){ }
....
}使用泛型： 即什么时候确定泛型。
在创建对象的时候确定泛型
例如，ArrayList
此时，变量E的值就是String类型,那么我们的类型就可以理解为：
class ArrayList<String>{
public boolean add(String e){ }
public String get(int index){ }
...
}再例如，ArrayList
此时，变量E的值就是Integer类型,那么我们的类型就可以理解为：
class ArrayList<Integer> {
public boolean add(Integer e) { }
public Integer get(int index) { }
...
}定义和使用含有泛型的方法
定义格式：
修饰符 <代表泛型的变量> 返回值类型 方法名(参数){ }例如，
public class MyGenericMethod {
public <MVP> void show(MVP mvp) {
System.out.println(mvp.getClass());
}
public <MVP> MVP show2(MVP mvp) {
return mvp;
}
}调用方法时，确定泛型的类型
public class GenericMethodDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建对象
MyGenericMethod mm = new MyGenericMethod();
// 演示看方法提示
mm.show("aaa");
mm.show(123);
mm.show(12.45);
}
}定义和使用含有泛型的接口
定义格式：
修饰符 interface接口名<代表泛型的变量> { }例如，
public interface MyGenericInterface<E>{
public abstract void add(E e);
public abstract E getE();
}使用格式：
1、定义类时确定泛型的类型
例如
public class MyImp1 implements MyGenericInterface<String> {
@Override
public void add(String e) {
// 省略...
}
@Override
public String getE() {
return null;
}
}此时，泛型E的值就是String类型。
2、始终不确定泛型的类型，直到创建对象时，确定泛型的类型
例如
public class MyImp2<E> implements MyGenericInterface<E> {
@Override
public void add(E e) {
// 省略...
}
@Override
public E getE() {
return null;
}
}确定泛型：
/*
* 使用
*/
public class GenericInterface {
public static void main(String[] args) {
MyImp2<String> my = new MyImp2<String>();
my.add("aa");
}
}小结：泛型是一种未知的数据类型，定义在类上的泛型，使用类的时候会确定泛型的类型，定义在方法上的泛型，会在使用方法的时候确定泛型，定义在接口上的泛型，需要使用接口的时候确定泛型。
小结:
略
3.4 泛型通配符
目标:
- 当使用泛型类或者接口时，传递的数据中，泛型类型不确定，可以通过通配符<?>表示。但是一旦使用泛型的通配符后，只能使用Object类中的共性方法，集合中元素自身方法无法使用。
步骤:
- 通配符基本使用
- 通配符高级使用----受限泛型
讲解:
通配符基本使用
泛型的通配符:不知道使用什么类型来接收的时候,此时可以使用?,?表示未知通配符。
此时只能接受数据,不能往该集合中存储数据。
举个例子大家理解使用即可：
public static void main(String[] args) {
Collection<Intger> list1 = new ArrayList<Integer>();
getElement(list1);
Collection<String> list2 = new ArrayList<String>();
getElement(list2);
}
public static void getElement(Collection<?> coll){}
//？代表可以接收任意类型
//泛型不存在继承关系 Collection<Object> list = new ArrayList<String>();这种是错误的。通配符高级使用----受限泛型
之前设置泛型的时候，实际上是可以任意设置的，只要是类就可以设置。但是在JAVA的泛型中可以指定一个泛型的上限和下限。
泛型的上限：
- 格式： 类型名称 <? extends 类 > 对象名称
- 意义： 只能接收该类型及其子类
泛型的下限：
- 格式： 类型名称 <? super 类 > 对象名称
- 意义： 只能接收该类型及其父类型
