知识总结(二)

2017-05-16  本文已影响39人  Stephen__Li
import java.util.*;  
  
public class Exchange {  
    public int countWays(int[] penny, int n, int aim) {  
        // write code here  
        if(n==0||penny==null||aim<0){  
         return 0;     
        }  
        int[][] pd = new int[n][aim+1];  
        for(int i=0;i<n;i++){  
         pd[i][0] = 1;     
        }  
        for(int i=1;penny[0]*i<=aim;i++){  
         pd[0][penny[0]*i] = 1;     
        }  
        for(int i=1;i<n;i++){  
            for(int j=0;j<=aim;j++){  
                if(j>=penny[i]){  
                    pd[i][j] = pd[i-1][j]+pd[i][j-penny[i]];  
                }else{  
                    pd[i][j] = pd[i-1][j];  
                }  
            }  
        }  
        return pd[n-1][aim];  
    }  
}

2、走方格问题
有一个矩阵map,它每个格子有一个权值。从左上角的格子开始每次只能向右或者向下走,最后到达右下角的位置,路径上所有的数字累加起来就是路径和,返回所有的路径中最小的路径和。给定一个矩阵map及它的行数n和列数m,请返回最小路径和。保证行列数均小于等于100.测试样例:[[1,2,3],[1,1,1]],2,3返回:4
解析:设dp[n][m]为走到n*m位置的路径长度,那么显而易见dp[n][m] = min(dp[n-1][m],dp[n][m-1]);

代码如下:

import java.util.*;  
  
public class MinimumPath {  
    public int getMin(int[][] map, int n, int m) {  
        // write code here  
       int[][] dp = new int[n][m];  
        for(int i=0;i<n;i++){  
            for(int j=0;j<=i;j++){  
             dp[i][0]+=map[j][0];      
            }  
        }  
        for(int i=0;i<m;i++){  
            for(int j=0;j<=i;j++){  
             dp[0][i]+=map[0][j];      
            }  
        }  
        for(int i=1;i<n;i++){  
            for(int j=1;j<m;j++){  
             dp[i][j] = min(dp[i][j-1]+map[i][j],dp[i-1][j]+map[i][j]);     
            }  
        }  
        return dp[n-1][m-1];  
    }  
    public int min(int a,int b){  
        if(a>b){  
         return b;     
        }else{  
         return a;     
        }  
    }  
}

3、走台阶问题
有n级台阶,一个人每次上一级或者两级,问有多少种走完n级台阶的方法。为了防止溢出,请将结果Mod 1000000007给定一个正整数int n,请返回一个数,代表上楼的方式数。保证n小于等于100000。测试样例:1返回:1
解析:这是一个非常经典的为题,设f(n)为上n级台阶的方法,要上到n级台阶的最后一步有两种方式:从n-1级台阶走一步;从n-1级台阶走两步,于是就有了这个公式f(n) = f(n-1)+f(n-2);
代码如下:

import java.util.*;  
  
public class GoUpstairs {  
    public int countWays(int n) {  
        // write code here  
        if(n<=2)  
            return n;  
        int f = 1%1000000007;  
        int s = 2%1000000007;  
        int t = 0;  
        for(int i=3;i<=n;i++){  
         t = (f+s)%1000000007;  
         f = s;  
         s = t;  
        }  
       return t;   
    }  
}

4、最长公共序列数
给定两个字符串A和B,返回两个字符串的最长公共子序列的长度。例如,A="1A2C3D4B56”,B="B1D23CA45B6A”,”123456"或者"12C4B6"都是最长公共子序列。给定两个字符串A和B,同时给定两个串的长度n和m,请返回最长公共子序列的长度。保证两串长度均小于等于300。测试样例:"1A2C3D4B56",10,"B1D23CA45B6A",12返回:6
解析:设dp[n][m] ,为A的前n个字符与B的前m个字符的公共序列长度,则当A[n]==B[m]的时候,dp[i][j] = max(dp[i-1][j-1]+1,dp[i-1][j],dp[i][j-1]),否则,dp[i][j] = Math.max(dp[i-1][j],dp[i][j-1]);
代码如下:

import java.util.*;  
  
public class LCS {  
    public int findLCS(String A, int n, String B, int m) {  
        // write code here  
        int[][] dp = new int[n][m];  
        char[] a = A.toCharArray();  
        char[] b = B.toCharArray();  
       for(int i=0;i<n;i++){  
           if(a[i]==b[0]){  
               dp[i][0] = 1;  
               for(int j=i+1;j<n;j++){  
                   dp[j][0] = 1;  
               }  
               break;  
           }  
             
       }  
         for(int i=0;i<m;i++){  
           if(a[0]==b[i]){  
               dp[0][i] = 1;  
               for(int j=i+1;j<m;j++){  
                   dp[0][j] = 1;  
               }  
               break;  
           }  
             
