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  • java亚博优惠活动之关于 Java Collections API 您不知道的 5 件事

  • 2015-01-24 09:43 来源:未知

关于 Java Collections API 您不知道的 5 件事,第(相关java亚博优惠活动)1 部分

对于很多 Java 开发人员来说,Java Collections API 是标准 Java 数组及其所有缺点的一个非常需要的替代品。将 Collections 主要与 ArrayList 联系到一起本身没有错,但是对于那些有探索精神的人来说,这只是 Collections 的冰山一角。

1、? Collections 比数组好

刚接触 Java 技术的开发人员可能不知道,Java 语言最初包括数组,是为了应对上世纪 90 年代初期 C++ 开发人员对于性能方面的批评。从那时到现在,我们已经走过一段很长的路,如今,与 Java Collections 库相比,数组不再有性能优势。
例如,若要将数组的内容转储到一个字符串,需要迭代整个数组,然后将内容连接成一个 String;而 Collections 的实现都有一个可用的 toString() 实现。
除少数情况外,好的做法是尽快将遇到的任何数组转换成集合。于是问题来了,完成这种转换的最容易的方式是什么?事实证明,Java Collections API 使这种转换变得容易,如清单 1 所示:
清单 1. ArrayToList
import java.util.*;
?
public class ArrayToList
{
??? public static void main(String[] args)
??? {
??????? // This gives us nothing good
??????? System.out.println(args);
??????? 
????????// Convert args to a List of String
??????? List argList = Arrays.asList(args);
??????? 
????????// Print them out
??????? System.out.println(argList);
??? }
}
注意,返回的 List 是不可修改的,所以如果尝试向其中添加新元素将抛出一个 UnsupportedOperationException。
而且,由于 Arrays.asList() 使用 varargs 参数表示添加到 List 的元素,所以还可以使用它轻松地用以 new 新建的对象创建 List。

2、? 迭代的效率较低

将一个集合(特别是由数组转化而成的集合)的内容转移到另一个集合,或者从一个较大对象集合中移除一个较小对象集合,这些事情并不鲜见。
您也许很想对集合进行迭代,然后添加元素或移除找到的元素,但是不要这样做。
在此情况下,迭代有很大的缺点:
l? 每次添加或移除元素后重新调整集合将非常低效。
l? 每次在获取锁、执行操作和释放锁的过程中,都存在潜在的并发困境。
l? 当添加或移除元素时,存取集合的其他线程会引起竞争条件。
可以通过使用 addAll 或 removeAll,传入包含要对其添加或移除元素的集合作为参数,来避免所有这些问题。

3、? 用 for 循环遍历任何 Iterable

Java 5 中加入 Java 语言的最大的便利功能之一,增强的 for 循环,消除了使用 Java 集合的最后一道障碍。
以前,开发人员必须手动获得一个 Iterator,使用 next() 获得 Iterator 指向的对象,并通过 hasNext() 检查是否还有更多可用对象。从 Java 5 开始,我们可以随意使用 for 循环的变种,它可以在幕后处理上述所有工作。
实际上,这个增强适用于实现 Iterable 接口的任何对象,而不仅仅是 Collections。
清单 2 显示通过 Iterator 提供 Person 对象的孩子列表的一种方法。 这里不是提供内部 List 的一个引用 (这使 Person 外的调用者可以为家庭增加孩子 — 而大多数父母并不希望如此),Person 类型实现 Iterable。这种方法还使得 for 循环可以遍历所有孩子。
清单 2. 增强的 for 循环:显示孩子
// Person.java
import java.util.*;
?
public class Person
??? implements Iterable
{
??? public Person(String fn, String ln, int a, Person... kids)
??? {
??????? this.firstName = fn; this.lastName = ln; this.age = a;
??????? for (Person child : kids)
??????????? children.add(child);
??? }
??? public String getFirstName() { return this.firstName; }
??? public String getLastName() { return this.lastName; }
? ??public int getAge() { return this.age; }
??? 
????public Iterator iterator() { return children.iterator(); }
??? 
????public void setFirstName(String value) { this.firstName = value; }
??? public void setLastName(String value) { this.lastName = value; }
??? public void setAge(int value) { this.age = value; }
??? 
????public String toString() { 
????????return "[Person: " +
??????????? "firstName=" + firstName + " " +
??????????? "lastName=" + lastName + " " +
??????????? "age=" + age + "]";
??? }
??? 
????private String firstName;
??? private String lastName;
??? private int age;
??? private List children = new ArrayList();
}
?
// App.java
public class App
{
??? public static void main(String[] args)
??? {
??????? Person ted = new Person("Ted", "Neward", 39,
??????????? new Person("Michael", "Neward", 16),
??????????? new Person("Matthew", "Neward", 10));
?
??????? // Iterate over the kids
??????? for (Person kid : ted)
??????? {
??????????? System.out.println(kid.getFirstName());
??? ????}
??? }
}
在域建模的时候,使用 Iterable 有一些明显的缺陷,因为通过 iterator() 方法只能那么 “隐晦” 地支持一个那样的对象集合。但是,如果孩子集合比较明显,Iterable 可以使针对域类型的编程更容易,更直观。