比如：现已知Object类，String 类，Number类，Integer类，其中Number是Integer的父类
public static void main(String[] args) {
Collection<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
Collection<String> list2 = new ArrayList<String>();
Collection<Number> list3 = new ArrayList<Number>();
Collection<Object> list4 = new ArrayList<Object>();
getElement1(list1);
getElement1(list2);//报错
getElement1(list3);
getElement1(list4);//报错
getElement2(list1);//报错
getElement2(list2);//报错
getElement2(list3);
getElement2(list4);
}
// 泛型的上限：此时的泛型?，必须是Number类型或者Number类型的子类
public static void getElement1(Collection<? extends Number> coll){}
// 泛型的下限：此时的泛型?，必须是Number类型或者Number类型的父类
public static void getElement2(Collection<? super Number> coll){}?表示泛型通配符，如果要对?泛型通配符的取值范围进行限制，可以使用泛型限定
小结:
略
第四章 数据结构
4.1 数据结构介绍
目标:
- 了解数据结构的作用
步骤:
- 了解数据结构的作用
讲解:
数据结构 : 其实就是存储数据和表示数据的方式。数据结构内容比较多，细细的学起来也是相对费功夫的，不可能达到一蹴而就。我们将常见的数据结构：堆栈、队列、数组、链表和红黑树 这几种给大家介绍一下，作为数据结构的入门，了解一下它们的特点即可。
小结:
- 数据结构其实就是存储数据和表示数据的方式
- 每种数据结构都有自己的优点和缺点,由于数据结构内容比较多,作为数据结构的入门,了解一下他们的特点即可
4.2 常见数据结构
目标:
- 数据存储的常用结构有：栈、队列、数组、链表和红黑树。我们分别来了解一下
步骤:
- 栈结构的特点
- 队列结构的特点
- 数组结构的特点
- 链表结构的特点
讲解:
栈
- 栈：stack,又称堆栈，它是运算受限的线性表，其限制是仅允许在标的一端进行插入和删除操作，不允许在其他任何位置进行添加、查找、删除等操作。
简单的说：采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点
- 先进后出（即，存进去的元素，要在后它后面的元素依次取出后，才能取出该元素）。例如，子弹压进弹夹，先压进去的子弹在下面，后压进去的子弹在上面，当开枪时，先弹出上面的子弹，然后才能弹出下面的子弹。
- 栈的入口、出口的都是栈的顶端位置。
这里两个名词需要注意：
- 压栈：就是存元素。即，把元素存储到栈的顶端位置，栈中已有元素依次向栈底方向移动一个位置。
- 弹栈：就是取元素。即，把栈的顶端位置元素取出，栈中已有元素依次向栈顶方向移动一个位置。
队列
- 队列：queue,简称队，它同堆栈一样，也是一种运算受限的线性表，其限制是仅允许在表的一端进行插入，而在表的另一端进行删除。
简单的说，采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：
- 先进先出（即，存进去的元素，要在后它前面的元素依次取出后，才能取出该元素）。例如，小火车过山洞，车头先进去，车尾后进去；车头先出来，车尾后出来。
- 队列的入口、出口各占一侧。例如，下图中的左侧为入口，右侧为出口。
数组
- 数组:Array,是有序的元素序列，数组是在内存中开辟一段连续的空间，并在此空间存放元素。就像是一排出租屋，有100个房间，从001到100每个房间都有固定编号，通过编号就可以快速找到租房子的人。
简单的说,采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：
- 查找元素快：通过索引，可以快速访问指定位置的元素
- 增删元素慢
- 指定索引位置增加元素：需要创建一个新数组，将指定新元素存储在指定索引位置，再把原数组元素根据索引，复制到新数组对应索引的位置。如下图
- 指定索引位置删除元素：需要创建一个新数组，把原数组元素根据索引，复制到新数组对应索引的位置，原数组中指定索引位置元素不复制到新数组中。如下图
链表
- 链表:linked list,由一系列结点node（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时i动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。我们常说的链表结构有单向链表与双向链表，那么这里给大家介绍的是单向链表。
简单的说，采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：
