集合架構與泛型
當我們使用陣列時，作大量資料的變動會需要做很多不必要的運算動作。所以JAVA設計集合的資料結構去做這些物件大量的變更。在集合的操作上，會將型別轉為Object存入集合中。
(1)集合繼承關係
(2) Collection方法
用來對集合的物件的基本操作
程式
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/*****************************************************************************************************************
* name : List 範例
* description: 實作add, isEmpty, remove, size, iterator方法
* author : Bryant
*****************************************************************************************************************/ |
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
public class Product {
public String name ;
public String id ;
public Double price ;
public Product(String name, String id, Double price){
this.name = name ;
this.id = id ;
this.price = price ;
}
@Override
public String toString() {
// TODO Auto-generated method stub
return "id:" + this.id + "\t name:"+this.name +"\t price:" + this.price +"\t\n" ;
}
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
List<Product> list = new LinkedList<Product>() ;
System.out.println("判斷是否為空物件:"+ list.isEmpty());
Product p1 = new Product("ipad", "K001", 299d) ;
Product p2 = new Product("iphone", "K101", 299d);
Product p3 = new Product("ipod", "K002", 299d);
Product p4 = new Product("imac", "K015", 500d);
list.add(p1) ;
list.add(p2) ;
list.add(p3) ;
list.add(p4) ;
System.out.println("加入ipad, iphone的產品資料:\n" + list.toString());
System.out.println("產品總計:"+list.size());
//移除資料例子
if(list.remove(p1)){
System.out.println("移除ipad的產品資料:"+ p1);
}else{
System.out.println("資料庫沒有資料");
}
System.out.println("目前的資料:\n" + list.toString());
//使用iterator
System.out.println("使用iterator集合走訪集合:");
Iterator<Product> it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.println(it.next()); //取出元素
}
}
} |
| Name |
Description |
| boolean hasNext() |
是否有下一個元素，若有回傳true |
| Obejct next() |
回傳下一個Object元素並指定下一個元素 |
| void remove() |
移除目前的元素 |
| Name |
Description |
| boolean hasMoreElements() |
是否有下一個Enumeration元素 |
| Object nextElement() |
回傳下一個Object元素並指定下一個元素 |
set介面是繼承Collection介面，set再加入元素時，會利用equal()方法來判斷加入元素內容使否重複，所以set不可以重複。實作: LinkedHashSet, HashSet, TreeSet
public interface Set extends Collection
(1) HashSet
HashSet元素不允許重複，利用hashCode()來當作 index-value，
/*****************************************************************************************************************
* name : HashSet範例
* description: 實作當我們建立重複的字串物件，結果hashSet不允許重複的元素
* author : Bryant
*****************************************************************************************************************/ |
public static void main(String[] args) {
// HashSet 不允許重複的元素
HashSet<String> hset = new HashSet<String>() ;
hset.add(new String("AAA")) ;
hset.add(new String("BBB")) ;
hset.add(new String("AAA")) ;
hset.add(new String("AAA")) ;
System.out.println("HashSet元素:");
for(String p : hset){
System.out.println(p);
}
Result:
HashSet元素:
BBB
AAA
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(2) LinkedHashSet類別
它是利用資料結構的doubly-linked相互連結，利用next、previous節點指向其他元素，它具有順序性。
/*****************************************************************************************************************
* name : LinkedHashSet範例
* description: 建立雙鏈結的集合
* author : Bryant
*****************************************************************************************************************/ |
public static void main(String[] args) {
System.out.println("LinkedHashSet元素:");
LinkedHashSet<Product> lhset = new LinkedHashSet<Product>() ;
lhset.add(new Product("ipad", "A001", 299.0)) ;
lhset.add(new Product("imac", "A101", 499.0)) ;
lhset.add(new Product("ipod", "A021", 100.0)) ;
for(Product p : lhset){
System.out.println(p);
}
} |
(3) SortedSet介面
利用紅黑數的資料結構來實作，
/*****************************************************************************************************************
* name : SortedSet範例
* description: 建立TreeSet具有排序性
* author : Bryant