       }  
       for(int i=1;i<n;i++){  
           for(int j=1;j<m;j++){  
               if(a[i]==b[j]){  
                  dp[i][j] = max(dp[i-1][j-1]+1,dp[i-1][j],dp[i][j-1]);  
               }else{  
                   dp[i][j] = Math.max(dp[i-1][j],dp[i][j-1]);  
               }  
                     
           }  
       }   
          
        return dp[n-1][m-1];  
    }  
    public int max(int a,int b,int c){  
        int max = a;  
        if(b>max)  
            max=b;  
        if(c>max)  
            max = c;  
        return max;  
    }  
}

Java篇

//线程1
boolean stop = false;
while(!stop){
doSomething();
}
//线程2
stop = true;

这段代码是很典型的一段代码,很多人在中断线程时可能都会采用这种标记办法。但是事实上,这段代码会完全运行正确么?即一定会将线程中断么?不一定,也许在大多数时候,这个代码能够把线程中断,但是也有可能会导致无法中断线程(虽然这个可能性很小,但是只要一旦发生这种情况就会造成死循环了)。
  下面解释一下这段代码为何有可能导致无法中断线程。在前面已经解释过,每个线程在运行过程中都有自己的工作内存,那么线程1在运行的时候,会将stop变量的值拷贝一份放在自己的工作内存当中。
  那么当线程2更改了stop变量的值之后,但是还没来得及写入主存当中,线程2转去做其他事情了,那么线程1由于不知道线程2对stop变量的更改,因此还会一直循环下去。
  但是用volatile修饰之后就变得不一样了:
  第一:使用volatile关键字会强制将修改的值立即写入主存;
  第二:使用volatile关键字的话,当线程2进行修改时,会导致线程1的工作内存中缓存变量stop的缓存行无效(反映到硬件层的话,就是CPU的L1或者L2缓存中对应的缓存行无效);
  第三:由于线程1的工作内存中缓存变量stop的缓存行无效,所以线程1再次读取变量stop的值时会去主存读取。
  那么在线程2修改stop值时(当然这里包括2个操作,修改线程2工作内存中的值,然后将修改后的值写入内存),会使得线程1的工作内存中缓存变量stop的缓存行无效,然后线程1读取时,发现自己的缓存行无效,它会等待缓存行对应的主存地址被更新之后,然后去对应的主存读取最新的值。
  那么线程1读取到的就是最新的正确的值。
2.保证有序性

volatile boolean inited = false;
//线程1:
context = loadContext(); 
inited = true; 
//线程2:
while(!inited ){
sleep()
}
doSomethingwithconfig(context);

确保context已经初始化完成。
3.double check

class Singleton{
private volatile static Singleton instance = null;
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
if(instance==null) {
synchronized (Singleton.class) {
if(instance==null)
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
}

1. ****HashMap概述


Java中的数据存储方式有两种结构,一种是数组,另一种就是链表,前者的特点是连续空间,寻址迅速,但是在增删元素的时候会有较大幅度的移动,所以数组的特点是查询速度快,增删较慢。
而链表由于空间不连续,寻址困难,增删元素只需修改指针,所以链表的特点是查询速度慢、增删快。
那么有没有一种数据结构来综合一下数组和链表以便发挥他们各自的优势?答案就是哈希表。哈希表的存储结构如下图所示:

image.png
从上图中,我们可以发现哈希表是由数组+链表组成的,一个长度为16的数组中,每个元素存储的是一个链表的头结点,通过功能类似于hash(key.hashCode())%len的操作,获得要添加的元素所要存放的的数组位置。
HashMap的哈希算法实际操作是通过位运算,比取模运算效率更高,同样能达到使其分布均匀的目的,后面会介绍。
键值对所存放的数据结构其实是HashMap中定义的一个Entity内部类,数组来实现的,属性有key、value和指向下一个Entity的next。

2. HashMap初始化


HashMap有两种常用的构造方法:
第一种是不需要参数的构造方法:

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16; //初始数组长度为16  
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; //最大容量为2的30次方  
//装载因子用来衡量HashMap满的程度  
//计算HashMap的实时装载因子的方法为:size/capacity  
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; //装载因子  
  
public HashMap() {    
    this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;    
threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR);  
//默认数组长度为16   
    table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];  
    init();    
}  

第二种是需要参数的构造方法:

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {    
        if (initialCapacity < 0)    
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + initialCapacity);    
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)    
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;    
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))    
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + loadFactor);    
  
        // Find a power of 2 >= initialCapacity    
        int capacity = 1;    
        while (capacity < initialCapacity)    
            capacity <<= 1;    
    
        this.loadFactor = loadFactor;    
        threshold = (int)(capacity * loadFactor);    
        table = new Entry[capacity];    
        init();    
} 

