ภาพรวมโดยสรุปตามคอลเลกชันบทวิจารณ์ Java

ผู้เขียน：Eve Cole เวลาอัปเดต：2024-11-18 12:48:01

คอลเลกชันใน Java ส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในสองส่วน ส่วนหนึ่งอยู่ในแพ็คเกจ java.util และอีกส่วนหนึ่งอยู่ใน java.util.concurrent ส่วนหลังจะขึ้นอยู่กับส่วนแรกและกำหนดคอลเลกชันบางส่วนที่ใช้ฟังก์ชันการซิงโครไนซ์

บทความนี้มุ่งเน้นไปที่วัตถุคอลเลกชันต่างๆภายใต้ java.util เป็นหลัก อ็อบเจ็กต์คอลเลกชันใน Java สามารถแบ่งคร่าวๆ ได้เป็นสามประเภท: รายการ ชุด และแผนที่ แผนภาพ UML ที่สอดคล้องกันมีดังนี้ (รวมถึงวัตถุคอลเลกชันส่วนใหญ่ภายใต้ java.util):

ภาพรวมของคอลเลกชัน

ทั้งรายการและการตั้งค่าในคอลเลกชั่น Java มาจากคอลเลกชั่น ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีสำหรับคอลเลกชั่นการเรียนรู้ โดยมีการดำเนินการที่จำเป็นในคอลเลกชั่น:

เพิ่มองค์ประกอบ: เพิ่ม/เพิ่มทั้งหมด
ล้างคอลเลกชัน: ชัดเจน
ลบองค์ประกอบ: ลบ/removeAll
ตรวจสอบว่าคอลเลกชันมีองค์ประกอบ: contains/containsAll หรือไม่
ตรวจสอบว่าคอลเลกชันว่างเปล่าหรือไม่: isEmpty
คำนวณจำนวนองค์ประกอบในคอลเลกชัน: ขนาด
แปลงคอลเลกชันเป็นอาร์เรย์: toArray
รับตัววนซ้ำ: ตัววนซ้ำ

ลองดูตัวอย่างง่ายๆ โค้ดต่อไปนี้จะส่งคืนคอลเลกชันที่มีองค์ประกอบเป็นจำนวนเต็มที่สร้างขึ้นแบบสุ่ม:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

initCollection() คอลเลกชันคงที่ส่วนตัว
-
คอลเลกชัน <จำนวนเต็ม> คอลเลกชัน = ใหม่ ArrayList<จำนวนเต็ม>();
สุ่ม r = สุ่มใหม่ ();
สำหรับ (int i = 0; i < 5; i++)
-
collection.add(จำนวนเต็มใหม่(r.nextInt(100)));
-

ส่งคืนคอลเลกชัน;
-

ในกระบวนการดำเนินการกับคอลเลกชัน การข้ามผ่านเป็นการดำเนินการที่ใช้บ่อย เราสามารถสำรวจคอลเลกชันได้สองวิธี:

1) ใช้ตัววนซ้ำเพื่อสำรวจคอลเลกชัน ตามที่กล่าวไว้เมื่ออธิบายอินเทอร์เฟซคอลเลกชันข้างต้น คอลเลกชันทั้งหมดจะมีตัววนซ้ำที่เราสามารถใช้เพื่อสำรวจคอลเลกชัน

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

การเข้าถึงโมฆะคงที่ส่วนตัว CollectionByIterator (คอลเลกชัน <จำนวนเต็ม> คอลเลกชัน)
-
ตัววนซ้ำ<จำนวนเต็ม> ตัววนซ้ำ = collection.iterator();
System.out.println("ค่าในรายการ:");
ในขณะที่(iterator.hasNext())
-
System.out.println(iterator.next());
-
-

