Java集合框架(三)

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3.6. LinkedHashSet

LinkedHashSet扩展HashSet。如果想跟踪添加给HashSet的元素的顺序,LinkedHashSet实现会有帮助。LinkedHashSet的迭代器按照元素的插入顺序来访问各个元素。它提供了一个可以快速访问各个元素的有序集合。同时,它也增加了实现的代价,因为哈希表元中的各个元素是通过双重链接式列表链接在一起的。

(1)  LinkedHashSet(): 构建一个空的链接式哈希集

(2) LinkedHashSet(Collection c): 构建一个链接式哈希集,并且添加集合c中所有元素

(3) LinkedHashSet(int initialCapacity): 构建一个拥有特定容量的空链接式哈希集

(4) LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor): 构建一个拥有特定容量和加载因子的空链接式哈希集。LoadFactor是0.0至1.0之间的一个数

『为优化HashSet空间的使用,您可以调优初始容量和负载因子。TreeSet不包含调优选项,因为树总是平衡的。』

4. Map接口

Map接口不是Collection接口的继承。Map接口用于维护键/值对(key/value pairs)。该接口描述了从不重复的键到值的映射。

(1)  添加、删除操作:

Object put(Object key, Object value): 将互相关联的一个关键字与一个值放入该映像。如果该关键字已经存在,那么与此关键字相关的新值将取代旧值。方法返回关键字的旧值,如果关键字原先并不存在,则返回null

Object remove(Object key): 从映像中删除与key相关的映射

void putAll(Map t): 将来自特定映像的所有元素添加给该映像

void clear(): 从映像中删除所有映射

『键和值都可以为null。但是,您不能把Map作为一个键或值添加给自身。』

(2)  查询操作:

Object get(Object key): 获得与关键字key相关的值,并且返回与关键字key相关的对象,如果没有在该映像中找到该关键字,则返回null

boolean containsKey(Object key): 判断映像中是否存在关键字key

boolean containsValue(Object value): 判断映像中是否存在值value

int size(): 返回当前映像中映射的数量

boolean isEmpty() :判断映像中是否有任何映射

(3)  视图操作 :处理映像中键/值对组

Set keySet(): 返回映像中所有关键字的视图集

『因为映射中键的集合必须是唯一的,您用Set支持。你还可以从视图中删除元素,同时,关键字和它相关的值将从源映像中被删除,但是你不能添加任何元素。』

Collection values():返回映像中所有值的视图集

『因为映射中值的集合不是唯一的,您用Collection支持。你还可以从视图中删除元素,同时,值和它的关键字将从源映像中被删除,但是你不能添加任何元素。』

Set entrySet(): 返回Map.Entry对象的视图集,即映像中的关键字/值对

『因为映射是唯一的,您用Set支持。你还可以从视图中删除元素,同时,这些元素将从源映像中被删除,但是你不能添加任何元素。』

4.1. Map.Entry接口

Map的entrySet()方法返回一个实现Map.Entry接口的对象集合。集合中每个对象都是底层Map中一个特定的键/值对。

通过这个集合的迭代器,您可以获得每一个条目(唯一获取方式)的键或值并对值进行更改。当条目通过迭代器返回后,除非是迭代器自身的remove()方法或者迭代器返回的条目的setValue()方法,其余对源Map外部的修改都会导致此条目集变得无效,同时产生条目行为未定义。

(1)  Object getKey(): 返回条目的关键字

(2)  Object getValue(): 返回条目的值

(3)  Object setValue(Object value): 将相关映像中的值改为value,并且返回旧值

4.2. SortedMap接口

“集合框架”提供了个特殊的Map接口:SortedMap,它用来保持键的有序顺序。

SortedMap接口为映像的视图(子集),包括两个端点提供了访问方法。除了排序是作用于映射的键以外,处理SortedMap和处理SortedSet一样。

    添加到SortedMap实现类的元素必须实现Comparable接口,否则您必须给它的构造函数提供一个Comparator接口的实现。TreeMap类是它的唯一一份实现。

『因为对于映射来说,每个键只能对应一个值,如果在添加一个键/值对时比较两个键产生了0返回值(通过Comparable的compareTo()方法或通过Comparator的compare()方法),那么,原始键对应值被新的值替代。如果两个元素相等,那还好。但如果不相等,那么您就应该修改比较方法,让比较方法和 equals() 的效果一致。』

(1) Comparator comparator(): 返回对关键字进行排序时使用的比较器,如果使用Comparable接口的compareTo()方法对关键字进行比较,则返回null

(2) Object firstKey(): 返回映像中第一个(最低)关键字

(3) Object lastKey(): 返回映像中最后一个(最高)关键字

(4) SortedMap subMap(Object fromKey, Object toKey): 返回从fromKey(包括)至toKey(不包括)范围内元素的SortedMap视图(子集)

(5) SortedMap headMap(Object toKey): 返回SortedMap的一个视图,其内各元素的key皆小于toKey

(6) SortedSet tailMap(Object fromKey): 返回SortedMap的一个视图,其内各元素的key皆大于或等于fromKey

4.3. AbstractMap抽象类

和其它抽象集合实现相似,AbstractMap 类覆盖了equals()和hashCode()方法以确保两个相等映射返回相同的哈希码。如果两个映射大小相等、包含同样的键且每个键在这两个映射中对应的值都相同,则这两个映射相等。映射的哈希码是映射元素哈希码的总和,其中每个元素是Map.Entry接口的一个实现。因此,不论映射内部顺序如何,两个相等映射会报告相同的哈希码。

