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Java編程思想讀書筆記-3(第9章-1容器的使用及其工作原理)
一.    容器簡(jiǎn)介
1.    容器的分類
1.1.    Collection:一組各自獨(dú)立的元素,即其內(nèi)的每個(gè)位置僅持有一個(gè)元素。
1)    List:以元素安插的次序來放置元素,不會(huì)重新排列。
2)    Set:不接愛重復(fù)元素,它會(huì)使用自己內(nèi)部的一個(gè)排列機(jī)制
1.2.    Map:一群成對(duì)的key-value對(duì)象,即所持有的是key-value pairs。
Map中不能有重復(fù)的key,它擁有自己的內(nèi)部排列機(jī)制。
2.    容器中的元素類型都為Object。從容器取得元素時(shí),必須把它轉(zhuǎn)換成原來的類型。
二.    容器的詳細(xì)介紹
1.    Collection
Collection不提供get()方法。如果要遍歷Collectin中的元素,就必須用Iterator。
1.1.    List
1.1.1    List(interface):List為Collectin加入了一些函數(shù),使它可以在List內(nèi)進(jìn)行安插和移除動(dòng)作。List會(huì)產(chǎn)生ListIterator,通過它可以從兩個(gè)方向來對(duì)List進(jìn)行走訪,也可以在List之內(nèi)進(jìn)行元素的安插和移除。
1.1.2    ArrayList:可以快速隨機(jī)訪問;但當(dāng)元素的安插或移除發(fā)生在List中央位置時(shí),效率很差。不宜用ArrayList來進(jìn)行安插和移除操作。
1.1.3    LinkedList:與ArrayList相反,適合用來進(jìn)行安插和移除,但隨機(jī)訪問的速度較慢。此外,可以通過LinkedList來實(shí)現(xiàn)stack、queue、deque。
1)    LinkedList中的addFirst()、addLast()、getFirst()、getLast()、removeFirst()、removeLast()函數(shù)未定義于任何一個(gè)interface或base class中,所以只能用于LinkedList中。
1.2.    Set
1.2.1    Set(interface):Set具有和Collection一模一樣的interface(區(qū)別:List加入了自己的函數(shù)),所以Set就是一個(gè)Collection,只不過其行為不同罷了。加至Set內(nèi)的每個(gè)元素都必須獨(dú)一無二,不與其他元素重復(fù);Set不允許持有重復(fù)元素,每個(gè)元素都必須定義equals()以判斷所謂的獨(dú)一性。
1.2.2    HashSet:一種把查找時(shí)間看得很重要的Sets。所有元素都必須定義hashCode()。
1.2.3    TreeSet:底層結(jié)構(gòu)為tree的一種有序的Set。
2.    Map
2.1.    Map:維護(hù)key-value的關(guān)聯(lián)性,使你可以使用key來查找value。
1)    KeySet()函數(shù)和values()函數(shù)
import java.util.*;
public class ExplicitStatic{
public static void printKeys(java/util/Map.
java/lang/System.
java/lang/System.
}
public static void printValues(
java/util/Map.
java/lang/System.}
public static void test(
java/util/Map.for( int i=1; i<10; i++)
m.put("km" + i, "m" + i);
printKeys(m);
printValues(m);
java/lang/System.java/util/Set.java/util/Collection.keys.remove("km2");  //(3)
values.remove("m1");  //(4)
java/lang/System.printKeys(m);
printValues(m);
}
public static void main(
java/lang/String.java/lang/System.test(new java/util/HashMap.}
}
結(jié)果為:
Testing HashMap
Size = 9 , Keys: [km5, km4, km3, km2, km1, km9, km8, km7, km6]
Values: [m5, m4, m3, m2, m1, m9, m8, m7, m6]
km1 - m1  //執(zhí)行(3)(4)之前
km1 - null
Size = 7 , Keys: [km5, km4, km3, km9, km8, km7, km6]  //(5)
Values: [m5, m4, m3, m9, m8, m7, m6]  //(6)
在(1)(2)處代碼分別得到了Map中的keys和values。從執(zhí)行(3)(4)前后的代碼可知,對(duì)通過keySet()和values()函數(shù)取得的值進(jìn)行修改會(huì)反映到Map本身。
(3)中刪除的是值為“km2”的key,(4)刪除的是值為“m1”的value,且它們是同一個(gè)key-value pair,但結(jié)果(5)(6)表明,Map中刪除的是兩個(gè)key-pair。從而可知,只要?jiǎng)h除了Map中的key或value中的一個(gè),那么整個(gè)key-value pair就會(huì)被刪除。
2.2.    HashMap:可在常量時(shí)間內(nèi)安插元素,或找出一組key-value pair。通過其構(gòu)造函數(shù),使用者可以調(diào)整效能表現(xiàn),因?yàn)樗试S你設(shè)定capacity(容量)和loadfactor(負(fù)載因子)。
2.3.    TreeMap:當(dāng)你檢視其中的key或key-value pairs時(shí),會(huì)以排序形式出現(xiàn),讓你得到以排序形式得到結(jié)果。TreeMap是惟一具有subMap()的一個(gè)Map,這個(gè)函數(shù)讓你得以返回tree中的部分組成。
三.    HashMap的工作原理