从源码可以看出,初始化的数组长度为capacity,capacity的值总是2的N次方,大小比第一个参数稍大或相等。

  1. HashMap的put操作
public V put(K key, V value) {    
        if (key == null)    
          return putForNullKey(value);    
        int hash = hash(key.hashCode());    
        int i = indexFor(hash, table.length);    
        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {    
            Object k;    
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {    
                V oldValue = e.value;    
                e.value = value;    
                e.recordAccess(this);    
                return oldValue;    
            }    
        }          
modCount++;    
        addEntry(hash, key, value, i);    
        return null;    
}   

3.1 put进的key为null
从源码中可以看出,HashMap是允许key为null的,会调用putForNullKey()方法:

private V putForNullKey(V value) {    
        for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {    
            if (e.key == null) {    
                V oldValue = e.value;    
                e.value = value;    
                e.recordAccess(this);    
                return oldValue;    
            }    
        }    
        modCount++;    
        addEntry(0, null, value, 0);    
        return null;    
}   
  
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {    
    Entry<K,V> e = table[bucketIndex];    
        table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);    
        if (size++ >= threshold)    
            resize(2 * table.length);    
    }    

putForNullKey方法会遍历以table[0]为链表头的链表,如果存在key为null的KV,那么替换其value值并返回旧值。否则调用addEntry方法,这个方法也很简单,将[null,value]放在table[0]的位置,并将新加入的键值对封装成一个Entity对象,将其next指向原table[0]处的Entity实例。

size表示HashMap中存放的所有键值对的数量。
threshold = capacity*loadFactor,最后几行代码表示当HashMap的size大于threshold时会执行resize操作,将HashMap扩容为原来的2倍。扩容需要重新计算每个元素在数组中的位置,indexFor()方法中的table.length参数也证明了这一点。
但是扩容是一个非常消耗性能的操作,所以如果我们已经预知HashMap中元素的个数,那么预设元素的个数能够有效的提高HashMap的性能。比如说我们有1000个元素,那么我们就该声明new HashMap(2048),因为需要考虑默认的0.75的扩容因子和数组数必须是2的N次方。若使用声明new HashMap(1024)那么put过程中会进行扩容。

3.2 put进的key不为null
将上述put方法中的相关代码复制一下方便查看:

int hash = hash(key.hashCode());    
int i = indexFor(hash, table.length);    
for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {    
    Object k;    
    if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {    
        V oldValue = e.value;    
        e.value = value;    
        e.recordAccess(this);    
        return oldValue;    
       }    
}          
modCount++;    
addEntry(hash, key, value, i);    
return null;    
}  

从源码可以看出,第1、2行计算将要put进的键值对的数组的位置i。第4行判断加入的key是否和以table[i]为链表头的链表中所有的键值对有重复,若重复则替换value并返回旧值,若没有重复则调用addEntry方法,上面对这个方法的逻辑已经介绍过了。
至此HashMap的put操作已经介绍完毕了。

  1. HashMap的get操作
public V get(Object key) {    
   if (key == null)    
       return getForNullKey();    
   int hash = hash(key.hashCode());    
   for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)]; e != null; e = e.next) {    
            Object k;    
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))  
                return e.value;    
        }    
    return null;    
}    
  
private V getForNullKey() {    
   for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {    
   if (e.key == null)    
     return e.value;    
    }    
    return null;    
}  

如果了解了前面的put操作,那么这里的get操作逻辑就很容易理解了,源码中的逻辑已经非常非常清晰了。
需要注意的只有当找不到对应value时,返回的是null。或者value本身就是null。这是可以通过containsKey()来具体判断。

了解了上面HashMap的put和get操作原理,可以通过下面这个小例题进行知识巩固,题目是打印在数组中出现n/2以上的元素,我们便可以使用HashMap的特性来解决。

public class HashMapTest {    
    public static void main(String[] args) {    
        int [] a = {2,1,3,2,0,4,2,1,2,3,1,5,6,2,2,3};    
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer,Integer>();    
        for(int i=0; i<a.length; i++){    
            if(map.containsKey(a[i])){    
                int tmp = map.get(a[i]);    
                tmp+=1;    
                map.put(a[i], tmp);    
            }else{    
                map.put(a[i], 1);    
            }    
        }    
        Set<Integer> set = map.keySet();          
for (Integer s : set) {    
            if(map.get(s)>=a.length/2){    
                System.out.println(s);    
            }    
        }  
    }    
}    