*****************************************************************************************************************/ |
public static void main(String[] args) {
//SortedSet 搜尋件
System.out.println("SortedSet元素:");
TreeSet<String> sts = new TreeSet<String>() ;
sts.add("A") ;
sts.add("F") ;
sts.add("B") ;
sts.add("E") ;
Iterator<String> it = sts.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.println(it.next());
}
}
|
List集合使用的方式相似陣列的使用方式，利用索引來找到該元素。它也是繼承collection介面，所以可以利用Collections的類別來做操作。
| Name |
Description |
boolean add(E e) |
將物件加入到目前集合中 |
boolean addAll(Collection<? extends E> c) |
將集合物件加入到目前集合中 |
|
Object get(int index) |
利用索引取出物件 |
|
int indexOf(Object o) |
回傳物件的索引值，如果沒有找到回傳-1，否則回傳該物件的索引值 |
|
Object remove(int index) |
回傳被移除的物件 |
|
List<E> subList(int from, int to) |
|
回傳子List |
(1)ArrayList
/*****************************************************************************************************************
* name : List 範例
* description: 實作List方法
* author : Bryant
*****************************************************************************************************************/ |
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
ArrayList<Product> aList = new ArrayList<Product>() ;
aList.add(new Product("ipad", "A001", 299.0)) ;
aList.add(new Product("imac", "A101", 499.0)) ;
aList.add(new Product("ipod", "A021", 100.0)) ;
System.out.println("元素列表:");
for(int i=0 ; i < aList.size();i++){
System.out.println(aList.get(i));
}
int index = aList.indexOf(aList.get(1));
System.out.println("imac index:"+index);
aList.remove(aList.get(1));
System.out.println("元素列表:");
for(int i=0 ; i < aList.size();i++){
System.out.println(aList.get(i));
}
}
|
(2) Vector
當你需要考慮到資料需要做同步時，我們可以利用Vector作物件的集合。
/*****************************************************************************************************************
* name : Vector 範例
* description: 實作vector
* author : Bryant
*****************************************************************************************************************/ |
public static void main(String[] args) {
//Vector
System.out.println("建立Vector集合:");
Vector<String> vec = new Vector<String>() ;
vec.add("Jack") ;
vec.add("Bryant") ;
vec.add("VIVI");
Iterator<String> it = vec.iterator() ;
while(it.hasNext()){
System.out.println(it.next());
}
}
|
Queue是一種先進先出(FIFO, first-in-first-out)的集合，利用offer()和poll()兩個方法
| Name |
Description |
| boolean offer(E e) |
加入一個特定的物件，成功為true，否為false |
| E peek() |
依序取出元素，但不移除該元素，當為空物件，回傳null |
| E element() |
依序取出元素 |
| E poll() |
依序取出元素 |
| E remove() |
移除元素 |
/*****************************************************************************************************************
* name : Queue範例
* description: Queue的走訪實作
* author : Bryant
*****************************************************************************************************************/ |
public static void main(String[] args) {
Queue<String> loginSequence = new LinkedList<String>();
loginSequence.add("Jack");
loginSequence.add("Hask");
loginSequence.add("Lkk");
loginSequence.add("Lennon");
System.out.println("The login sequence is: " + loginSequence);
while(!loginSequence.isEmpty())
System.out.println( loginSequence.poll());
}
}
|
Map是一種key-value的方式去儲存物件集合，但是key不可重複，Map: Hashtable, HashMap
| Name |
Description |
boolean add(E e) |
將物件加入到目前集合中 |
boolean addAll(Collection<? extends E> c) |
將集合物件加入到目前集合中 |
| Object get(int index) |
利用索引取出物件 |
| int indexOf(Object o) |
回傳物件的索引值，如果沒有找到回傳-1，否則回傳該物件的索引值 |
| Object remove(int index) |
回傳被移除的物件 |
| List<E> subList(int from, int to) |
|
回傳子List |
(1)Hashtable
Hashtable的鍵與值不得置入null。
/*****************************************************************************************************************
* name : Hashtable範例
* description: 實作Hashtable，且鍵為null時
* author : Bryant
*****************************************************************************************************************/ |
public static void main(String[] args) {
