第十一章 - 持有对象

素颜马尾好姑娘i 2022-05-21 09:21 235阅读 0赞

# 泛型和类型安全的容器 #

java se5之前容器是没有泛型的，以ArrayList为例，所有的都是ArrayList<Object>的，所以它允许向容器中插入任何类型的对象，这样做会有很多问题出现，进去的是详细的类型，而出来是确是Object的了，如果要使用就要强制类型转换，转换错了，程序就会抛出错误

java SE5 之后引入的了泛型，如果想容器中插入类型错误的对象，编译器会报告警告异常。如ArrayList<String> 插入int型数据，泛型将运行期的错误提升到了编译期间。

# 基本概念 #

Java容器的用途是“保存对象”，并将其划分为两个不同的概念

Collection：一个独立元素的序列，List必须按照插入的顺序保存对象，Set不能有重复的对象，Queue按照排队规则来确定对象产生的顺序。

Map：一组成对的“键值对”，允许使用键来查找值。

## 添加一组元素 ##

Collection.addAll()方法接受一个Collection对象，以及一个数组或逗号分隔的list对象，将其添加到Collection中。

Arrays.adList()方法接受一个数组或者是逗号分隔的元素列表，并转换成一个List对象。

public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Collection<Integer> collection =
                    new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
            System.out.println(collection);
    
            Integer[] moreInts = { 6, 7, 8, 9, 10 };
            collection.addAll(Arrays.asList(moreInts));
            System.out.println(collection);
    
            Collections.addAll(collection, 11, 12, 13, 14, 15);
            System.out.println(collection);
    
            Collections.addAll(collection, moreInts);
            System.out.println(collection);
    
            List<Integer> list = Arrays.asList(16, 17, 18, 19, 20);
            System.out.println(list);
    
            list.set(1, 99);
            System.out.println(list);
    
    //        list.add(21); // 报错
    
        }
    }

注意：Arrays.asList()转换的list对象，是不能修改长度的，比如add方法，delete方法等。

## 容器的打印 ##

public class test2 {
    
            static Collection fill(Collection<String> collection) {
                collection.add("rat");
                collection.add("cat");
                collection.add("dog");
                collection.add("dog");
                return collection;
            }
            static Map fill(Map<String,String> map) {
                map.put("rat", "Fuzzy");
                map.put("cat", "Rags");
                map.put("dog", "Bosco");
                map.put("dog", "Spot");
                return map;
            }
            public static void main(String[] args) {
                System.out.println(fill(new ArrayList<String>()));
                System.out.println(fill(new LinkedList<String>()));
                System.out.println(fill(new HashSet<String>()));
                System.out.println(fill(new TreeSet<String>()));
                System.out.println(fill(new LinkedHashSet<String>()));
                System.out.println(fill(new HashMap<String,String>()));
                System.out.println(fill(new TreeMap<String,String>()));
                System.out.println(fill(new LinkedHashMap<String,String>()));
            }
        
    }

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这里展示了java容器的两种主要类型，他们的区别在于在容器中每个槽保存的元素个数Collection每个槽保存一个元素，Map每个槽保存两个对象，即键与关联的值。

ArrayList和LinkedList都是按照插入顺序保存对象，区别在于执行某些操作时候的性能。HashSet，TreeSet，LinkedHashSet都是set类型，每个相同的项只保存一次。

HashSet使用很复杂的方式存储元素，后面介绍，它是最快的获取元素方式。如果存储顺序很重要，可以使用TreeSet，按照比较结果的升序保存对象，或者使用LinkedHashSet，它按照添加的顺序保存对象。

HashMap也提供了最快的查询速度，也没有顺序保存元素，TreeMap按照比较结果保存键，LinkedHasMap按照插入顺序保存，同时保留了HashMap的查询速度。

## List ##

List 将元素维护在特定的序列中，有两种类型：   
（1）基本的ArrayList，它长于随机访问元素，但是在List中间插入和移除元素时较慢。   
（2）LinkedList，在List中间进行插入和删除操作代价较低，但是在随机访问方面相对较慢，但是它的特性集较ArrayList更大。

在List中，一些函数的用法：   
（1）contains()方法来确定某个对象是否在对象中。   
（2）remove()方法用来移除某个对象。   
（3）如果你有一个对象的引用，可以使用indexOf()来确定该对象在List中所处的位置的索引编号。   
（4）subList()方法用来从较大的列表中创建出一个片段。   
（5）retainAll()方法用来求交集。   
（6）removeAll()方法用来移除在参数List中的所有元素。   
（7）addAll()方法用来在初始List的中间插入新的列表。