- 多个结点之间，通过地址进行连接。例如，多个人手拉手，每个人使用自己的右手拉住下个人的左手，依次类推，这样多个人就连在一起了。
- 查找元素慢：想查找某个元素，需要通过连接的节点，依次向后查找指定元素
- 增删元素快：
树数据结构
树是有很多节点组成的
小结:
略
4.3. 树基本结构介绍
目标:
- 树基本结构的介绍
步骤:
- 树具有的特点
- 二叉树
- 二叉查找树
- 平衡二叉树
- 红黑树
讲解:
树具有的特点：
- 每一个节点有零个或者多个子节点
- 没有父节点的节点称之为根节点，一个树最多有一个根节点。
- 每一个非根节点有且只有一个父节点
名词 含义
节点 指树中的一个元素
节点的度 节点拥有的子树的个数，二叉树的度不大于2
叶子节点 度为0的节点，也称之为终端结点
高度 叶子结点的高度为1，叶子结点的父节点高度为2，以此类推，根节点的高度最高
层 根节点在第一层，以此类推
父节点 若一个节点含有子节点，则这个节点称之为其子节点的父节点
子节点 子节点是父节点的下一层节点
兄弟节点 拥有共同父节点的节点互称为兄弟节点
二叉树
如果树中的每个节点的子节点的个数不超过2，那么该树就是一个二叉树。
二叉查找树
二叉查找树的特点：
- 左子树上所有的节点的值均小于等于他的根节点的值
- 右子树上所有的节点值均大于或者等于他的根节点的值
- 每一个子节点最多有两个子树
案例演示(20,18,23,22,17,24,19)数据的存储过程；
遍历获取元素的时候可以按照"左中右"的顺序进行遍历；
注意：二叉查找树存在的问题：会出现"瘸子"的现象，影响查询效率
平衡二叉树
概述
为了避免出现"瘸子"的现象，减少树的高度，提高我们的搜素效率，又存在一种树的结构："平衡二叉树"
规则：它的左右两个子树的高度差的绝对值不超过1，并且左右两个子树都是一棵平衡二叉树
如下图所示：
如下图所示，左图是一棵平衡二叉树，根节点10，左右两子树的高度差是1，而右图，虽然根节点左右两子树高度差是0，但是右子树15的左右子树高度差为2，不符合定义，
所以右图不是一棵平衡二叉树。
旋转
在构建一棵平衡二叉树的过程中，当有新的节点要插入时，检查是否因插入后而破坏了树的平衡，如果是，则需要做旋转去改变树的结构。
左旋：
左旋就是将节点的右支往左拉，右子节点变成父节点，并把晋升之后多余的左子节点出让给降级节点的右子节点；
右旋：
将节点的左支往右拉，左子节点变成了父节点，并把晋升之后多余的右子节点出让给降级节点的左子节点
举个例子，像上图是否平衡二叉树的图里面，左图在没插入前"19"节点前，该树还是平衡二叉树，但是在插入"19"后，导致了"15"的左右子树失去了"平衡"，
所以此时可以将"15"节点进行左旋，让"15"自身把节点出让给"17"作为"17"的左树，使得"17"节点左右子树平衡，而"15"节点没有子树，左右也平衡了。如下图，
由于在构建平衡二叉树的时候，当有新节点插入时，都会判断插入后时候平衡，这说明了插入新节点前，都是平衡的，也即高度差绝对值不会超过1。当新节点插入后，
有可能会有导致树不平衡，这时候就需要进行调整，而可能出现的情况就有4种，分别称作左左，左右，右左，右右。
左左
左左即为在原来平衡的二叉树上，在节点的左子树的左子树下，有新节点插入，导致节点的左右子树的高度差为2，如下即为"10"节点的左子树"7"，的左子树"4"，插入了节点"5"或"3"导致失衡。
左左调整其实比较简单，只需要对节点进行右旋即可，如下图，对节点"10"进行右旋，
左右
左右即为在原来平衡的二叉树上，在节点的左子树的右子树下，有新节点插入，导致节点的左右子树的高度差为2，如上即为"11"节点的左子树"7"，的右子树"9"，
插入了节点"10"或"8"导致失衡。
左右的调整就不能像左左一样，进行一次旋转就完成调整。我们不妨先试着让左右像左左一样对"11"节点进行右旋，结果图如下，右图的二叉树依然不平衡，而右图就是接下来要
讲的右左，即左右跟右左互为镜像，左左跟右右也互为镜像。
左右这种情况，进行一次旋转是不能满足我们的条件的，正确的调整方式是，将左右进行第一次旋转，将左右先调整成左左，然后再对左左进行调整，从而使得二叉树平衡。
即先对上图的节点"7"进行左旋，使得二叉树变成了左左，之后再对"11"节点进行右旋，此时二叉树就调整完成，如下图:
右左
右左即为在原来平衡的二叉树上，在节点的右子树的左子树下，有新节点插入，导致节点的左右子树的高度差为2，如上即为"11"节点的右子树"15"，的左子树"13"，
插入了节点"12"或"14"导致失衡。
前面也说了，右左跟左右其实互为镜像，所以调整过程就反过来，先对节点"15"进行右旋，使得二叉树变成右右，之后再对"11"节点进行左旋，此时二叉树就调整完成，如下图:
右右
右右即为在原来平衡的二叉树上，在节点的右子树的右子树下，有新节点插入，导致节点的左右子树的高度差为2，如下即为"11"节点的右子树"13"，的左子树"15"，插入了节点
"14"或"19"导致失衡。
右右只需对节点进行一次左旋即可调整平衡，如下图，对"11"节点进行左旋。
红黑树
概述
红黑树是一种自平衡的二叉查找树，是计算机科学中用到的一种数据结构，它是在1972年由Rudolf Bayer发明的，当时被称之为平衡二叉B树，后来，在1978年被
