《Java核心技术（卷1）》笔记：第9章 集合

集合

1. （P 365）Enumeration接口提供了一种用于访问任意容器中各个元素的抽象机制

2. （P 367）队列接口：Queue

   public interface Queue<E> {
       void add(E element);
       E remove();
       int size();
   }
   

   • 循环数组队列：ArrayQueue（有界集合，容量有限）
   • 链表队列：LinkedList
   • 其他：AbstractQueue（用于扩展实现自己的队列）

3. （P 368）集合接口：Collection

   public interface Collection<E> {
       boolean add(E element);
       Iterator<E> iterator();
       ...
   }
   

   实现自己的接口时，可以继承AbstractCollection（P 371）

4. （P 368）迭代器接口：Iterator

   public interface Iterator<E> {
       E next();
       boolean hasNext();
       void remove();	// 删除上次调用next方法时返回的对象
       default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action);
   }
   

5. （P 369）for-each循环可以处理任何实现了Iterable接口的对象（Collection接口扩展了Iterable接口）

   public interface Iterable<E> {
       Iterator<E> iterator();
       ...
   }
   

6. （P 373）集合框架的接口

   graph TD Iterable --> Collection Collection --> List Collection --> Set Collection --> Queue Set --> SortedSet SortedSet --> NavigableSet Map --> SortedMap SortedMap --> NavigableMap Iterator --> ListIterator RandomAccess

7. （P 374）集合的两个基本接口：Collection和Map

8. （P 374）ListIterator接口是Iterator的子接口，其定义了一个方法用于在迭代器位置前面增加一个元素

9. （P 374）RandomAccess接口：标记接口，用于测试一个特定的集合是否支持高效的随机访问

10. （P 375）SortedSet和SortedMap接口会提供用于排序的比较器对象，这两个接口定义了可以得到集合子集视图的方法
    NavigableSet和NavigableMap包含一些用于搜索和遍历有序集和映射的方法

TreeSet和TreeMap实现了这些接口

11. （P 376）集合中的框架类

    graph TD AbstractCollection --> AbstractList AbstractCollection --> AbstractSet AbstractCollection --> AbstractQueue AbstractCollection --> ArrayQueue AbstractList --> AbstractSequentialList AbstractList --> ArrayList AbstractSequentialList --> LinkedList AbstractSet --> HashSet AbstractSet --> EnumSet AbstractSet --> TreeSet HashSet --> LinkedHashSet AbstractQueue --> PriorityQueue
    graph TD AbstractMap --> HashMap AbstractMap --> TreeMap AbstractMap --> EnumMap AbstractMap --> WeakHashMap AbstractMap --> IdentityHashMap HashMap --> LinkedHashMap

12. （P 384）ArrayList是异步的，Vector是同步的

13. （P 385）hashCode方法应与equals方法兼容，即如果a.equals(b)为true，则a与b必须有相同的散列码

14. （P 385）Java中，散列表用链表数组实现（Java 8中，使用平衡二叉树代替）

15. （P 388）要使用树集，必须能够比较元素。这些元素必须实现Comparable接口，或者构造集时必须提供一个Comparator。树的排序顺序必须是全序，任意两个元素都必须是可比的，并且只有在两个元素相等时结果才为0

16. （P 391）双端队列接口：Deque

    • 实现类：ArrayDeque、LinkedList

17. （P 392）优先队列（Priority queue）中的元素可以按照任意的顺序插入，但会按照有序的顺序进行检索

    • 典型用法：任务调度

18. （P 393）PriorityQueue与TreeSet的迭代不同，它并不是按照有序顺序来访问元素。不过，删除操作却总是删除剩余元素中最小的那个元素

映射

1. （P 394）如果对同一个键调用两次put方法，第二个值就会取代第一个值，put将返回与这个键参数关联的上一个值

2. （P 394）迭代处理映射的键和值：

   map.forEach((k, v) -> { ... });
   

3. （P 397）putIfAbsent方法：只有当键原先不存在（或者映射到null）时，才会放入一个值

4. （P 397）merge方法：

   map.merge(word, 1, Integer::sum);
   // 相当于
   map.putIfAbsent(word, 0);
   map.put(word, map.get(word) + 1);
   

5. （P 398）3种映射视图：

   • 键集：Set<K> keySet()
   • 值集合（不是一个集）：Collection<V> values()
   • 键/值对集：Set<Map.Entry<K, V>> entrySet()

