Lesson Category: Коллекции

Благодаря классам реализующим Set можно создать массив в котором элементы не повторяются.

HashSet это как hashmap, только без значений, только ключи.

Поясним на примере:

import java.util.*; public class Set { public static void main(String[] args) { // создаем коллекцию HashSet hSet = new HashSet(); // добавление элемента hSet.add(“Sunday”); hSet.add(“Monday”); hSet.add(“Sunday”); hSet.add(“Tuesday”); // удаление элемента hSet.remove(“Monday”); // в hashset нету get поэтому сначала нужно преобразовать // в массив а потом извлекать либо использовать iterator String[] hSetArr = hSet.toArray(new String[hSet.size()]); for(int i = 0; i < hSetArr.length; i++) { System.out.println(hSetArr[i]); } // проверка на наличие элемента в списке System.out.println(hSet.contains("Tuesday")); // Как можно увидеть по результатам в массиве всего один Sunday } }

Вывод:

---

TreeSet

TreeSet – хранит элементы в виде дерева, что позволяет быстрее искать элементы.

Все элементы отсортированы и не повторяются.

Пример программы:

import java.util.*; public class Set { public static void main(String[] args) { // создаем коллекцию TreeSet tSet = new TreeSet(); // добавление элемента tSet.add(“D”); tSet.add(“B”); tSet.add(“A”); tSet.add(“C”); tSet.add(“E”); // удаление элемента tSet.remove(“C”); // В TreeSet нету get поэтому сначала нужно преобразовать // в массив а потом извлекать либо использовать iterator String[] tSetArr = tSet.toArray(new String[tSet.size()]); for(int i = 0; i < tSetArr.length; i++) { System.out.println(tSetArr[i]); } // проверка на наличие элемента в списке System.out.println(tSet.contains("П")); // для нахождения диапазона System.out.println(tSet.tailSet("B")); System.out.println(tSet.headSet("B")); // Как можно увидеть по результатам в массиве // всего один В и элементы хранятся в алфавитном порядке } }

Вывод:

---

LinkedHashSet

LinkedHashSet – хранит элементы в порядке вставки и элементы не повторяются.

Пример программы:

import java.util.*; public class Set { public static void main(String[] args) { // создаем коллекцию LinkedHashSet ltSet = new LinkedHashSet(); // добавление элемента ltSet.add(“D”); ltSet.add(“B”); ltSet.add(“A”); ltSet.add(“C”); ltSet.add(“B”); // удаление элемента ltSet.remove(“C”); // LinkedHashSet нету get поэтому сначала нужно преобразовать // в массив а потом извлекать либо использовать iterator String[] ltSetArr = ltSet.toArray(new String[ltSet.size()]); for(int i = 0; i< ltSetArr.length; i++) { System.out.println(ltSetArr[i]); } // проверка на наличие элемента в списке System.out.println(ltSet.contains("B")); //Как можно увидеть по результатам в масиве всего один В // элементы хранятся в порядке вставки } }

Вывод:

Благодаря классам реализующим Map можно создать массив из пар ключ-значение. То есть один элемент этого массива это пара.

Пример программы:

import java.util.*; public class Map { public static void main(String[] args) { //создаем коллекцию HashMap< Integer, String > hMap = new HashMap< Integer, String >(); //добавление элемента //видим числовой ключ и соответствующее ему значение hMap.put(34, “Sunday”); hMap.put(56, “Monday”); hMap.put(85, “Tuesday”); hMap.put(34, “Wednesday”); hMap.put(556, “Monday”); hMap.put(724, “Sunday”); // удаление элемента hMap.remove(85); //В hashset нету get по индексу и не наследует iterator //поэтому передаем значения с помощью метода values //в конструктор другой коллекции, которую можно перебирать. ArrayList< String > hMapValues = new ArrayList< String >(hMap.values()); for(int i = 0; i < hMapValues.size(); i++) { System.out.print(hMapValues.get(i) + " "); } System.out.println(); //или keySet если нужно перебирать ключи ArrayList< Integer > hMapKeys = new ArrayList< Integer >(hMap.keySet()); for(int i = 0; i < hMapKeys.size(); i++) { System.out.print(hMapKeys.get(i) + " "); } System.out.println(); // проверка на наличие элемента с таким ключем в списке System.out.println(hMap.containsKey(56)); // проверка на наличие элемента с таким значением в списке System.out.println(hMap.containsValue("Sunday")); // можно также получить значение элемента hashmap по ключу System.out.println(hMap.get(34)); } }

Вывод:

---

Hash коллекции внутри

HashMap под капотом разбит на 16 linkedlist в которых собственно и хранятся пары. То есть сам HashMap это тоже массив из 16 ячеек, но каждая ячейка представляет собой отдельный LinkedList.