Leoj.Guibas和Robert Sedgewick修改为如今的"红黑树"。它是一种特殊的二叉查找树，红黑树的每一个节点上都有存储位表示节点的颜色，可以是红或者黑；
红黑树不是高度平衡的，它的平衡是通过"红黑树的特性"进行实现的；
红黑树的特性：
- 每一个节点或是红色的，或者是黑色的。
- 根节点必须是黑色
- 每个叶节点(Nil)是黑色的；（如果一个节点没有子节点或者父节点，则该节点相应的指针属性值为Nil，这些Nil视为叶节点）
- 如果某一个节点是红色，那么它的子节点必须是黑色(不能出现两个红色节点相连的情况)
- 对每一个节点，从该节点到其所有后代叶节点的简单路径上，均包含相同数目的黑色节点；
如下图所示就是一个
在进行元素插入的时候，和之前一样； 每一次插入完毕以后，使用黑色规则进行校验，如果不满足红黑规则，就需要通过变色，左旋和右旋来调整树，使其满足红黑规则；
小结:
略
第五章 List接口
我们掌握了Collection接口的使用后，再来看看Collection接口中的子类，他们都具备那些特性呢？
接下来，我们一起学习Collection中的常用几个子类（java.util.List集合、java.util.Set集合）。
5.1 List接口介绍
目标:
- 我们掌握了Collection接口的使用后，再来看看Collection接口中的子类，他们都具备那些特性呢？
接下来，我们一起学习Collection中的常用几个子类（java.util.List集合、java.util.Set集合）。
步骤:
- List接口的概述
- List接口的特点
讲解:
List接口的概述:
java.util.List接口继承自Collection接口，是单列集合的一个重要分支，习惯性地会将实现了List接口的对象称为List集合。在List集合中允许出现重复的元素，所有的元素是以一种线性方式进行存储的，在程序中可以通过索引来访问集合中的指定元素。另外，List集合还有一个特点就是元素有序，即元素的存入顺序和取出顺序一致。
看完API，我们总结一下：
List接口特点：
- 它是一个元素存取有序的集合。例如，存元素的顺序是11、22、33。那么集合中，元素的存储就是按照11、22、33的顺序完成的）。
- 它是一个带有索引的集合，通过索引就可以精确的操作集合中的元素（与数组的索引是一个道理）。
- 集合中可以有重复的元素，通过元素的equals方法，来比较是否为重复的元素。
tips:我们在基础班的时候已经学习过List接口的子类java.util.ArrayList类，该类中的方法都是来自List中定义。
小结:
略
5.2 List接口中常用方法
目标:
- List作为Collection集合的子接口，不但继承了Collection接口中的全部方法，而且还增加了一些根据元素索引来操作集合的特有方法
步骤:
- 查看List接口中的常用方法
- 演示List接口中常用方法的使用
讲解:
List集合特有的方法：
- public void add(int index, E element): 将指定的元素，添加到该集合中的指定位置上。
- public E get(int index):返回集合中指定位置的元素。
- public E remove(int index): 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。
- public E set(int index, E element):用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。
List集合特有的方法都是跟索引相关，我们在基础班都学习过。
tips:我们之前学习Colletion体系的时候，发现List集合下有很多集合，它们的存储结构不同，这样就导致了这些集合它们有各自的特点，供我们在不同的环境下使用，那么常见的数据结构有哪些呢？在下一章我们来介绍：
小结:
略
5.3 List的子类
目标:
- 了解List接口的实现类
步骤:
- ArrayList集合
- LinkedList集合
讲解:
ArrayList集合
java.util.ArrayList集合数据存储的结构是数组结构。元素增删慢，查找快，由于日常开发中使用最多的功能为查询数据、遍历数据，所以ArrayList是最常用的集合。
许多程序员开发时非常随意地使用ArrayList完成任何需求，并不严谨，这种用法是不提倡的。
LinkedList集合
java.util.LinkedList集合数据存储的结构是链表结构。方便元素添加、删除的集合。
LinkedList是一个双向链表，那么双向链表是什么样子的呢，我们用个图了解下
实际开发中对一个集合元素的添加与删除经常涉及到首尾操作，而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。这些方法我们作为了解即可：
- public void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
- public void addLast(E e):将指定元素添加到此列表的结尾。