// Hashtable
Hashtable<String, String> htable = new Hashtable<>();
htable.put("K01", "ASUS") ;
htable.put(null, "ACER") ;
htable.put("K02", "APPLE") ;
htable.put("K04", "HP") ;
System.out.println("電腦品牌:");
System.out.println("K01 =>" + hmap.get("K01"));
System.out.println("K01 =>" + hmap.get("K02"));
}
結果:
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
at java.util.Hashtable.hash(Unknown Source)
at java.util.Hashtable.put(Unknown Source)
at Example.MapEx.main(MapEx.java:25)
|
(2)HashMap
hashmap可以容許鍵或值是null，它是一種thread-safe
/*****************************************************************************************************************
* name : HashMap範例
* description: 實作HashMap，且鍵為null時
* author : Bryant
*****************************************************************************************************************/ |
public static void main(String[] args) {
HashMap hmap = new HashMap<>();
hmap.put("K01", "ASUS") ;
hmap.put("K02", "ACER") ;
hmap.put("K03", "APPLE") ;
hmap.put("K03", "HP") ; //會蓋掉前面的值
hmap.put(null, "ACER") ;
System.out.println(hmap.toString());
System.out.println("K01 =>" + hmap.get("K01"));
System.out.println("K01 =>" + hmap.get(null));
}
結果:
{null=ACER, K03=HP, K02=ACER, K01=ASUS}
K01 =>ASUS
K01 =>ACER |
(3) LinkedMap
LinkedMap會依照次序將元素加入集合中，
/*****************************************************************************************************************
* name : LinkedMap範例
* description: 實作LinkedMap，且鍵為null時
* author : Bryant
*****************************************************************************************************************/ |
public static void main(String[] args) {
//LinkedHashMap
LinkedHashMap<String, Product[]> linkedMap = new LinkedHashMap<String,Product[]>() ;
Product p1 = new Product("ipad", "K001", 299d) ;
Product p2 = new Product("iphone", "K101", 199d);
Product p3 = new Product("ipod", "K002", 399d);
Product p4 = new Product("imac", "K015", 500d);
Product[] group1 = {p1, p2} ;
Product[] group2 = {p3, p4} ;
linkedMap.put("建國路分店", group1) ;
linkedMap.put("中正路分店", group2) ;
System.out.println("建國路分店 =>" + Arrays.toString(linkedMap.get("建國路分店")));
System.out.println("中正路分店 =>" + Arrays.toString(linkedMap.get("中正路分店")));
}
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(4) SortedMap介面
TreeMap實作SortedMap具有排序性
/*****************************************************************************************************************
* name : SortedMap範例
* description: 實作TreeMap依靠鍵值作排序
* author : Bryant
*****************************************************************************************************************/ |
public static void main(String[] args) {
// SortedMap
TreeMap<Integer, String> treeMap = new TreeMap<Integer, String>() ;
treeMap.put(1, "Jack");
treeMap.put(6, "Vivi");
treeMap.put(2, "Jock");
treeMap.put(5, "Blackhaker");
System.out.println("SortedMap : ");
System.out.println(treeMap.toString());
}
結果:
SortedMap :
{1=Jack, 2=Jock, 5=Blackhaker, 6=Vivi}
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- Comparable and Comparator Interfaces
Compareable和Comparator介面常用來比較相似的物件，例如當我有一組的產品的物件，你如何去比較這些產品物件。
int compareTo(Element that)
return 1 if current object > passed object
return 0 if current object == passed object
return -1 if current object < passed object
(1) 實作Comparable
在實作Comparable時，必須要override compareTo的方法，
/*****************************************************************************************************************
* name : Comparable範例
* description: 實作產品排序由大到小
* author : Bryant
*****************************************************************************************************************/ |
public class Product implements Comparable<Product>{
public String name ;
public String id ;
public Double price ;
public Product(String name, String id, Double price){
this.name = name ;
this.id = id ;
this.price = price ;