4、? 经典算法和定制算法

您是否曾想过以倒序遍历一个 Collection?对于这种情况,使用经典的 Java Collections 算法非常方便。
在上面的 清单 2 中,Person 的孩子是按照传入的顺序排列的;但是,现在要以相反的顺序列出他们。虽然可以编写另一个 for 循环,按相反顺序将每个对象插入到一个新的 ArrayList 中,但是 3、4 次重复这样做之后,就会觉得很麻烦。
在此情况下,清单 3 中的算法就有了用武之地:
清单 3. ReverseIterator
public class ReverseIterator
{
??? public static void main(String[] args)
??? {
??????? Person ted = new Person("Ted", "Neward", 39,
??????????? new Person("Michael", "Neward", 16),
??????????? new Person("Matthew", "Neward", 10));
?
??????? // Make a copy of the List
??????? List kids = new ArrayList(ted.getChildren());
??????? // Reverse it
??????? Collections.reverse(kids);
??????? // Display it
??????? System.out.println(kids);
??? }
}
Collections 类有很多这样的 “算法”,它们被实现为静态方法,以 Collections 作为参数,提供独立于实现的针对整个集合的行为。
而且,由于很棒的 API 设计,我们不必完全受限于 Collections 类中提供的算法 — 例如,我喜欢不直接修改(传入的 Collection 的)内容的方法。所以,可以编写定制算法是一件很棒的事情,例如清单 4 就是一个这样的例子:
清单 4. ReverseIterator 使事情更简单
class MyCollections
{
??? public static  List reverse(List src)
??? {
??????? List results = new ArrayList(src);
??????? Collections.reverse(results);
??????? return results;
??? }
}

5、? 扩展 Collections API

以上定制算法阐释了关于 Java Collections API 的一个最终观点:它总是适合加以扩展和修改,以满足开发人员的特定目的。
例如,假设您需要 Person 类中的孩子总是按年龄排序。虽然可以编写代码一遍又一遍地对孩子排序(也许是使用 Collections.sort 方法),但是通过一个 Collection 类来自动排序要好得多。
实际上,您甚至可能不关心是否每次按固定的顺序将对象插入到 Collection 中(这正是 List 的基本原理)。您可能只是想让它们按一定的顺序排列。
java.util 中没有 Collection 类能满足这些需求,但是编写一个这样的类很简单。只需创建一个接口,用它描述 Collection 应该提供的抽象行为。对于 SortedCollection,它的作用完全是行为方面的。
清单 5. SortedCollection
public interface SortedCollection extends Collection
{
??? public Comparator getComparator();
??? public void setComparator(Comparator comp);
}
编写这个新接口的实现简直不值一提:
清单 6. ArraySortedCollection
import java.util.*;
?
public class ArraySortedCollection
??? implements SortedCollection, Iterable
{
??? private Comparator comparator;
??? private ArrayList list;
??????? 
????public ArraySortedCollection(Comparator c)
??? {
??????? this.list = new ArrayList();
??????? this.comparator = c;
??? }
??? public ArraySortedCollection(Collection src, Comparator c)
??? {
??????? this.list = new ArrayList(src);
??????? this.comparator = c;
??????? sortThis();
??? }
?
??? public Comparator getComparator() { return comparator; }
??? public void setComparator(Comparator cmp) { comparator = cmp; sortThis(); }
??? 
????public boolean add(E e)
??? { boolean r = list.add(e); sortThis(); return r; }
??? public boolean addAll(Collection ec) 
????{ boolean r = list.addAll(ec); sortThis(); return r; }
??? public boolean remove(Object o)
??? { boolean r = list.remove(o); sortThis(); return r; }
??? public boolean removeAll(Collection c)
??? { boolean r = list.removeAll(c); sortThis(); return r; }
??? public boolean retainAll(Collection ec)
??? { boolean r = list.retainAll(ec); sortThis(); return r; }
??? 
????public void clear() { list.clear(); }
??? public boolean contains(Object o) { return list.contains(o); }
??? public boolean containsAll(Collection  c) { return list.containsAll(c); }
??? public boolean isEmpty() { return list.isEmpty(); }
??? public Iterator iterator() { return list.iterator(); }
??? public int size() { return list.size(); }
??? public Object[] toArray() { return list.toArray(); }
??? public  T[] toArray(T[] a) { return list.toArray(a); }
??? 
????public boolean equals(Object o)
??? {
??????? if (o == this)
??????????? return true;
??????? 
????????if (o instanceof ArraySortedCollection)
??????? {
??????????? ArraySortedCollection rhs = (ArraySortedCollection)o;
??????????? return this.list.equals(rhs.list);
??????? }
??????? 
????????return false;
??? }
??? public int hashCode()
??? {
??????? return list.hashCode();
??? }
??? public String toString()
??? {
??????? return list.toString();
??? }
??? 
????private void sortThis()
??? {
??????? Collections.sort(list, comparator);
??? }
}
这个实现非常简陋,编写时并没有考虑优化,显然还需要进行重构。但关键是 Java Collections API 从来无意将与集合相关的任何东西定死。它总是需要扩展,同时也鼓励扩展。
当然,有些扩展比较复杂,例如 java.util.concurrent 中引入的扩展。但是另一些则非常简单,只需编写一个定制算法,或者已有 Collection 类的简单的扩展。
扩展 Java Collections API 看上去很难,但是一旦开始着手,您会发现远不如想象的那样难。
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