2) ใช้ foreach เพื่อสำรวจคอลเลกชัน

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

การเข้าถึงโมฆะคงที่ส่วนตัว CollectionByFor (คอลเลกชัน <Integer> คอลเลกชัน)
-
System.out.println("ค่าในรายการ:");
สำหรับ(ค่าจำนวนเต็ม : คอลเลกชัน)
-
System.out.println (ค่า);
-
-

รายการ

รายการใน Java เป็นส่วนขยายที่มีประสิทธิภาพของอาร์เรย์ มันเป็นโครงสร้างที่สามารถเก็บองค์ประกอบประเภทใดก็ได้หากไม่ได้ใช้ข้อมูลทั่วไปก็จะสามารถเก็บองค์ประกอบประเภทที่ระบุโดยข้อมูลทั่วไปเท่านั้น เมื่อเปรียบเทียบกับอาร์เรย์ ความจุของรายการสามารถขยายได้แบบไดนามิก

องค์ประกอบในรายการสามารถทำซ้ำได้ และองค์ประกอบภายในเป็นแบบ "เรียงลำดับ" ในที่นี้ไม่ได้หมายถึงการเรียงลำดับ แต่หมายความว่าเราสามารถระบุตำแหน่งขององค์ประกอบในคอลเลกชันได้

อ็อบเจ็กต์คอลเลกชันที่ใช้กันทั่วไปในรายการ ได้แก่ ArrayList, Vector และ LinkedList โดยสองรายการแรกจะถูกจัดเก็บตามอาร์เรย์ และรายการหลังจะถูกจัดเก็บตามรายการที่เชื่อมโยง ในบรรดานั้น Vector นั้นปลอดภัยต่อเธรด และอีกสองอันไม่ปลอดภัยต่อเธรด

รายการสามารถมีค่าว่างได้ แม้ว่าจะใช้ข้อมูลทั่วไปก็ตาม

ArrayList อาจเป็นวัตถุคอลเลกชันที่ใช้กันมากที่สุด ในโค้ดตัวอย่างข้างต้น เรายังใช้มันเพื่อสร้างอินสแตนซ์ของวัตถุคอลเลกชัน ดังนั้นเราจะไม่ลงรายละเอียดที่นี่
เวกเตอร์

ตัวอย่างของ Vector มีดังนี้ อันดับแรกเรามาดูวิธีการสร้างและเอาท์พุต Vector:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

โมฆะคงที่ส่วนตัว vectorTest1 ()
-
รายการ<จำนวนเต็ม> รายการ = เวกเตอร์ใหม่<จำนวนเต็ม>();
สำหรับ (int i = 0; i < 5; i++)
-
list.add(จำนวนเต็มใหม่(100));
-
รายการ.เพิ่ม(null);
System.out.println("ขนาดของเวกเตอร์คือ " + list.size());
System.out.println (รายการ);
-

องค์ประกอบมีทั้งองค์ประกอบที่ซ้ำและ null ผลลัพธ์ที่ได้มีดังนี้:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

ขนาดของเวกเตอร์คือ 6
[100, 100, 100, 100, 100, ว่าง]

ตัวอย่างต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงวิธีการทั่วไปบางอย่างใน Vector:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

โมฆะคงที่ส่วนตัว vectorTest2 ()
-
รายการเวกเตอร์<จำนวนเต็ม> = เวกเตอร์ใหม่<จำนวนเต็ม>();
สุ่ม r = สุ่มใหม่ ();
สำหรับ (int i = 0; i < 10; i++)
-
list.add(จำนวนเต็มใหม่(r.nextInt(100)));
-
System.out.println("ขนาดของเวกเตอร์คือ " + list.size());
System.out.println (รายการ);
System.out.println(list.firstElement());
System.out.println(list.lastElement());
System.out.println(list.subList(3, 8));
รายการ <จำนวนเต็ม> temp = ใหม่ ArrayList<จำนวนเต็ม>();
สำหรับ(int i = 4; i < 7; i++)
-
temp.add(list.get(i));
-
list.retainAll(อุณหภูมิ);
System.out.println("ขนาดของเวกเตอร์คือ " + list.size());
System.out.println (รายการ);
-