6. （P 399）WeakHashMap：当对键的唯一引用来自散列表映射条目时，这个数据结构将与垃圾回收器协同工作一起删除键/值对

7. （P 400）LinkedHashSet和LinkedHashMap类会记住插入元素项的顺序

8. （P 401）EnumSet是一个枚举类型元素集的高效实现，内部用位序列实现。其没有构造器，需要使用静态工厂方法构造这个集：

   enum Weekday { MONDAY, TUESDAY, ... , SUNDAY};
   EnumSet<WeekDay> always = EnumSet.allOf(Weekday.class);
   EnumSet<WeekDay> none = EnumSet.noneOf(Weekday.class);
   EnumSet<WeekDay> workday = EnumSet.range(Weekday.MONDAY, Weekday.FRIDAY);
   EnumSet<WeekDay> mwf = EnumSet.of(Weekday.MONDAY, Weekday.WEDNESDAY, Weekday.FRIDAY);
   

9. （P 401）EnumMap是一个键类型为枚举类型的映射，它可以直接且高效的实现为一个值数组

   var personInCharge = new EnumMap<Weekday, Employee>(Weekday.class);
   

10. （P 402）IdentityHashMap类中，键的散列值不是用hashCode函数计算的，而是用System.identityHashCode方法计算的。在对两个对象进行比较时，IdentityHashMap类使用==，而不是用equals

11. （P 403）视图（view）：例如keySet方法返回一个实现了Set接口的类对象（这个对象不是新创建的），由这个类的方法操纵原映射，这种集合称为视图

    • 小集合
    • 子范围视图
    • 不可修改的视图
    • 同步视图
    • 检查型视图

12. （P 404）小集合（它的对象是不可修改的）：

    List<String> names = List.of("Peter", "Paul", "Mary");	// 任意个参数
    Set<Integer> numbers = Set.of(2, 3, 5);	// 任意个参数
    Map<String, String> scores = Map.of("Peter", 2, "Paul", 3, "Mary", 5);	// 0 ~ 10对参数
    Map<String, String> scores = Map.ofEntries(
        Map.entry("Peter", 2),
        Map.entry("Paul", 3),
        Map.entry("Mary", 4)
    );	// 任意个参数
    

    List<String> settings = Collections.nCopies(100, "DEFAULT");// 返回一个看起来像存储了100个字符串的List，实际上只存储了1个，减小开销
    

13. （P 405）子范围：

    List<Employee> group2 = staff.subList(10, 20);	// 取staff的第10~19个元素
    group2.clean();	// group2被清空，staff相应的元素也被清除
    

算法

1. （P 412）排序：Java中的排序采用的是归并排序，比快速排序慢一些，但优点是归并排序是稳定的（不会改变相等元素的顺序）

   var staff = new LinkedList<Employee>();
   ...
   // 排序
   Collections.sort(staff);
   // 按员工工资排序
   staff.sort(Comparator.comparingDouble(Employee::getSalary));
   // 降序排序
   staff.sort(Comparator.reverseOrder());
   // 按员工工资降序排序
   staff.sort(Comparator.comparingDouble(Employee::getSalary).reversed());
   

2. （P 413）打乱元素顺序：

   Collections.shuffle(cards);
   

3. （P 414）二分查找：binarySearch方法，待查找的集合必须能够随机访问，否则（例如提供一个链表）将失去意义，退化为线性查找

   i = Collections.binarySearch(c, element);
   i = Collections.binarySearch(c, element, comparator);
   

   返回值：

   • 非负值：匹配对象的索引

   • 负值：查找失败，可以根据此值计算出element插入到集合中的位置

     insertionPoint = -i - 1;
     

4. （P 415）简单算法（详见API文档）

   • 查找集合中的最大元素
   • 将一个列表中的元素复制到另外一个列表中
   • 用一个常量值填充容器
   • 逆置一个列表的元素顺序

5. （P 417）批操作（详见API文档）

   coll1.removeAll(coll2);	// 从coll1中删除coll2中出现的所有元素
   cool1.retainAll(coll2);	// 从coll1中删除所有未在coll2中出现的元素
   

6. （P 418）集合与数组的转换

   // 数组转集合
   String[] values = ...;
   var staff = new HashSet<>(List.of(values));
   // 集合转数组
   String[] values = staff.toArray(new String[0]);
   

7. （P 420）集合框架中的遗留类

   graph TD List --> AbstractList AbstractList --> Vector Vector --> Stack RandomAccess --> Vector Map --> Hashtable Hashtable --> Properties

8. （P 421）属性映射（property map）是一个特殊的映射结构，具有3个特性：

   • 键与值都是字符串
   • 这个映射可以很容易地保存到文件以及从文件加载
   • 有一个二级表存放默认值

9. （P 421）Properties使用：对于指定程序的配置选项很有用

   • 从文件加载

     Properties p = new Properties();
     InputStraem in = getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("filename.properties");
     p.load(in);
     in.close();
     ...
     

   • 保存到文件

     Properties p = new Properties();
     ...
     String path = getClass().getClassLoader().getResource("filename.properties").getPath();
     FileOutputStream out = new FileOutputStream(new File(path));
     p.store(out, "comment");
     out.close();
     

   • 读取属性

     String value = p.getProperty("key");
     

   • 写入属性

     p.setProperty("key", "value");