5. ****HashMap和HashTable的对比


HashTable和HashMap采用相同的存储机制,二者的实现基本一致,不同的是:
(1)HashMap是非线程安全的,HashTable是线程安全的,内部的方法基本都经过synchronized修饰。
(2)因为同步、哈希性能等原因,性能肯定是HashMap更佳,因此HashTable已被淘汰。
(3) HashMap允许有null值的存在,而在HashTable中put进的键值只要有一个null,直接抛出NullPointerException。
(4)HashMap默认初始化数组的大小为16,HashTable为11。前者扩容时乘2,使用位运算取得哈希,效率高于取模。而后者为乘2加1,都是素数和奇数,这样取模哈希结果更均匀。
这里本来我没有仔细看两者的具体哈希算法过程,打算粗略比较一下区别就过的,但是最近师姐面试美团移动开发时被问到了稍微具体一些的算法过程,我也是醉了…不过还是恭喜师姐面试成功,起薪20W,真是羡慕,希望自己一年后找工作也能顺顺利利的。
言归正传,看下两种集合的hash算法。看源码也不难理解。

//HashMap的散列函数,这里传入参数为键值对的key  
static final int hash(Object key) {  
    int h;  
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);  
}   
//返回hash值的索引,h & (length-1)操作等价于 hash % length操作, 但&操作性能更优  
static int indexFor(int h, int length) {  
    // length must be a non-zero power of 2  
    return h & (length-1);  
}  
  
//HashTable的散列函数直接在put方法里实现了  
int hash = key.hashCode();  
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;  
  1. HashTable和ConCurrentHashMap的对比
    先对ConcurrentHashMap进行一些介绍吧,它是线程安全的HashMap的实现。
    HashTable里使用的是synchronized关键字,这其实是对对象加锁,锁住的都是对象整体,当Hashtable的大小增加到一定的时候,性能会急剧下降,因为迭代时需要被锁定很长的时间。
    ConcurrentHashMap算是对上述问题的优化,其构造函数如下,默认传入的是16,0.75,16。
public ConcurrentHashMap(int paramInt1, float paramFloat, int paramInt2)  {    
    //…  
    int i = 0;    
    int j = 1;    
    while (j < paramInt2) {    
      ++i;    
      j <<= 1;    
    }    
    this.segmentShift = (32 - i);    
    this.segmentMask = (j - 1);    
    this.segments = Segment.newArray(j);    
    //…  
    int k = paramInt1 / j;    
    if (k * j < paramInt1)    
      ++k;    
    int l = 1;    
    while (l < k)    
      l <<= 1;    
    
    for (int i1 = 0; i1 < this.segments.length; ++i1)    
      this.segments[i1] = new Segment(l, paramFloat);    
  }    
  
public V put(K paramK, V paramV)  {    
    if (paramV == null)    
      throw new NullPointerException();    
    int i = hash(paramK.hashCode()); //这里的hash函数和HashMap中的不一样  
    return this.segments[(i >>> this.segmentShift & this.segmentMask)].put(paramK, i, paramV, false);    
} 

ConcurrentHashMap引入了分割(Segment),上面代码中的最后一行其实就可以理解为把一个大的Map拆分成N个小的HashTable,在put方法中,会根据hash(paramK.hashCode())来决定具体存放进哪个Segment,如果查看Segment的put操作,我们会发现内部使用的同步机制是基于lock操作的,这样就可以对Map的一部分(Segment)进行上锁,这样影响的只是将要放入同一个Segment的元素的put操作,保证同步的时候,锁住的不是整个Map(HashTable就是这么做的),相对于HashTable提高了多线程环境下的性能,因此HashTable已经被淘汰了。

  1. HashMap和ConCurrentHashMap的对比
    最后对这俩兄弟做个区别总结吧:
    (1)经过4.2的分析,我们知道ConcurrentHashMap对整个桶数组进行了分割分段(Segment),然后在每一个分段上都用lock锁进行保护,相对于HashTable的syn关键字锁的粒度更精细了一些,并发性能更好,而HashMap没有锁机制,不是线程安全的。
    (2)HashMap的键值对允许有null,但是ConCurrentHashMap都不允许。

invokestatic:调用静态方法。
invokespecial:调用实例构造器<init>方法、私有方法和父类方法。
invokevirtual:调用所有的虚方法。
invokeinterface:调用接口方法,会在运行时再确定一个实现此接口的对象。

只要能被invokestatic和invokespecial指令调用的方法,都可以在解析阶段确定唯一的调用版本,符合这个条件的有静态方法、私有方法、实例构造器和父类方法四类,它们在类加载时就会把符号引用解析为该方法的直接引用。这些方法可以称为非虚方法(还包括final方法),与之相反,其他方法就称为虚方法(final方法除外)。这里要特别说明下final方法,虽然调用final方法使用的是invokevirtual指令,但是由于它无法覆盖,没有其他版本,所以也无需对方发接收者进行多态选择。Java语言规范中明确说明了final方法是一种非虚方法。
解析调用一定是个静态过程,在编译期间就完全确定,在类加载的解析阶段就会把涉及的符号引用转化为可确定的直接引用,不会延迟到运行期再去完成。而分派调用则可能是静态的也可能是动态的,根据分派依据的宗量数(方法的调用者和方法的参数统称为方法的宗量)又可分为单分派和多分派。两类分派方式两两组合便构成了静态单分派、静态多分派、动态单分派、动态多分派四种分派情况。