}
@Override
public String toString() {
// TODO Auto-generated method stub
return "id:" + this.id + "\t name:"+this.name +"\t price:" + this.price +"\t\n" ;
}
public static void main(String[] args) {
List<Product> list = new LinkedList<Product>() ;
Product p1 = new Product("ipad", "K001", 299d) ;
Product p2 = new Product("iphone", "K101", 299d);
Product p3 = new Product("ipod", "K002", 299d);
Product p4 = new Product("imac", "K015", 500d);
list.add(p1) ;
list.add(p2) ;
list.add(p3) ;
list.add(p4) ;
Iterator<Product> it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.println(it.next()); //取出元素
}
System.out.println("排序後的物件");
TreeSet<Product> tree = new TreeSet<>(list) ;
it = tree.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.println(it.next()); //取出元素
}
}
@Override
public int compareTo(Product that) {
// TODO Auto-generated method stub
if(this.id.compareTo(that.id)>=1)
return -1;
else if(this.id.compareTo(that.id)==0)
return 0 ;
else
return 1 ;
}
}
|
(2)實作Comparator
如果你不想要更改Product物件的比較方式，你可以實作comparator的方式去實作排序。
/*****************************************************************************************************************
* name : Comparator範例
* description: 建立排序產品價錢有小到大
* author : Bryant
*****************************************************************************************************************/ |
public class ProdcutComparator implements Comparator<Product>{
@Override
public int compare(Product o1, Product o2) {
// TODO Auto-generated method stub
return o1.price.compareTo(o2.price);
}
}
|
/*****************************************************************************************************************
* name : Comparator範例
* description: 建立排序產品價錢有小到大
* author : Bryant
*****************************************************************************************************************/ |
public class Product implements Comparable<Product>{
public String name ;
public String id ;
public Double price ;
public Product(String name, String id, Double price){
this.name = name ;
this.id = id ;
this.price = price ;
}
@Override
public String toString() {
// TODO Auto-generated method stub
return "id:" + this.id + "\t name:"+this.name +"\t price:" + this.price +"\t\n" ;
}
public static void main(String[] args) {
List<Product> list = new LinkedList<Product>() ;
Product p1 = new Product("ipad", "K001", 299d) ;
Product p2 = new Product("iphone", "K101", 199d);
Product p3 = new Product("ipod", "K002", 399d);
Product p4 = new Product("imac", "K015", 500d);
list.add(p1) ;
list.add(p2) ;
list.add(p3) ;
list.add(p4) ;
Iterator<Product> it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.println(it.next()); //取出元素
}
System.out.println("排序後的物件");
Collections.sort(list, new ProdcutComparator());
it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.println(it.next()); //取出元素
}
}
@Override
public int compareTo(Product that) {
// TODO Auto-generated method stub
if(this.id.compareTo(that.id)>=1)
return -1;
else if(this.id.compareTo(that.id)==0)
return 0 ;
else
return 1 ;
}
}
結果:
id:K001 name:ipad price:299.0
id:K101 name:iphone price:199.0
id:K002 name:ipod price:399.0
id:K015 name:imac price:500.0
排序後的物件
id:K101 name:iphone price:199.0
id:K001 name:ipad price:299.0
id:K002 name:ipod price:399.0
id:K015 name:imac price:500.0
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(3)比較
| Comparable |
Comparator |
| 通常會使用預設的比較方式 |
實作自訂的比較方式 |
| 實作Comparable方法，不需要跟物件類別分開 |
實作d |
Collections為公用函式，收集在java.lang.Object，可作為集合資料的處理。
| Name |
Description |
| boolean addAll( Collection <? super T> c, T elements) |
加入集合 |
| Queue asLifoQueue(Deque<T> deque) |
回傳Deque集合 |
| int binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key) |
搜尋串列回傳符合該物件的位置 |
| int binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key,Comparator<? super T> c ) |
搜尋串列回傳符合該物件的位置，第三個參數可以使用自定排序方法 |
| List<E> checkedList(List<E> list, Class<E> type) |