ผลลัพธ์ของมันมีดังนี้:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

ขนาดของเวกเตอร์คือ 10
[39, 41, 20, 9, 29, 32, 54, 12, 94, 82]

[9, 29, 32, 54, 12]
ขนาดของเวกเตอร์คือ 3
[29, 32, 54]

รายการที่เชื่อมโยง

LinkedList ใช้รายการที่เชื่อมโยงเพื่อจัดเก็บข้อมูล โค้ดตัวอย่างจะเป็นดังนี้:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

ตัวอย่างรายการที่เชื่อมโยง
โมฆะคงที่ส่วนตัว linkedListTest1 ()
-
LinkedList<Integer> list = ใหม่ LinkedList<Integer>();
สุ่ม r = สุ่มใหม่ ();
สำหรับ (int i = 0; i < 10; i++)
-
list.add(จำนวนเต็มใหม่(r.nextInt(100)));
-
รายการ.เพิ่ม(null);
System.out.println("ขนาดของรายการที่เชื่อมโยงคือ" + list.size());
System.out.println (รายการ);
System.out.println(list.element());
System.out.println(list.getFirst());
System.out.println(list.getLast());
System.out.println(list.peek());
System.out.println(list.peekFirst());
System.out.println(list.peekLast());
System.out.println(list.poll());
System.out.println(list.pollFirst());
System.out.println(list.pollLast());
System.out.println(list.pop());
list.push(จำนวนเต็มใหม่ (100));
System.out.println("ขนาดของรายการที่เชื่อมโยงคือ" + list.size());
System.out.println (รายการ);
-

ต่อไปนี้เป็นวิธีการที่ใช้กันทั่วไปของ LinkedList ดังที่คุณเห็นจากชื่อวิธีการ LinkedList ยังสามารถใช้เพื่อนำสแต็กและคิวไปใช้ได้อีกด้วย

ผลลัพธ์จะเป็นดังนี้:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

ขนาดของรายการที่เชื่อมโยงคือ 11
[17, 21, 5, 84, 19, 57, 68, 26, 27, 47, ว่าง]

โมฆะ

ขนาดของรายการที่เชื่อมโยงคือ 8
[100, 84, 19, 57, 68, 26, 27, 47]

ชุด

Set คล้ายกับ List ทั้งสองใช้เพื่อจัดเก็บองค์ประกอบเดียว และจำนวนองค์ประกอบแต่ละรายการไม่แน่นอน แต่ชุดต้องไม่มีองค์ประกอบที่ซ้ำกัน หากใส่องค์ประกอบที่เหมือนกันสองรายการลงในชุด องค์ประกอบหลังจะไม่ถูกแทรก

ชุดสามารถแบ่งคร่าวๆ ได้เป็นสองประเภท: ชุดที่ไม่เรียงลำดับและชุดที่เรียงลำดับประกอบด้วย HashSet และ LinkedHashSet และชุดที่เรียงลำดับส่วนใหญ่อ้างอิงถึง TreeSet ในหมู่พวกเขา HashSet และ LinkedHashSet สามารถมีค่าว่างได้
แฮชเซ็ต

HashSet เป็นคอลเลกชันที่ได้รับการสนับสนุนจากตาราง Hash ซึ่งไม่ปลอดภัยสำหรับเธรด

ลองดูตัวอย่างต่อไปนี้ ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกับตัวอย่างแรกกับ Vector:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

hashSetTest1() โมฆะคงที่ส่วนตัว
-
ตั้ง<จำนวนเต็ม> ชุด = ใหม่ HashSet<จำนวนเต็ม>();

สำหรับ (int i = 0; i < 3; i++)
-
set.add(จำนวนเต็มใหม่(100));
-
ชุด.เพิ่ม(null);