静态分派
所有依赖静态类型来定位方法执行版本的分派动作,都称为静态分派,静态分派的最典型应用就是多态性中的方法重载。静态分派发生在编译阶段,因此确定静态分配的动作实际上不是由虚拟机来执行的。下面通过一段方法重载的示例程序来更清晰地说明这种分派机制:

class Human{  
}    
class Man extends Human{  
}  
class Woman extends Human{  
}  
  
public class StaticPai{  
  
    public void say(Human hum){  
        System.out.println("I am human");  
    }  
    public void say(Man hum){  
        System.out.println("I am man");  
    }  
    public void say(Woman hum){  
        System.out.println("I am woman");  
    }  
  
    public static void main(String[] args){  
        Human man = new Man();  
        Human woman = new Woman();  
        StaticPai sp = new StaticPai();  
        sp.say(man);  
        sp.say(woman);  
    }  
}  

上面代码的执行结果如下:
I am human I am human
以上结果的得出应该不难分析。在分析为什么会选择参数类型为Human的重载方法去执行之前,先看如下代码:

Human man = new Man();

我们把上面代码中的“Human”称为变量的静态类型,后面的“Man”称为变量的实际类型。静态类型和实际类型在程序中都可以发生一些变化,区别是静态类型的变化仅仅在使用时发生,变量本身的静态类型不会被改变,并且最终的静态类型是在编译期可知的,而实际类型变化的结果在运行期才可确定。
回到上面的代码分析中,在调用say()方法时,方法的调用者(回忆上面关于宗量的定义,方法的调用者属于宗量)都为sp的前提下,使用哪个重载版本,完全取决于传入参数的数量和数据类型(方法的参数也是数据宗量)。代码中刻意定义了两个静态类型相同、实际类型不同的变量,可见编译器(不是虚拟机,因为如果是根据静态类型做出的判断,那么在编译期就确定了)在重载时是通过参数的静态类型而不是实际类型作为判定依据的。并且静态类型是编译期可知的,所以在编译阶段,Javac编译器就根据参数的静态类型决定使用哪个重载版本。这就是静态分派最典型的应用。

动态分派
动态分派与多态性的另一个重要体现——方法覆写有着很紧密的关系。向上转型后调用子类覆写的方法便是一个很好地说明动态分派的例子。这种情况很常见,因此这里不再用示例程序进行分析。很显然,在判断执行父类中的方法还是子类中覆盖的方法时,如果用静态类型来判断,那么无论怎么进行向上转型,都只会调用父类中的方法,但实际情况是,根据对父类实例化的子类的不同,调用的是不同子类中覆写的方法,很明显,这里是要根据变量的实际类型来分派方法的执行版本的。而实际类型的确定需要在程序运行时才能确定下来,这种在运行期根据实际类型确定方法执行版本的分派过程称为动态分派。

单分派和多分派
前面给出:方法的接受者(亦即方法的调用者)与方法的参数统称为方法的宗量。但分派是根据一个宗量对目标方法进行选择,多分派是根据多于一个宗量对目标方法进行选择。
为了方便理解,下面给出一段示例代码:

class Eat{  
}  
class Drink{  
}  
  
class Father{  
    public void doSomething(Eat arg){  
        System.out.println("爸爸在吃饭");  
    }  
    public void doSomething(Drink arg){  
        System.out.println("爸爸在喝水");  
    }  
}  
  
class Child extends Father{  
    public void doSomething(Eat arg){  
        System.out.println("儿子在吃饭");  
    }  
    public void doSomething(Drink arg){  
        System.out.println("儿子在喝水");  
    }  
}  
  
public class SingleDoublePai{  
    public static void main(String[] args){  
        Father father = new Father();  
        Father child = new Child();  
        father.doSomething(new Eat());  
        child.doSomething(new Drink());  
    }  
}  

运行结果应该很容易预测到,如下:
爸爸在吃饭
儿子在喝水
我们首先来看编译阶段编译器的选择过程,即静态分派过程。这时候选择目标方法的依据有两点:一是方法的接受者(即调用者)的静态类型是Father还是Child,二是方法参数类型是Eat还是Drink。因为是根据两个宗量进行选择,所以Java语言的静态分派属于多分派类型。
再来看运行阶段虚拟机的选择,即动态分派过程。由于编译期已经了确定了目标方法的参数类型(编译期根据参数的静态类型进行静态分派),因此唯一可以影响到虚拟机选择的因素只有此方法的接受者的实际类型是Father还是Child。因为只有一个宗量作为选择依据,所以Java语言的动态分派属于单分派类型。