4.4. HashMap类和TreeMap

“集合框架”提供两种常规的Map实现:HashMap和TreeMap (TreeMap实现SortedMap接口)。在Map 中插入、删除和定位元素,HashMap 是最好的选择。但如果您要按自然顺序或自定义顺序遍历键,那么TreeMap会更好。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和equals()的实现。

这个TreeMap没有调优选项,因为该树总处于平衡状态。

4.4.1. HashMap

为了优化HashMap空间的使用,您可以调优初始容量和负载因子。

(1)  HashMap(): 构建一个空的哈希映像

(2)  HashMap(Map m): 构建一个哈希映像,并且添加映像m的所有映射

(3)  HashMap(int initialCapacity): 构建一个拥有特定容量的空的哈希映像

(4)  HashMap(int initialCapacity, float loadFactor): 构建一个拥有特定容量和加载因子的空的哈希映像

4.4.2. TreeMap

TreeMap没有调优选项,因为该树总处于平衡状态。

(1) TreeMap():构建一个空的映像树

(2) TreeMap(Map m): 构建一个映像树,并且添加映像m中所有元素

(3) TreeMap(Comparator c): 构建一个映像树,并且使用特定的比较器对关键字进行排序

(4)  TreeMap(SortedMap s): 构建一个映像树,添加映像树s中所有映射,并且使用与有序映像s相同的比较器排序

4.5. LinkedHashMap

       LinkedHashMap扩展HashMap,以插入顺序将关键字/值对添加进链接哈希映像中。象LinkedHashSet一样,LinkedHashMap内部也采用双重链接式列表。

(1)  LinkedHashMap(): 构建一个空链接哈希映像

(2)    LinkedHashMap(Map m): 构建一个链接哈希映像,并且添加映像m中所有映射

(3) LinkedHashMap(int initialCapacity): 构建一个拥有特定容量的空的链接哈希映像

(4) LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor): 构建一个拥有特定容量和加载因子的空的链接哈希映像

(5) LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor,

boolean accessOrder): 构建一个拥有特定容量、加载因子和访问顺序排序的空的链接哈希映像

『如果将accessOrder设置为true,那么链接哈希映像将使用访问顺序而不是插入顺序来迭

代各个映像。每次调用get或者put方法时,相关的映射便从它的当前位置上删除,然后放到链接式映像列表的结尾处(只有链接式映像列表中的位置才会受到影响,哈希表元则不受影响。哈希表映射总是待在对应于关键字的哈希码的哈希表元中)。』

『该特性对于实现高速缓存的“删除最近最少使用”的原则很有用。例如,你可以希望将最常访问的映射保存在内存中,并且从数据库中读取不经常访问的对象。当你在表中找不到某个映射,并且该表中的映射已经放得非常满时,你可以让迭代器进入该表,将它枚举的开头几个映射删除掉。这些是最近最少使用的映射。』

(6) protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest): 如果你想删除最老的映射,则覆盖该方法,以便返回true。当某个映射已经添加给映像之后,便调用该方法。它的默认实现方法返回false,表示默认条件下老的映射没有被删除。但是你可以重新定义本方法,以便有选择地在最老的映射符合某个条件,或者映像超过了某个大小时,返回true。

4.6. WeakHashMap

WeakHashMap是Map的一个特殊实现,它使用WeakReference(弱引用)来存放哈希表关键字。使用这种方式时,当映射的键在 WeakHashMap 的外部不再被引用时,垃圾收集器会将它回收,但它将把到达该对象的弱引用纳入一个队列。WeakHashMap的运行将定期检查该队列,以便找出新到达的弱应用。当一个弱引用到达该队列时,就表示关键字不再被任何人使用,并且它已经被收集起来。然后WeakHashMap便删除相关的映射。

(1) WeakHashMap(): 构建一个空弱哈希映像

(2) WeakHashMap(Map t): 构建一个弱哈希映像,并且添加映像t中所有映射

(3) WeakHashMap(int initialCapacity): 构建一个拥有特定容量的空的弱哈希映像

(4) WeakHashMap(int initialCapacity, float loadFactor): 构建一个拥有特定容量和加载因子的空的弱哈希映像

4.6. IdentityHashMap

IdentityHashMap也是Map的一个特殊实现。在这个类中,关键字的哈希码不应该由hashCode()方法来计算,而应该由System.identityHashCode方法进行计算(即使已经重新定义了hashCode方法)。这是Object.hashCode根据对象的内存地址来计算哈希码时使用的方法。另外,为了对各个对象进行比较,IdentityHashMap将使用==,而不使用equals方法。

换句话说,不同的关键字对象,即使它们的内容相同,也被视为不同的对象。IdentityHashMap类可以用于实现对象拓扑结构转换(topology-preserving object graph transformations)(比如实现对象的串行化或深度拷贝),在进行转换时,需要一个“节点表”跟踪那些已经处理过的对象的引用。即使碰巧有对象相等,“节点表”也不应视其相等。另一个应用是维护代理对象。比如,调试工具希望在程序调试期间维护每个对象的一个代理对象。

『IdentityHashMap类不是一般意义的Map实现!它的实现有意的违背了Map接口要求通过equals方法比较对象的约定。这个类仅使用在很少发生的需要强调等同性语义的情况。』

(1)  IdentityHashMap (): 构建一个空的全同哈希映像,默认预期最大尺寸为21

『预期最大尺寸是映像期望把持的键/值映射的最大数目』

(2) IdentityHashMap (Map m): 构建一个全同哈希映像,并且添加映像m中所有映射

(3) IdentityHashMap (int expectedMaxSize): 构建一个拥有预期最大尺寸的空的全同哈希映像。放置超过预期最大尺寸的键/值映射时,将引起内部数据结构的增长,有时可能很费时

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