Добавление элемента в HashMap происходит так, что сначала по ключу вычисляется некий код, который называется hashcode, а по нему индекс нужного LinkedList-а в массиве из 16 LinkedList и в linkedlist-е с этим индексом сохраняется элемент.

При выборке из HashMap, например с помощью get, ранее вставленного элемента, будет происходить тот же процесс, что и при его вставке, то есть расчет hashcode по ключу, который был передан в get и собственно выборка из того linkedlist-а который соответствует рассчитанному hashcode.

Отсюда очевиден смысл hashmap, что поскольку мы и вставляем и выбираем в одном и том же linkedlist-e, то выборка ясное дело всегда идет в одном из 16 linkedList-ов, а не во всех, и это ясное дело лучше, чем если бы мы вибирали из всех шестнадцати как в одном большом linkedlist-e.

---

TreeMap

TreeMap – хранит пары в виде дерева, что позволяет быстрее искать элементы.

TreeMap лучше всего подходит для нахождения диапазонов

Пример программы:

import java.util.*; public class Map { public static void main(String[] args) { // создаем коллекцию TreeMap< Integer, String > tMap = new TreeMap< Integer, String >(); // добавление элемента tMap.put(556, “Monday”); tMap.put(56, “Monday”); tMap.put(85, “Tuesday”); tMap.put(34, “Wednesday”); tMap.put(815, “Saturday”); tMap.put(724, “Sunday”); // удаление элемента tMap.remove(85); // в TreeMap нету get по индексу и не наследует iterator // поэтому передаем значения с помощью метода values // конструктор другой коллекции, которую можно перебирать ArrayList< String > tMapValues = new ArrayList< String >(tMap.values()); for(int i = 0; i < tMapValues.size(); i++) { System.out.print(tMapValues.get(i) + " "); } System.out.println(); // или keySet если нужно перебирать ключи ArrayList< Integer > tMapKeys = new ArrayList< Integer >(tMap.keySet()); for(int i = 0; i < tMapKeys.size(); i++) { System.out.print(tMapKeys.get(i) + " "); } System.out.println(); // проверка на наличие элемента с таким ключем в списке System.out.println(tMap.containsKey(56)); // проверка на наличие элемента с таким значением в списке System.out.println(tMap.containsValue("Sunday")); // для нахождения диапазонов System.out.println(tMap.tailMap(556)); // выведет все элементы после 556 System.out.println(tMap.headMap(815)); // выведет все элементы до 815 // по результатам можно увидеть что элементы в порядке увеличения } }

Вывод:

---

LinkedHashMap

LinkedHashMap – элементы в отличие от hashmap содержат ссылку на предыдущий добавленный элементы и на следующий добавленный, как у LinkedList.

Проще говоря, это гибрид HashMap и LinkedList.

Пример программы:

import java.util.*; public class Map { public static void main(String[] args) { // создаем коллекцию LinkedHashMap< Integer, String > lhMap = new LinkedHashMap< Integer, String >(); // добавление элемента lhMap.put(556, “Monday”); lhMap.put(556, “Monday”); lhMap.put(85, “Tuesday”); lhMap.put(34, “Wednesday”); lhMap.put(815, “Saturday”); lhMap.put(724, “Sunday”); // удаление элемента lhMap.remove(85); //в linkedhashset нету get по индексу и не наследует iterator //поэтому передаем значения с помощью метода values //в конструктор другой коллекции, которую можно перебрать ArrayList< String > lhMapValues = new ArrayList< String >(lhMap.values()); for(int i = 0; i < lhMapValues.size(); i++) { System.out.print(lhMapValues.get(i)+" "); } System.out.println(); //или keySet если нужно перебрать ключи ArrayList< Integer > lhMapKeys = new ArrayList< Integer >(lhMap.keySet()); for(int i = 0; i < lhMapKeys.size(); i++) { System.out.print(lhMapKeys.get(i)+" "); } System.out.println(); // проверка на наличие элемента с таким ключем в списке System.out.println(lhMap.containsKey(556)); // проверка на наличие элемента с таким значением в списке System.out.println(lhMap.containsValue("Sunday")); // По результатам можно видеть что элементы в порядке добавления } }

Вывод:

Благодаря классам реализующим Queue можно создавать массивы реализующие очередь.

Правда мы уже рассматривали LinkedList, который тоже реализует очередь (FIFO).

Помним, что если у LinkedList вызвать метод add, то элемент добавиться в конец LinkedList, если же вызвать просто remove без аргументов, то удалиться элемент, который был добавлен в очередь наиболее давно.

У ArrayList, например, нельзя вызвать remove без аргументов, поэтому ArrayList не является реализацией очереди.

У Queue же есть более интересные реализации очереди, например, приоритетная очередь – PriorityQueue.

Приоритет задан по умолчанию у некоторых типов.

То есть если, например, массив PriorityQueue хранит Integer числа, то при добавлении числа в него будет происходить сортировка массива так, чтобы все элементы массива располагались в массиве от большего числа к меньшему.