image.png

根据以上论证,我们可以总结如下:目前的Java语言(JDK1.6)是一门静态多分派、动态单分派的语言。

2、缺点
由于单例模式中没有抽象层,因此单例类的扩展有很大的困难。
单例类的职责过重,在一定程度上违背了“单一职责原则”。因为单例类既充当了工厂角色,提供了工厂方法,同时又充当了产品角色,包含一些业务方法,将产品的创建和产品的本身的功能融合到一起。
滥用单例将带来一些负面问题,如为了节省资源将数据库连接池对象设计为单例类,可能会导致共享连接池对象的程序过多而出现连接池溢出;现在很多面向对象语言(如Java、C#)的运行环境都提供了自动垃圾回收的技术,因此,如果实例化的对象长时间不被利用,系统会认为它是垃圾,会自动销毁并回收资源,下次利用时又将重新实例化,这将导致对象状态的丢失。

Android篇

public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {  
     onStart(intent, startId);  
     return mStartCompatibility ? START_STICKY_COMPATIBILITY : START_STICKY;  
 }  

这个方法的具体含义是,当你的需要这个service启动的时候,或者调用这个servcie的时候,那么这个方法首先是要被回调的。
同时IntentService中提供了这么一个方法:

protected abstract void onHandleIntent(Intent intent);  

这是一个抽象方法,也就是说具体的实现需要被延伸到子类。
子类的声明:

public class ChargeService extends IntentService   

上面提到过IntentService是继承Service的,那么这个子类也肯定继承service,那么onHandleIntent()方法是什么时候被调用的呢?让我们具体看IntentService的内部实现:

private final class ServiceHandler extends Handler {  
    public ServiceHandler(Looper looper) {  
        super(looper);  
    }  
  
    @Override  
    public void handleMessage(Message msg) {  
        onHandleIntent((Intent)msg.obj);  
        stopSelf(msg.arg1);  
    }  
}  
  
/** 
 * Creates an IntentService.  Invoked by your subclass's constructor. 
 * 
 * @param name Used to name the worker thread, important only for debugging. 
 */  
public IntentService(String name) {  
    super();  
    mName = name;  
}  
  
/** 
 * Sets intent redelivery preferences.  Usually called from the constructor 
 * with your preferred semantics. 
 * 
 * <p>If enabled is true, 
 * {@link #onStartCommand(Intent, int, int)} will return 
 * {@link Service#START_REDELIVER_INTENT}, so if this process dies before 
 * {@link #onHandleIntent(Intent)} returns, the process will be restarted 
 * and the intent redelivered.  If multiple Intents have been sent, only 
 * the most recent one is guaranteed to be redelivered. 
 * 
 * <p>If enabled is false (the default), 
 * {@link #onStartCommand(Intent, int, int)} will return 
 * {@link Service#START_NOT_STICKY}, and if the process dies, the Intent 
 * dies along with it. 
 */  
public void setIntentRedelivery(boolean enabled) {  
    mRedelivery = enabled;  
}  
  
@Override  
public void onCreate() {  
    // TODO: It would be nice to have an option to hold a partial wakelock  
    // during processing, and to have a static startService(Context, Intent)  
    // method that would launch the service & hand off a wakelock.  
  
    super.onCreate();  
    HandlerThread thread = new HandlerThread("IntentService[" + mName + "]");  
    thread.start();  
  
    mServiceLooper = thread.getLooper();  
    mServiceHandler = new ServiceHandler(mServiceLooper);  
}  
  
@Override  
public void onStart(Intent intent, int startId) {  
    Message msg = mServiceHandler.obtainMessage();  
    msg.arg1 = startId;  
    msg.obj = intent;  
    mServiceHandler.sendMessage(msg);  
}  

在这里我们可以清楚的看到其实IntentService在执行onCreate的方法的时候,其实开了一个线程HandlerThread,并获得了当前线程队列管理的looper,并且在onStart的时候,把消息置入了消息队列,

@Override  
       public void handleMessage(Message msg) {  
           onHandleIntent((Intent)msg.obj);  
           stopSelf(msg.arg1);  
       }  

在消息被handler接受并且回调的时候,执行了onHandlerIntent方法,该方法的实现是子类去做的。
结论:
IntentService是通过Handler looper message的方式实现了一个多线程的操作,同时耗时操作也可以被这个线程管理和执行,同时不会产生ANR的情况。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:background="#0000ff" >

    <Button
        android:id="@+id/left_btn"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_centerVertical="true"
        android:layout_margin="5dp"
        android:background="@drawable/back1_64" />

    <TextView
        android:id="@+id/title_tv"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_centerInParent="true"
        android:text="这是标题"
        android:textColor="#ffffff"
        android:textSize="20sp" />

</RelativeLayout>

可见这个标题栏控件还是比较简单的,其中在左边有一个返回按钮,背景是一张事先准备好的图片back1_64.png,标题栏中间是标题文字。
2、创建一个类TitleView,继承自RelativeLayout:

public class TitleView extends RelativeLayout {

    // 返回按钮控件
    private Button mLeftBtn;
    // 标题Tv
    private TextView mTitleTv;

    public TitleView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);