- public E getFirst():返回此列表的第一个元素。
- public E getLast():返回此列表的最后一个元素。
- public E removeFirst():移除并返回此列表的第一个元素。
- public E removeLast():移除并返回此列表的最后一个元素。
- public E pop():从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。
- public void push(E e):将元素推入此列表所表示的堆栈。
- public boolean isEmpty()：如果列表不包含元素，则返回true。
LinkedList是List的子类，List中的方法LinkedList都是可以使用，这里就不做详细介绍，我们只需要了解LinkedList的特有方法即可。在开发时，LinkedList集合也可以作为堆栈，队列的结构使用。
public class Demo04LinkedList {
public static void main(String[] args) {
method4();
}
/*
* void push(E e)： 压入。把元素添加到集合的第一个位置。
* E pop()： 弹出。把第一个元素删除，然后返回这个元素。
*/
public static void method4() {
//创建LinkedList对象
LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
//添加元素
list.add("达尔文");
list.add("达芬奇");
list.add("达尔优");
System.out.println("list:" + list);
//调用push在集合的第一个位置添加元素
//list.push("爱迪生");
//System.out.println("list:" + list);//[爱迪生, 达尔文, 达芬奇, 达尔优]
//E pop()： 弹出。把第一个元素删除，然后返回这个元素。
String value = list.pop();
System.out.println("value:" + value);//达尔文
System.out.println("list:" + list);//[达芬奇，达尔优]
}
/*
* E removeFirst()：删除第一个元素
* E removeLast()：删除最后一个元素。
*/
public static void method3() {
//创建LinkedList对象
LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
//添加元素
list.add("达尔文");
list.add("达芬奇");
list.add("达尔优");
//删除集合的第一个元素
// String value = list.removeFirst();
// System.out.println("value:" + value);//达尔文
// System.out.println("list:" + list);//[达芬奇，达尔优]
//删除最后一个元素
String value = list.removeLast();
System.out.println("value:" + value);//达尔优
System.out.println("list:" + list);//[达尔文， 达芬奇]
}
/*
* E getFirst()： 获取集合中的第一个元素
* E getLast()： 获取集合中的最后一个元素
*/
public static void method2() {
//创建LinkedList对象
LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
//添加元素
list.add("达尔文");
list.add("达芬奇");
list.add("达尔优");
System.out.println("list:" + list);
//获取集合中的第一个元素
System.out.println("第一个元素是：" + list.getFirst());
//获取集合中的最后一个元素怒
System.out.println("最后一个元素是：" + list.getLast());
}
/*
* void addFirst(E e)： 在集合的开头位置添加元素。
* void addLast(E e)： 在集合的尾部添加元素。
*/
public static void method1() {
//创建LinkedList对象
LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
//添加元素
list.add("达尔文");
list.add("达芬奇");
list.add("达尔优");
//打印这个集合
System.out.println("list:" + list);//[达尔文, 达芬奇, 达尔优]
//调用addFirst添加元素
list.addFirst("曹操");