System.out.println("ขนาดของชุดคือ" + set.size());
System.out.println (ชุด);
-

ที่นี่ HashSet มีทั้งองค์ประกอบที่ซ้ำกันและ null ต่างจาก Vector ผลลัพธ์ที่นี่จะเป็นดังนี้:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

ขนาดของชุดคือ 2
[ว่าง 100]

เรามาดูเชิงลึกว่า HashSet พิจารณาว่าองค์ประกอบทั้งสองซ้ำกันได้อย่างไร วิธีการเท่ากับถูกกำหนดไว้ใน Object ด้วย สำหรับองค์ประกอบใน HashSet นั้นจะถูกตัดสินว่าองค์ประกอบนั้นเท่ากันหรือไม่ โดยยึดตามวิธีเท่ากับ เพื่อพิสูจน์สิ่งนี้ เราสามารถกำหนดประเภท "ผิดปกติ" ได้:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

กำหนดวัตถุ MyInteger

คลาสMyInteger
-
ค่าจำนวนเต็มส่วนตัว

MyInteger สาธารณะ (ค่าจำนวนเต็ม)
-
this.value = ค่า;
-

สตริงสาธารณะ toString()
-
กลับ String.valueOf (ค่า);
-

สาธารณะ int hashCode()
-
กลับ 1;
-

บูลีนสาธารณะเท่ากับ (Object obj)
-
กลับเป็นจริง;
-
-

จะเห็นได้ว่าสำหรับ MyInteger สำหรับสองกรณีใดๆ เราถือว่ามันไม่เท่ากัน

ต่อไปนี้เป็นวิธีการทดสอบที่เกี่ยวข้อง:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

hashSetTest2 เป็นโมฆะส่วนตัวแบบคงที่ ()
-
ตั้งค่า<MyInteger> set = new HashSet<MyInteger>();

สำหรับ (int i = 0; i < 3; i++)
-
set.add (MyInteger ใหม่ (100));
-

System.out.println("ขนาดของชุดคือ" + set.size());
System.out.println (ชุด);
-

ผลลัพธ์ของมันมีดังนี้:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

ขนาดของชุดคือ 3
[100, 100, 100]

อย่างที่คุณเห็น ขณะนี้มีองค์ประกอบ "ซ้ำ" ใน HashSet แต่สำหรับ MyInteger องค์ประกอบเหล่านั้นไม่ "เหมือนกัน"
ทรีเซ็ต

TreeSet คือชุดที่รองรับการเรียงลำดับ และอินเทอร์เฟซหลักคือ SortedSet

ก่อนอื่นเรามาดูการทำงานพื้นฐานของ TreeSet กันก่อน:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

โมฆะคงที่ส่วนตัว treeSetTest1()
-
TreeSet<Integer> set = new TreeSet<Integer>();

สุ่ม r = สุ่มใหม่ ();
สำหรับ (int i = 0; i < 5; i++)
-
set.add(จำนวนเต็มใหม่(r.nextInt(100)));
-

System.out.println (ชุด);
System.out.println(set.first());
System.out.println(set.last());
System.out.println(set.descendingSet());
System.out.println(set.headSet(จำนวนเต็มใหม่ (50)));
System.out.println(set.tailSet(จำนวนเต็มใหม่ (50)));
System.out.println(set.subSet(30, 60));
System.out.println(set.floor(50));
System.out.println(set.ceiling(50));
-

ผลลัพธ์ของมันมีดังนี้:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

[8, 42, 48, 49, 53]

[53, 49, 48, 42, 8]
[8, 42, 48, 49]
[53]
[42, 48, 49, 53]

โดยทั่วไปองค์ประกอบใน TreeSet จะใช้อินเทอร์เฟซที่เปรียบเทียบได้ ตามค่าเริ่มต้น สำหรับ Integer นั้น SortedList จะถูกจัดเก็บจากน้อยไปมาก เรายังปรับแต่งวิธีการเปรียบเทียบได้ เช่น จัดเก็บจากมากไปน้อย