        // 加载布局
        LayoutInflater.from(context).inflate(R.layout.title_bar, this);

        // 获取控件
        mLeftBtn = (Button) findViewById(R.id.left_btn);
        mTitleTv = (TextView) findViewById(R.id.title_tv);

    }

    // 为左侧返回按钮添加自定义点击事件
    public void setLeftButtonListener(OnClickListener listener) {
        mLeftBtn.setOnClickListener(listener);
    }

    // 设置标题的方法
    public void setTitleText(String title) {
        mTitleTv.setText(title);
    }
}

在TitleView中主要是为自定义的标题栏加载了布局,为返回按钮添加事件监听方法,并提供了设置标题文本的方法。
3、在activity_main.xml中引入自定义的标题栏:

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:id="@+id/main_layout"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical" >

    <com.example.test.TitleView
        android:id="@+id/title_bar"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content" >
    </com.example.test.TitleView>

</LinearLayout>

4、在MainActivity中获取自定义的标题栏,并且为返回按钮添加自定义点击事件:

private TitleView mTitleBar;
     mTitleBar = (TitleView) findViewById(R.id.title_bar);

        mTitleBar.setLeftButtonListener(new OnClickListener() {

            @Override
            public void onClick(View v) {
                Toast.makeText(MainActivity.this, "点击了返回按钮", Toast.LENGTH_SHORT)
                        .show();
                finish();
            }
        });

5、运行效果如下:


  
  这样就用组合的方式实现了自定义标题栏,其实经过更多的组合还可以创建出功能更为复杂的自定义控件,比如自定义搜索栏等。

(二)自绘控件
  自绘控件的内容都是自己绘制出来的,在View的onDraw方法中完成绘制。下面就实现一个简单的计数器,每点击它一次,计数值就加1并显示出来。
1、创建CounterView类,继承自View,实现OnClickListener接口:

public class CounterView extends View implements OnClickListener {

    // 定义画笔
    private Paint mPaint;
    // 用于获取文字的宽和高
    private Rect mBounds;
    // 计数值,每点击一次本控件,其值增加1
    private int mCount;

    public CounterView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);

        // 初始化画笔、Rect
        mPaint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);
        mBounds = new Rect();
        // 本控件的点击事件
        setOnClickListener(this);
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);

        mPaint.setColor(Color.BLUE);
        // 绘制一个填充色为蓝色的矩形
        canvas.drawRect(0, 0, getWidth(), getHeight(), mPaint);

        mPaint.setColor(Color.YELLOW);
        mPaint.setTextSize(50);
        String text = String.valueOf(mCount);
        // 获取文字的宽和高
        mPaint.getTextBounds(text, 0, text.length(), mBounds);
        float textWidth = mBounds.width();
        float textHeight = mBounds.height();

        // 绘制字符串
        canvas.drawText(text, getWidth() / 2 - textWidth / 2, getHeight() / 2
                + textHeight / 2, mPaint);
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        mCount ++;
        
        // 重绘
        invalidate();
    }

}

2、在activity_main.xml中引入该自定义布局:

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:id="@+id/main_layout"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical" >

    <com.example.test.CounterView
        android:id="@+id/counter_view"
        android:layout_width="100dp"
        android:layout_height="100dp"
        android:layout_gravity="center_horizontal|top"
        android:layout_margin="20dp" />

</LinearLayout>

3、运行效果如下:


(三)继承控件
  就是继承已有的控件,创建新控件,保留继承的父控件的特性,并且还可以引入新特性。下面就以支持横向滑动删除列表项的自定义ListView的实现来介绍。
1、创建删除按钮布局delete_btn.xml,这个布局是在横向滑动列表项后显示的:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Button xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:background="#FF0000"
    android:padding="5dp"
    android:text="删除"
    android:textColor="#FFFFFF"
    android:textSize="16sp" >

</Button>

2、创建CustomListView类,继承自ListView,并实现了OnTouchListener和OnGestureListener接口:

public class CustomListView extends ListView implements OnTouchListener,
        OnGestureListener {

    // 手势动作探测器
    private GestureDetector mGestureDetector;

    // 删除事件监听器
    public interface OnDeleteListener {
        void onDelete(int index);
    }

    private OnDeleteListener mOnDeleteListener;

    // 删除按钮
    private View mDeleteBtn;

    // 列表项布局
    private ViewGroup mItemLayout;

    // 选择的列表项
    private int mSelectedItem;

    // 当前删除按钮是否显示出来了
    private boolean isDeleteShown;

    public CustomListView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);

        // 创建手势监听器对象
        mGestureDetector = new GestureDetector(getContext(), this);