傳回隨機的Map集合 |
| Map<K,V> checkedMap(Map<K,V> m, Class<K> keyType, Class<V> valueType) |
傳回隨機的List集合 |
| Set<E>checkedSet(Set<E> s, Class<E> type) |
傳回隨機的Set集合 |
SortedMap<K,V>
checkedSortedMap(SortedMap<K,V> m, Class<K> keyType, Class<V> valueType)
|
傳回隨機的SortedMap集合 |
| void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) |
複製List另一個List集合 |
| Enumeration<T> enumeration(Collection<T> c) |
回傳enumeration |
| ArrayList<T> list(Enumeration<T> e) |
回傳一個ArrayList集合 |
| T max(Collection<? extends T> coll) |
找出最大值 |
| T max(Collection<? extends T> coll, Comparator<? super T> comp) |
找出最大值，第二個參數可以使用自定排序方法 |
| T min(Collection<? extends T> coll) |
找出最小值 |
| T min(Collection<? extends T> coll, Comparator<? super T> comp) |
找出最小值，第二個參數可以使用自定排序方法 |
| static void reverse(List<?> list) |
反向排序 |
| static void shuffle(List<?> list) |
亂數排序 |
| void sort(List<T> list) |
排序 |
| void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c) |
|
(1) 基本泛型概念
Java 5.0 所提供的泛型是指廣泛的使用型別，在5.0之前通常會用Object來解決需要泛型的實作，會用到泛型來解決問題，
通常是一個邏輯或是程序相同，只是資料型態不同而已，在5.0之前可以利用
Object來解決這個問題或是
利用泛型不需要因為資料型態不同而去實作很多的類別檔案出來。
/*****************************************************************************************************************
* name : Object範例
* description: 使用Object來當作泛行使用
* author : Bryant
*****************************************************************************************************************/ |
public class Operator {
private Object obj ;
public void setObj(Object obj){
this.obj = obj;
}
public Object getobj(){
return this.obj ;
}
public static void main(String[] args) {
Operator op1 = new Operator() ;
Operator op2 = new Operator() ;
op1.setObj(10);
op2.setObj(20f);
Integer i1 = (Integer)op1.getobj() ;
Integer i2 = (Integer)op2.getobj() ; //出現錯誤，因為20f為浮點數
Integer sum = i1 + i2 ;
System.out.println("sum:"+sum);
}
}
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.Float cannot be cast to java.lang.Integer
at Example.Operator.main(Operator.java:21)
|
/*****************************************************************************************************************
* name : 泛型
* description: 實作泛型
* author : Bryant
*****************************************************************************************************************/ |
public class Pair<T1, T2> {
T1 obj1;
T2 obj2;
Pair(T1 one, T2 two) {
obj1 = one;
obj2 = two;
}
public T1 getFirst() {
return obj1;
}
public T2 getSecond() {
return obj2;
}
public static void main(String[] args) {
Pair<Integer, Integer> pair = new Pair<Integer, Integer>(100, 100);
Integer sum = pair.getFirst() + pair.getSecond();
System.out.println("Sum:"+sum);
}
}
|
Ex :
哪幾種在編譯上或執行上不會出現error
1. List<Integer> intList = new List<Integer>();
2. List<Integer> intList = new ArrayList<Integer>(); (O)
3. List<Number> intList = new ArrayList<Integer>();
4. List<Integer> intList = new ArrayList<Number>();
(2)Diamond 鑽石
1. List<Integer> intList = new ArrayList<Integer>();
2. List<Integer> intList = new ArrayList<>(); //JAVA 7.0新增Diamond的寫法，
第一個和第二個是相同的，
Diamond寫法編譯器會將左邊的型別自動去推算右邊的型別。
Ex: 下列宣告的效果都是一樣
List<Integer> intList = new ArrayList<Integer>();
List<Integer> intList = new ArrayList<>();
List<Integer> intList = new ArrayList();
(3) 泛型的限制
1. 泛型不可以接受基本型別的宣告(int, double, float....)
2. Iterator 支援泛型結構
3. 使用<?>來完成萬用泛型，
List<Object> 跟 List<?>不太一樣，List<?>是任何List的supertype
泛型的資料型態Autoboxing/Unboxing
/*****************************************************************************************************************
* name : 泛型範例
* description: Autoboxing 和 Unboxing
* author : Bryant
*****************************************************************************************************************/ |
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
Vector<Integer> vec = new Vector() ;
vec.add(200) ; //自動封裝為Integer
vec.add(500) ; // 自動封裝為Integer
for( int i : vec){ // Unboxing
System.out.println(" number: "+i);
}
}
|
