Collections类中含有其他大量有用的实用工具:
enumeration(Collection) | Produces an old-style Enumeration for the argument. |
max(Collection) min(Collection) | Produces the maximum or minimum element in the argument using the natural comparison method of the objects in the Collection. |
max(Collection, Comparator) min(Collection, Comparator) | Produces the maximum or minimum element in the Collection using the Comparator. |
nCopies(int n, Object o) | Returns an immutable List of size n whose handles all point to o. |
subList(List, int min, int max) | Returns a new List backed by the specified argument List that is a window into that argument with indexes starting at min and stopping just before max. |
enumeration(Collection) 为自变量产生原始风格的Enumeration(枚举)
max(Collection),min(Collection)在自变量中用集合内对象的自然比较方法产生最大或最小元素
max(Collection,Comparator),min(Collection,Comparator)在集合内用比较器产生最大或最小元素
nCopies(int n, Object o) 返回长度为n的一个不可变列表,它的所有句柄均指向o
subList(List,int min,int max)返回由指定参数列表后推得到的一个新列表。可将这个列表想象成一个“窗口”,它自索引为min的地方开始,正好结束于max的前面
注意min()和max()都是随同Collection对象工作的,而非随同List,所以不必担心Collection是否需要排序(就象早先指出的那样,在执行一次binarySearch()——即二进制搜索——之前,必须对一个List或者一个数组执行sort())。
通常,创建Collection或Map的一个“只读”版本显得更有利一些。Collections类允许我们达到这个目标,方法是将原始容器传递进入一个方法,并令其传回一个只读版本。这个方法共有四种变化形式,分别用于Collection(如果不想把集合当作一种更特殊的类型对待)、List、Set以及Map。下面这个例子演示了为它们分别构建只读版本的正确方法:
//: ReadOnly.java // Using the Collections.unmodifiable methods package c08.newcollections; import java.util.*; public class ReadOnly { public static void main(String[] args) { Collection c = new ArrayList(); Collection1.fill(c); // Insert useful data c = Collections.unmodifiableCollection(c); Collection1.print(c); // Reading is OK //! c.add("one"); // Can't change it List a = new ArrayList(); Collection1.fill(a); a = Collections.unmodifiableList(a); ListIterator lit = a.listIterator(); System.out.println(lit.next()); // Reading OK //! lit.add("one"); // Can't change it Set s = new HashSet(); Collection1.fill(s); s = Collections.unmodifiableSet(s); Collection1.print(s); // Reading OK //! s.add("one"); // Can't change it Map m = new HashMap(); Map1.fill(m, Map1.testData1); m = Collections.unmodifiableMap(m); Map1.print(m); // Reading OK //! m.put("Ralph", "Howdy!"); } } ///:~
对于每种情况,在将其正式变为只读以前,都必须用有有效的数据填充容器。一旦载入成功,最佳的做法就是用“不可修改”调用产生的句柄替换现有的句柄。这样做可有效避免将其变成不可修改后不慎改变其中的内容。在另一方面,该工具也允许我们在一个类中将能够修改的容器保持为private状态,并可从一个方法调用中返回指向那个容器的一个只读句柄。这样一来,虽然我们可在类里修改它,但其他任何人都只能读。
为特定类型调用“不可修改”的方法不会造成编译期间的检查,但一旦发生任何变化,对修改特定容器的方法的调用便会产生一个UnsupportedOperationException违例。
synchronized关键字是“多线程”机制一个非常重要的部分。我们到第14章才会对这一机制作深入的探讨。在这儿,大家只需注意到Collections类提供了对整个容器进行自动同步的一种途径。它的语法与“不可修改”的方法是类似的:
//: Synchronization.java // Using the Collections.synchronized methods package c08.newcollections; import java.util.*; public class Synchronization { public static void main(String[] args) { Collection c = Collections.synchronizedCollection( new ArrayList()); List list = Collections.synchronizedList( new ArrayList()); Set s = Collections.synchronizedSet( new HashSet()); Map m = Collections.synchronizedMap( new HashMap()); } } ///:~
在这种情况下,我们通过适当的“同步”方法直接传递新容器;这样做可避免不慎暴露出未同步的版本。
新集合也提供了能防止多个进程同时修改一个容器内容的机制。若在一个容器里反复,同时另一些进程介入,并在那个容器中插入、删除或修改一个对象,便会面临发生冲突的危险。我们可能已传递了那个对象,可能它位位于我们前面,可能容器的大小在我们调用size()后已发生了收缩——我们面临各种各样可能的危险。针对这个问题,新的集合库集成了一套解决的机制,能查出除我们的进程自己需要负责的之外的、对容器的其他任何修改。若探测到有其他方面也准备修改容器,便会立即产生一个ConcurrentModificationException(并发修改违例)。我们将这一机制称为“立即失败”——它并不用更复杂的算法在“以后”侦测问题,而是“立即”产生违例。
下面复习一下由标准Java(1.0和1.1)库提供的集合(BitSet未包括在这里,因为它更象一种负有特殊使命的类):
(1) 数组包含了对象的数字化索引。它容纳的是一种已知类型的对象,所以在查找一个对象时,不必对结果进行造型处理。数组可以是多维的,而且能够容纳基本数据类型。但是,一旦把它创建好以后,大小便不能变化了。(2) Vector(矢量)也包含了对象的数字索引——可将数组和Vector想象成随机访问集合。当我们加入更多的元素时,Vector能够自动改变自身的大小。但Vector只能容纳对象的句柄,所以它不可包含基本数据类型;而且将一个对象句柄从集合中取出来的时候,必须对结果进行造型处理。
(3) Hashtable(散列表)属于Dictionary(字典)的一种类型,是一种将对象(而不是数字)同其他对象关联到一起的方式。散列表也支持对对象的随机访问,事实上,它的整个设计方案都在突出访问的“高速度”。
(4) Stack(堆栈)是一种“后入先出”(LIFO)的队列。
若你曾经熟悉数据结构,可能会疑惑为何没看到一套更大的集合。从功能的角度出发,你真的需要一套更大的集合吗?对于Hashtable,可将任何东西置入其中,并以非常快的速度检索;对于Enumeration(枚举),可遍历一个序列,并对其中的每个元素都采取一个特定的操作。那是一种功能足够强劲的工具。
但Hashtable没有“顺序”的概念。Vector和数组为我们提供了一种线性顺序,但若要把一个元素插入它们任何一个的中部,一般都要付出“惨重”的代价。除此以外,队列、拆散队列、优先级队列以及树都涉及到元素的“排序”——并非仅仅将它们置入,以便以后能按线性顺序查找或移动它们。这些数据结构也非常有用,这也正是标准C++中包含了它们的原因。考虑到这个原因,只应将标准Java库的集合看作自己的一个起点。而且倘若必须使用Java 1.0或1.1,则可在需要超越它们的时候使用JGL。如果能使用Java 1.2,那么只使用新集合即可,它一般能满足我们的所有需要。注意本书在Java 1.1身上花了大量篇幅,所以书中用到的大量集合都是只能在Java1.1中用到的那些:Vector和Hashtable。就目前来看,这是一个不得以而为之的做法。但是,这样处理亦可提供与老Java代码更出色的向后兼容能力。若要用Java1.2写新代码,新的集合往往能更好地为你服务。(1) 新建一个名为Gerbil的类,在构建器中初始化一个int gerbilNumber(类似本章的Mouse例子)。为其写一个名为hop()的方法,用它打印出符合hop()条件的Gerbil的编号。建一个Vector,并为Vector添加一系列Gerbil对象。现在,用elementAt()方法在Vector中遍历,并为每个Gerbil都调用hop()。
(2) 修改练习1,用Enumeration在调用hop()的同时遍历Vector。
(3) 在AssocArray.java中,修改这个例子,令其使用一个Hashtable,而不是AssocArray。
(4) 获取练习1用到的Gerbil类,改为把它置入一个Hashtable,然后将Gerbil的名称作为一个String(键)与置入表格的每个Gerbil(值)都关联起来。获得用于keys()的一个Enumeration,并用它在Hashtable里遍历,查找每个键的Gerbil,打印出键,然后将gerbil告诉给hop()。
(5) 修改第7章的练习1,用一个Vector容纳Rodent(啮齿动物),并用Enumeration在Rodent序列中遍历。记住Vector只能容纳对象,所以在访问单独的Rodent时必须采用一个造型(如RTTI)。
(6) 转到第7章的中间位置,找到那个GreenhouseControls.java(温室控制)例子,该例应该由三个文件构成。在Controller.java中,类EventSet仅是一个集合。修改它的代码,用一个Stack代替EventSet。当然,这时可能并不仅仅用Stack取代EventSet这样简单;也需要用一个Enumeration遍历事件集。可考虑在某些时候将集合当作Stack对待,另一些时候则当作Vector对待——这样或许能使事情变得更加简单。
(7) (有一定挑战性)在与所有Java发行包配套提供的Java源码库中找出用于Vector的源码。复制这些代码,制作名为intVector的一个特殊版本,只在其中包含int数据。思考是否能为所有基本数据类型都制作Vector的一个特殊版本。接下来,考虑假如制作一个链接列表类,令其能随同所有基本数据类型使用,那么会发生什么情况。若在Java中提供了参数化类型,利用它们便可自动完成这一工作(还有其他许多好处)。