        // 监听onTouch事件
        setOnTouchListener(this);
    }

    // 设置删除监听事件
    public void setOnDeleteListener(OnDeleteListener listener) {
        mOnDeleteListener = listener;
    }

    // 触摸监听事件
    @Override
    public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {
        if (isDeleteShown) {
            hideDelete();
            return false;
        } else {
            return mGestureDetector.onTouchEvent(event);
        }
    }

    @Override
    public boolean onDown(MotionEvent e) {
        if (!isDeleteShown) {
            mSelectedItem = pointToPosition((int) e.getX(), (int) e.getY());
        }
        return false;
    }

    @Override
    public boolean onFling(MotionEvent e1, MotionEvent e2, float velocityX,
            float velocityY) {
        // 如果当前删除按钮没有显示出来,并且x方向滑动的速度大于y方向的滑动速度
        if (!isDeleteShown && Math.abs(velocityX) > Math.abs(velocityY)) {
            mDeleteBtn = LayoutInflater.from(getContext()).inflate(
                    R.layout.delete_btn, null);

            mDeleteBtn.setOnClickListener(new OnClickListener() {

                @Override
                public void onClick(View v) {
                    mItemLayout.removeView(mDeleteBtn);
                    mDeleteBtn = null;
                    isDeleteShown = false;
                    mOnDeleteListener.onDelete(mSelectedItem);
                }
            });

            mItemLayout = (ViewGroup) getChildAt(mSelectedItem
                    - getFirstVisiblePosition());

            RelativeLayout.LayoutParams params = new RelativeLayout.LayoutParams(
                    LayoutParams.WRAP_CONTENT, LayoutParams.WRAP_CONTENT);
            params.addRule(RelativeLayout.ALIGN_PARENT_RIGHT);
            params.addRule(RelativeLayout.CENTER_VERTICAL);

            mItemLayout.addView(mDeleteBtn, params);
            isDeleteShown = true;
        }

        return false;
    }

    // 隐藏删除按钮
    public void hideDelete() {
        mItemLayout.removeView(mDeleteBtn);
        mDeleteBtn = null;
        isDeleteShown = false;
    }

    public boolean isDeleteShown() {
        return isDeleteShown;
    }
    
    /**
     * 后面几个方法本例中没有用到
     */
    @Override
    public void onShowPress(MotionEvent e) {

    }

    @Override
    public boolean onSingleTapUp(MotionEvent e) {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean onScroll(MotionEvent e1, MotionEvent e2, float distanceX,
            float distanceY) {
        return false;
    }

    @Override
    public void onLongPress(MotionEvent e) {

    }

}

3、定义列表项布局custom_listview_item.xml,它的结构很简单,只包含了一个TextView:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:descendantFocusability="blocksDescendants" >

    <TextView
        android:id="@+id/content_tv"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_centerVertical="true"
        android:layout_margin="30dp"
        android:gravity="center_vertical|left" />

</RelativeLayout>

4、定义适配器类CustomListViewAdapter,继承自ArrayAdapter<String>:

public class CustomListViewAdapter extends ArrayAdapter<String> {

    public CustomListViewAdapter(Context context, int textViewResourceId,
            List<String> objects) {
        super(context, textViewResourceId, objects);
    }

    @Override
    public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
        View view;

        if (convertView == null) {
            view = LayoutInflater.from(getContext()).inflate(
                    R.layout.custom_listview_item, null);
        } else {
            view = convertView;
        }

        TextView contentTv = (TextView) view.findViewById(R.id.content_tv);
        contentTv.setText(getItem(position));

        return view;
    }

}

5、在activity_main.xml中引入自定义的ListView:

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:id="@+id/main_layout"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical" >

    <com.example.test.CustomListView
        android:id="@+id/custom_lv"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content" />

</LinearLayout>

6、在MainActivity中对列表做初始化、设置列表项删除按钮点击事件等处理:

public class MainActivity extends Activity {

    // 自定义Lv
    private CustomListView mCustomLv;
    // 自定义适配器
    private CustomListViewAdapter mAdapter;
    // 内容列表
    private List<String> contentList = new ArrayList<String>();

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        initContentList();

        mCustomLv = (CustomListView) findViewById(R.id.custom_lv);
        mCustomLv.setOnDeleteListener(new OnDeleteListener() {

            @Override
            public void onDelete(int index) {
                contentList.remove(index);
                mAdapter.notifyDataSetChanged();
            }
        });

        mAdapter = new CustomListViewAdapter(this, 0, contentList);
        mCustomLv.setAdapter(mAdapter);
    }

    // 初始化内容列表
    private void initContentList() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            contentList.add("内容项" + i);
        }
    }

    @Override
    public void onBackPressed() {
        if (mCustomLv.isDeleteShown()) {
            mCustomLv.hideDelete();
            return;
        }
        super.onBackPressed();
    }

}

7、运行效果如下:


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