System.out.println("list:" + list);//[曹操, 达尔文, 达芬奇, 达尔优]
//调用addLast方法添加元素
list.addLast("大乔");
System.out.println("list:" + list);//[曹操, 达尔文, 达芬奇, 达尔优, 大乔]
}
}小结:
略
第六章 集合综合案例
目标:
- 完成斗地主发牌综合案例
步骤:
- 案例介绍
- 案例分析
- 案例实现
讲解:
6.1 案例介绍
按照斗地主的规则，完成洗牌发牌的动作。
具体规则：
使用54张牌打乱顺序,三个玩家参与游戏，三人交替摸牌，每人17张牌，最后三张留作底牌。
6.2 案例分析
- 准备牌：
牌可以设计为一个ArrayList,每个字符串为一张牌。
每张牌由花色数字两部分组成，我们可以使用花色集合与数字集合嵌套迭代完成每张牌的组装。
牌由Collections类的shuffle方法进行随机排序。 - 发牌
将每个人以及底牌设计为ArrayList,将最后3张牌直接存放于底牌，剩余牌通过对3取模依次发牌。 - 看牌
直接打印每个集合。
6.3 代码实现
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
public class Poker {
public static void main(String[] args) {
/*
* 1: 准备牌操作
*/
//1.1 创建牌盒 将来存储牌面的
ArrayList<String> pokerBox = new ArrayList<String>();
//1.2 创建花色集合
ArrayList<String> colors = new ArrayList<String>();
//1.3 创建数字集合
ArrayList<String> numbers = new ArrayList<String>();
//1.4 分别给花色 以及 数字集合添加元素
colors.add("♥");
colors.add("♦");
colors.add("♠");
colors.add("♣");
for(int i = 2;i<=10;i++){
numbers.add(i+"");
}
numbers.add("J");
numbers.add("Q");
numbers.add("K");
numbers.add("A");
//1.5 创造牌 拼接牌操作
// 拿出每一个花色 然后跟每一个数字 进行结合 存储到牌盒中
for (String color : colors) {
//color每一个花色 guilian
//遍历数字集合
for(String number : numbers){
//结合
String card = color+number;
//存储到牌盒中
pokerBox.add(card);
}
}
//1.6大王小王
pokerBox.add("小☺");
pokerBox.add("大☠");
// System.out.println(pokerBox);
//洗牌 是不是就是将 牌盒中 牌的索引打乱
// Collections类 工具类 都是 静态方法
// shuffer方法
/*
* static void shuffle(List<?> list)
* 使用默认随机源对指定列表进行置换。
*/
//2:洗牌
Collections.shuffle(pokerBox);
//3 发牌
//3.1 创建 三个 玩家集合 创建一个底牌集合
ArrayList<String> player1 = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> player2 = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> player3 = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> dipai = new ArrayList<String>();
//遍历 牌盒 必须知道索引
for(int i = 0;i<pokerBox.size();i++){
//获取 牌面
String card = pokerBox.get(i);
//留出三张底牌 存到 底牌集合中
if(i>=51){//存到底牌集合中
dipai.add(card);
} else {
//玩家1 %3 ==0
if(i%3==0){
player1.add(card);
}else if(i%3==1){//玩家2
player2.add(card);
}else{//玩家3
player3.add(card);
}
}
}
//看看
System.out.println("令狐冲："+player1);
System.out.println("田伯光："+player2);
System.out.println("绿竹翁："+player3);
System.out.println("底牌："+dipai);
}
}小结:
略
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