## 迭代器  ##

迭代器是一个对象，它的工作是遍历并选择序列中的对象。从而做到了只是使用容器而不关心容器的类型。   
在我看来，Java中的Iterator类似于数据结构中的单向链表，只能单向移动。只能用来：   
（1）使用方法iterator()要求容器返回一个Iterator。Iterator将准备好返回序列的第一个元素。   
（2）使用next()获得序列中的下一个元素。   
（3）使用hasNext()检查序列中是否还有元素。   
（4）使用remove()将迭代器新近返回的元素删除。

ListIterator是一个更强大的Iterator的子类型。只能用于各种List类的访问，但是可以双向移动。   
（1）nextIndex()用来指向当前位置的后一个元素的指引。   
（2）previousIndex()用来指向当前位置的前一个元素的指引。   
（3）listIterator()方法产生一个指向List开始处的ListIterator。   
（4）listIterator(n)方法创建一个一开始就指向列表索引为n的元素处的ListIterator。

## LinkedList  ##

LinkedList也像ArrayList一样实现了基本的List接口，但是它执行某些操作（在List中间插入和移除）是比ArrayList操作方面要逊色一些。LinkedList还添加了可以使其用作栈、队列或双端队列的方法。这些方法中有些有些彼此之间只是名称有些差异，或者只存在这些许差异，以使得这些名字在特定用法的上下文环境中更加适用。例如，getFirst()和element()完全一样，它们都返回列表的头，而并不移除它，如果List为空，则抛出NoSuchElementExcetion。peek()方法与这两个方式只是稍有差异，它在列表为空是返回null。   
removeFirst()与remove()也是完全不一样的，它们移除并返回列表的头，而在列表为空时抛出NoSuchElementExcetion。poll()稍有差异，它在列表为空是返回null。addfirst()与add()和addLast()相同，它们将某个元素插入到列表的尾部。removeLast()移除并返回列表的最后一个元素。

## Stack ##

栈通常指后进先出的容器。 pop():返回并移除栈顶元素。 peek():返回栈顶元素，不移除。Stack可以基于LinkedList实现

## Set ##

Set不保存重复的元素。Set中最常被使用的是测试归属性，你可以很容易地询问某个对象是否在某个Set中。正因如此，查找就成为了Set中最重要的操作，因此你通常都会选择一个HashSet的实现，它专门对快速查找进行了优化。TreeMap基于红黑树，有序。LinkedHashSet基于链表，有序

## Queue ##

LinkedList提供了方法以支持队列的行为，并且实现了Queue接口。

ublic class QueueDemo{
        public static void printQ(Queue queue) {
        while(queue.peek() != null)
         System.out.print(queue.remove() + " ");
        System.out.println();
        }
        public static void main (String[] args){
            Queue<Integer>  queue = new LinkedList<Integer>();
            Random rand = new Random(47);
            for(int i = 0; i < 10; i++)
                queue.offer(rand.nextInt(i + 10));
            printQ(queue);
            Queue<Character> qc = new LinkedList<Charactor>();
            for(char c: "Brontosaurus".toCharArray())
                 qc.offer(c);
            printQ(qc);
        }
    }/*Output
    8 1 1 1 5 14 3 1 0 1
    B r o n t o s a u r u s 
    *///

offer()方法在允许的情况下，将一个元素插入到队尾，或者返回false。   
peek()和element()都将在不移除的情况下返回对头，但是peek()方法在队列为空时返回null，而element()会抛出NoSuchElementException异常。   
poll()和remove()方法将移除并返回队头，但是poll(）在队列为空时返回null，而remove()会抛出NoSuchElementException异常。

## Collection和Iterator ##

Collection是描述所有序列容器的共性接口。   
   AbstractCollection提供了Collection的默认实现。可以通过继承AbstractCollection避免重复代码。实现collection就必须实现iterator();  
生成Iterator是将队列与消费队列的方法连接在一起耦合度最小的方式，并且与实现Collection相比，在序列上施加的约束也比较少。

## Foreach与迭代器   ##

foreach语法主要用于数组，但是它也可以应用于任何Collection对象。

# 总结 #

数组将数字与对象联系起来。  
   Collection保存单一的元素，而Map保存相关联的键值对。  
   List也建立数字索引与对象的关联。  
   如果要进行大量随机访问，就使用ArrayList，如果经常从中间插入或删除元素，则应该使用LinkedList。  
   各种Queue以及栈行为，由LinkedList支持。  
   Map是一种将对象与对象相关联的设计。HashMap用来快速访问，TreeMap保持“键”始终处于排序状态。  
   Set不接受重复元素。HashSet提供最快查询速度，TreeSet保持元素处于排序状态。LinkedSet以插入顺序保存元素。  
   新程序中不应使用过时的Vector，HashTable和Stack

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