ต่อไปเราจะกำหนด Integer ใหม่ก่อน:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

กำหนดวัตถุ MyInteger2
คลาส MyInteger2 นำไปใช้เปรียบเทียบได้
-
มูลค่า int สาธารณะ;

MyInteger2 สาธารณะ (มูลค่า int)
-
this.value = ค่า;
-

int สาธารณะ CompareTo (วัตถุ arg0)
-
MyInteger2 อุณหภูมิ = (MyInteger2)arg0;
ถ้า (temp == null) กลับ -1;
ถ้า (temp.value > this.value)
-
กลับ 1;
-
อย่างอื่นถ้า (temp.value < this.value)
-
กลับ -1;
-
กลับ 0;
-

บูลีนสาธารณะเท่ากับ (Object obj)
-
กลับ comparTo (obj) == 0;
-

สตริงสาธารณะ toString()
-
กลับ String.valueOf (ค่า);
-
-

นี่คือรหัสทดสอบ:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

โมฆะคงที่ส่วนตัว treeSetTest2 ()
-
TreeSet<Integer> set1 = TreeSet ใหม่<Integer>();
TreeSet<MyInteger2> set2 = TreeSet ใหม่<MyInteger2>();
สุ่ม r = สุ่มใหม่ ();
สำหรับ (int i = 0; i < 5; i++)
-
ค่า int = r.nextInt(100);
set1.add(จำนวนเต็มใหม่(ค่า));
set2.add (MyInteger2 ใหม่ (ค่า));
-
System.out.println("Set1 ดังต่อไปนี้:");
System.out.println(set1);
System.out.println("Set2 ดังต่อไปนี้:");
System.out.println(set2);
-

ผลลัพธ์ของการรันโค้ดเป็นไปตามที่คาดไว้ ดังที่แสดงด้านล่าง:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

Set1 ดังต่อไปนี้:
[13, 41, 42, 45, 61]
Set2 ดังต่อไปนี้:
[61, 45, 42, 41, 13]

แผนที่

แผนที่เก็บ "คู่คีย์-ค่า" เช่นเดียวกับ Set แผนที่มีสองประเภทใน Java: เรียงลำดับและไม่เรียงลำดับ ได้แก่ HashMap, Hashtable และ LinkedHashMap และเรียงลำดับรวมถึง TreeMap
แผนที่ไม่เรียงลำดับ

ทั้ง HashMap และ Hashtable ถูกจัดเก็บในรูปแบบของตาราง HashMap ไม่ปลอดภัยสำหรับเธรด แต่ Hashtable นั้นปลอดภัยต่อเธรด เราสามารถถือว่า HashMap เป็น Hashtable เวอร์ชัน "เรียบง่าย"

HashMap สามารถเก็บค่าว่างได้ ไม่ว่าจะเป็นคีย์หรือค่า Hashtable ไม่สามารถเก็บค่าว่างได้

ไม่ว่า HashMap หรือ Hashtable จะเป็นอย่างไร หากเราสังเกต Constructor เราจะพบว่ามันสามารถมีพารามิเตอร์ได้ 2 ตัว: InitialCapacity และ LoadFactor ตามค่าเริ่มต้น InitialCapacity จะเท่ากับ 16 และ LoadFactor เท่ากับ 0.75 สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับจำนวนองค์ประกอบที่สามารถจัดเก็บไว้ในตารางแฮช เมื่อจำนวนองค์ประกอบเกิน defaultCapacity*loadFactor วิธีการแฮชใหม่จะถูกทริกเกอร์เพื่อขยายตารางแฮช หากเราต้องการแทรกองค์ประกอบมากเกินไป เราจำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์ทั้งสองนี้ให้เหมาะสม

