第9章 持有你的对象
一. 容器简介
1. 容器的分类
1.1. Collection：一组各自独立的元素，即其内的每个位置仅持有一个元素。
1) List：以元素安插的次序来放置元素，不会重新排列。
2) Set：不接爱重复元素，它会使用自己内部的一个排列机制
1.2. Map：一群成对的key-value对象，即所持有的是key-value pairs。
Map中不能有重复的key，它拥有自己的内部排列机制。
2. 容器中的元素类型都为Object。从容器取得元素时，必须把它转换成原来的类型。
二. 容器的详细介绍
1． Collection
Collection不提供get()方法。如果要遍历Collectin中的元素，就必须用Iterator。
1.1. List
1.1.1 List（interface）：List为Collectin加入了一些函数，使它可以在List内进行安插和移除动作。List会产生ListIterator，通过它可以从两个方向来对List进行走访，也可以在List之内进行元素的安插和移除。
1.1.2 ArrayList：可以快速随机访问；但当元素的安插或移除发生在List中央位置时，效率很差。不宜用ArrayList来进行安插和移除操作。
1.1.3 LinkedList：与ArrayList相反，适合用来进行安插和移除，但随机访问的速度较慢。此外，可以通过LinkedList来实现stack、queue、deque。
1) LinkedList中的addFirst()、addLast()、getFirst()、getLast()、removeFirst()、removeLast()函数未定义于任何一个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一模一样的interface（区别：List加入了自己的函数），所以Set就是一个Collection，只不过其行为不同罢了。加至Set内的每个元素都必须独一无二，不与其他元素重复；Set不允许持有重复元素，每个元素都必须定义equals()以判断所谓的独一性。
1.2.2 HashSet：一种把查找时间看得很重要的Sets。所有元素都必须定义hashCode()。
1.2.3 TreeSet：底层结构为tree的一种有序的Set。
2． Map
2.1. Map：维护key-value的关联性，使你可以使用key来查找value。
1) KeySet()函数和values()函数
- import java.util.*;
- public class ExplicitStatic{
- public static void printKeys(Map m){
- System.out.print("Size = " + m.size());
- System.out.println(" , Keys: " + m.keySet());
- }
- public static void printValues(Map m){
- System.out.println("Values: " + m.values());
- }
- public static void test(Map m){
- for( int i=1; i<10; i++)
- m.put("km" + i, "m" + i);
- printKeys(m);
- printValues(m);
- System.out.println("km1 - " + m.get("km1"));
- Set keys = m.keySet(); //（1）
- Collection values = m.values(); //（2）
- keys.remove("km2"); //（3）
- values.remove("m1"); //（4）
- System.out.println("km1 - " + m.get("km1"));
- printKeys(m);
- printValues(m);
- }
- public static void main(String[] args){
- System.out.println("Testing HashMap");
- test(new HashMap());
- }
- }
结果为：
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 //执行（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）处代码分别得到了Map中的keys和values。从执行（3）（4）前后的代码可知，对通过keySet()和values()函数取得的值进行修改会反映到Map本身。
（3）中删除的是值为“km2”的key，（4）删除的是值为“m1”的value，且它们是同一个key-value pair，但结果（5）（6）表明，Map中删除的是两个key-pair。从而可知，只要删除了Map中的key或value中的一个，那么整个key-value pair就会被删除。
2.2. HashMap：可在常量时间内安插元素，或找出一组key-value pair。通过其构造函数，使用者可以调整效能表现，因为它允许你设定capacity（容量）和loadfactor（负载因子）。
2.3. TreeMap：当你检视其中的key或key-value pairs时，会以排序形式出现，让你得到以排序形式得到结果。TreeMap是惟一具有subMap()的一个Map，这个函数让你得以返回tree中的部分组成。
三. HashMap的工作原理
1． 如何实现一个Map
1.1 与Map相关的知识
1.1.1 Map.Entry接口
一个实现了Map.Entry接口的类代表的是一个Map中的条目（一个key-value pair）。所以一个Map中必须要有一个实现了Map.Entry接口的类，并用这个类来存放Map中的key-value pair。
1.1.2 public abstract Set entrySet()函数
1) entrySet()函数返回一个Set，并且Set中的每一个元素都是一个Map.Entry类型的对象。在entrySet()函数中要把Map中所有的key-value pair以Map.Entry封装后存入Set中的。
2) 当对Map进行修改操作后，entrySet()函数都会被调用。所以对Map的修改也会产生对这个Set的修改。
3) 当用这个Set的iterator进行操作时，不能进行add和addAll的操作。
1.2 实现一个简单的Map的实例
- import java.util.*;
- /**
- * MPair类实现了Map.Entry
- */
- class MPair
- implements Map.Entry, Comparable{
- Object key, value; //key和value分别用来存放Map中的key和value
- MPair(Object k, Object v){
- key = k;
- value = v;
- }
- //下面方法实现了Map.Entry接口中的方法
- public Object getKey() { return key; }
- public Object getValue() { return value; }
- public Object setValue(Object v){
- Object result = value;
- value = v;
- return result;
- }
- //下面方法实现了Comparable接口中的方法
- public boolean equals(Object o){
- return key.equals(((MPair)o).key);
- }
- public int compareTo(Object rv){
- return ((Comparable)key).compareTo(((MPair)rv).key);
- }
- }
- class SlowMap extends AbstractMap{
- private ArrayList
- keys = new ArrayList(),
- values = new ArrayList();
- public Object put(Object key, Object value){
- Object result = get(key);
- if(!keys.contains(key)){ //（1）
- keys.add(key);
- values.add(value);
- }
- else
- values.set(keys.indexOf(key), value);
- return result;
- }
- public Object get(Object key){
- if(!keys.contains(key)){
- return null;
- }
- else
- return values.get(keys.indexOf(key));
- }
- //用Mpair封装Map中的key-value pair并存入Set中
- public Set entrySet(){
- Set entries = new HashSet();
- 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(String[] args){
- SlowMap m = new SlowMap();
- for( int i=1; i<10; i++)
- m.put("km" + i, "m" + i);
- System.out.println(m);
- }
- }
在上面代码的（1）处，我们要从ArrayList中查找出是否具有key值，而这个查找过程线性查找，且key不具任何顺序，所以速度会很慢。
2． 与HashMap相关的几个函数
1) hashCode()函数
Object.hashCode()函数会为对象产生hash code。如果一个类没有实现hashCode()函数，那么在缺省情况下将返回它的对象的内存地址。
2) equals()函数
Object.equals()在比较两个对象时，比较的是两个对象的内存地址。
3． HashMap的工作原理
3.1 用array来表现key的信息。每个key的hashCode()函数会为key产生一个hash code，而key的hash code作为array的索引。如假设有一个名为bucket的arrsy，姥一个hash code为2的key就被索引到bucket[2]，key所对应的值也在bucket[2]中。
3.1 由于array中存放的是value值，而HashMap的元素个数可以是无限的，所以array中的元素指向的不是某个key的value，而是指向具有相同的hash code的key的value值（也就是说指向的是一串values值）。如假设array被定义为LinkedList []bucket = new LinkedList[10]，那么bucket[2]中存放的是所有hash code值为2的key的value。
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