1.    如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)Map
1.1    與Map相關(guān)的知識(shí)
1.1.1    Map.Entry接口
一個(gè)實(shí)現(xiàn)了Map.Entry接口的類代表的是一個(gè)Map中的條目(一個(gè)key-value pair)。所以一個(gè)Map中必須要有一個(gè)實(shí)現(xiàn)了Map.Entry接口的類,并用這個(gè)類來存放Map中的key-value pair。
1.1.2    public abstract Set entrySet()函數(shù)
1)    entrySet()函數(shù)返回一個(gè)Set,并且Set中的每一個(gè)元素都是一個(gè)Map.Entry類型的對(duì)象。在entrySet()函數(shù)中要把Map中所有的key-value pair以Map.Entry封裝后存入Set中的。
2)    當(dāng)對(duì)Map進(jìn)行修改操作后,entrySet()函數(shù)都會(huì)被調(diào)用。所以對(duì)Map的修改也會(huì)產(chǎn)生對(duì)這個(gè)Set的修改。
3)    當(dāng)用這個(gè)Set的iterator進(jìn)行操作時(shí),不能進(jìn)行add和addAll的操作。
1.2    實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的Map的實(shí)例
import 
java.util.*;
/**
* MPair類實(shí)現(xiàn)了Map.Entry
*/
class MPair
implements java/util/Map.java/lang/Comparable.java/lang/Object.MPair(java/lang/Object.java/lang/Object.key = k;
value = v;
}
//下面方法實(shí)現(xiàn)了Map.Entry接口中的方法
public 
java/lang/Object.public java/lang/Object.public java/lang/Object.java/lang/Object.java/lang/Object.value = v;
return result;
}
//下面方法實(shí)現(xiàn)了Comparable接口中的方法
public boolean equals(
java/lang/Object.return key.equals(((MPair)o).key);
}
public int compareTo(
java/lang/Object.return ((java/lang/Comparable.}
}
class SlowMap extends 
java/util/AbstractMap.private java/util/ArrayList.keys = new java/util/ArrayList.values = new java/util/ArrayList.public java/lang/Object.java/lang/Object.java/lang/Object.java/lang/Object.if(!keys.contains(key)){ //(1)
keys.add(key);
values.add(value);
}
else
values.set(keys.indexOf(key), value);
return result;
}
public 
java/lang/Object.java/lang/Object.if(!keys.contains(key)){
return null;
}
else
return values.get(keys.indexOf(key));
}
//用Mpair封裝Map中的key-value pair并存入Set中
public 
java/util/Set.java/util/Set.java/util/HashSet.java/util/Iterator.ki = keys.iterator(),
vi = values.iterator();
while(ki.hasNext())
entries.add(new MPair(ki.next(), vi.next()));
return entries;
}
}
public class ExplicitStatic{
public static void main(
java/lang/String.SlowMap m = new SlowMap();
for( int i=1; i<10; i++)
m.put("km" + i, "m" + i);
java/lang/System.}
}
在上面代碼的(1)處,我們要從ArrayList中查找出是否具有key值,而這個(gè)查找過程線性查找,且key不具任何順序,所以速度會(huì)很慢。
2.    與HashMap相關(guān)的幾個(gè)函數(shù)
1)    hashCode()函數(shù)
Object.hashCode()函數(shù)會(huì)為對(duì)象產(chǎn)生hash code。如果一個(gè)類沒有實(shí)現(xiàn)hashCode()函數(shù),那么在缺省情況下將返回它的對(duì)象的內(nèi)存地址。
2)    equals()函數(shù)
Object.equals()在比較兩個(gè)對(duì)象時(shí),比較的是兩個(gè)對(duì)象的內(nèi)存地址。
3.    HashMap的工作原理
3.1    用array來表現(xiàn)key的信息。每個(gè)key的hashCode()函數(shù)會(huì)為key產(chǎn)生一個(gè)hash code,而key的hash  code作為array的索引。如假設(shè)有一個(gè)名為bucket的arrsy,姥一個(gè)hash code為2的key就被索引到bucket[2],key所對(duì)應(yīng)的值也在bucket[2]中。
3.1    由于array中存放的是value值,而HashMap的元素個(gè)數(shù)可以是無限的,所以array中的元素指向的不是某個(gè)key的value,而是指向具有相同的hash code的key的value值(也就是說指向的是一串values值)。如假設(shè)array被定義為L(zhǎng)inkedList []bucket = new LinkedList[10],那么bucket[2]中存放的是所有hash code值為2的key的value。
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