มาดูตัวอย่าง HashMap กันก่อน:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

hashMapTest1() เป็นโมฆะส่วนตัวแบบคงที่
-
แผนที่ <Integer,String> map = ใหม่ HashMap<Integer, String>();

map.put(จำนวนเต็มใหม่(1), "a");
map.put(จำนวนเต็มใหม่(2), "b");
map.put(จำนวนเต็มใหม่(3), "c");

System.out.println (แผนที่);
System.out.println(map.entrySet());
System.out.println(map.keySet());
System.out.println(map.values());
-

สิ่งนี้จะส่งออกข้อมูลองค์ประกอบใน HashMap ดังที่แสดงด้านล่าง

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

{1=ก, 2=ข, 3=ค}
[1=ก, 2=ข, 3=ค]
[1, 2, 3]
[ก ข ค]

ตัวอย่างต่อไปนี้แสดงให้เห็นเป็นโมฆะ:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

hashMapTest2() เป็นโมฆะส่วนตัวแบบคงที่
-
แผนที่ <Integer,String> map = ใหม่ HashMap<Integer, String>();

map.put(โมฆะ, โมฆะ);
map.put(โมฆะ, โมฆะ);
map.put (จำนวนเต็มใหม่ (4), null);
map.put (จำนวนเต็มใหม่ (5), null);

System.out.println (แผนที่);
System.out.println(map.entrySet());
System.out.println(map.keySet());
System.out.println(map.values());
-

ผลการดำเนินการมีดังนี้:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

{null=null, 4=null, 5=null}
[null=null, 4=null, 5=null]
[ว่าง, 4, 5]
[โมฆะ โมฆะ โมฆะ]

ต่อไปเราจะสาธิต Hashtable ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกับสองตัวอย่างข้างต้น (โค้ดจะไม่ถูกขยาย):

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

ตัวอย่างแฮชเทเบิล
hashTableTest1() เป็นโมฆะส่วนตัวแบบคงที่
-
แผนที่ <Integer,String> table = new Hashtable<Integer, String>();

table.put(จำนวนเต็มใหม่(1), "a");
table.put(จำนวนเต็มใหม่(2), "b");
table.put(จำนวนเต็มใหม่(3), "c");

System.out.println (ตาราง);
System.out.println(ตารางรายการชุด());
System.out.println(ตาราง.ชุดคีย์());
System.out.println(ตาราง.ค่า());
-

โมฆะคงที่ส่วนตัว hashTableTest2()
-
แผนที่ <Integer,String> table = new Hashtable<Integer, String>();

table.put(โมฆะ, โมฆะ);
table.put(โมฆะ, โมฆะ);
table.put(จำนวนเต็มใหม่(4), null);
table.put (จำนวนเต็มใหม่ (5), null);

ผลการดำเนินการมีดังนี้:

คัดลอกรหัสรหัส ดังต่อไปนี้:

{3=ค, 2=ข, 1=ก}
[3=ค, 2=ข, 1=ก]
[3, 2, 1]
[ค ข ก]
ข้อยกเว้นในเธรด "main" java.lang.NullPointerException
ที่ java.util.Hashtable.put (ไม่ทราบแหล่งที่มา)
ที่ Sample.collections.MapSample.hashTableTest2(MapSample.java:61)
ที่ Sample.collections.MapSample.main(MapSample.java:11)

จะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าเมื่อเราพยายามแทรก null ลงใน hashtable จะมีการรายงานข้อยกเว้นของตัวชี้ null
เรียงลำดับแผนที่

การเรียงลำดับแผนที่ส่วนใหญ่อ้างถึง TreeMap ซึ่งมีความซับซ้อนของเวลา O(log(n)) เมื่อเพิ่ม ลบ และค้นหาองค์ประกอบ มันไม่ปลอดภัยสำหรับเธรด

คุณลักษณะของมันคล้ายกับ TreeSet มาก ดังนั้นฉันจะไม่ลงรายละเอียดที่นี่