При выборке же элемента из приоритетной очереди, будет происходить выборка элементов с того конца массива, где наименьшее число.

---

PriorityQueue

Пример программы:

import java.util.*; public class Queue { public static void main(String[] args) { // Создаем приоритетную очередь, в которой // будут храниться числа типа Integer PriorityQueue< Integer > pQueue = new PriorityQueue< Integer >(); // добавление элемента pQueue.add(4); pQueue.add(3); pQueue.add(7); pQueue.add(1); pQueue.add(8); // В PriorityQueue нет метода get, поэтому сначала нужно // преобразовать в массив, а потом извлекать, // либо использовать итератор, который рассмотрим далее Integer[] hSetArr = pQueue.toArray(new Integer[pQueue.size()]); for (int i = 0; i < hSetArr.length; i++) { System.out.println(hSetArr[i]); } // Проверка на наличие элемента в списке System.out.println(pQueue.contains(3)); // Можно увидеть приоритет удаления (от меньшего числа к большему) System.out.println(pQueue.remove()); System.out.println(pQueue.remove()); System.out.println(pQueue.remove()); System.out.println(pQueue.remove()); System.out.println(pQueue.remove()); // Как можно увидеть по результатам, // удаляется от меньшего числа к большему. } }

Вывод:

Как можно увидеть по результатам, удаление происходит от меньшего числа к большему.

Благодаря Iterator можно перебирать любую коллекцию не вникая в особенности какой-либо из них.

Пример программы:

import java.util.*; @SuppressWarnings(“unchecked”) public class IteratorExample { public static void main(String[] args) { ArrayList aList = new ArrayList(); aList.add(“Sunday”); // добавление элемента aList.add(“Monday”); aList.add(“Tuesday”); // Доступ к каждому элементу через iterator Iterator ir = aList.iterator(); while (ir.hasNext()) { System.out.println(ir.next()); } // То есть у любой коллекции есть iterator. // С помощью которого можно пройтись // по ее элементам. } }

Вывод:

Что же такое коллекция?

Это можно сказать такой особый тип массива.

Мы знаем, что у обычного Java массива есть строгая граница количества элементов, которые могут в нем быть (эту границу мы задаем при инициализации вот так – int [] a = new int[5]).

Это называется статический массив.

То есть у него нет фиксированно возможного количества элементов.

В Java в библиотеке Collections есть много разных динамических массивов каждый из которых нужен для разных задач и ситуаций.

То есть они не просто динамические массивы, а еще и имеют разную структуру и применение.

Поэтому в Java корректно называть их не просто “динамическими массивами”, а коллекциями.

Каждая из коллекций имеет свои подвиды, которые мы будем разбирать.

---

ArrayList

Для начала разберем реализации List.

Первый подвид List, который мы рассмотрим это ArrayList.

ArrayList – лучше использовать когда часто нужен доступ по индексу

Пример программы:

import java.util.*; public class ListLesson { public static void main(String[] args) { //Создаем список. //Как видим никакого размера не указываем ArrayList aList = new ArrayList(); // добавление элемента aList.add(“Sunday”); aList.add(“Monday”); aList.add(“Tuesday”); // удаление элемента aList.remove(“Monday”); //Доступ к каждому элементу с помощью get. //метод get для доступа к элементам по индексу for(int i = 0; i< aList.size(); i++) { System.out.println(aList.get(i)); } // проверка на наличие элемента в списке System.out.println(aList.contains("Tuesday")); } }

Вывод:

---

LinkedList

LinkedList – лучше использовать когда часто производиться вставка/удаление из массива, занимает больше памяти чем ArrayList.

Пример программы:

import java.util.*; public class ListLesson { public static void main(String[] args) { // Создать новый объект LinkedList LinkedList llist = new LinkedList(); // Добавление элементов в связанный список // тем же методом что и у ArrayList. llist.add(“Days in a Week”); // добавить // Добавить в произвольное место связанного списка llist.add(1, “Middle”); llist.add(2, “End”); // Удаление элемента llist.remove(“End”); // Если не вписать аргумент, то удалится элемент, // который был добавлен в массив наиболее давно. llist.remove(); // Доступ к каждому элементу с помощью get for (int i = 0; i < llist.size(); i++) { System.out.println(llist.get(i)); } // проверка на наличие элемента в списке System.out.println(llist.contains("Tuesday")); } }

Вывод:

Из реализаций List есть еще Vector – это как ArrayList, только синхронизирован(для работы с потоками, их будем проходить потом).

---

Конвертация коллекции из одного типа в другой.

При этом эта другая коллекция может быть другого типа по отношению к создаваемой. То есть фактически это значит, что возможно менять тип коллекции.

Пример программы:

import java.util.*; class ListLesson { public static void main(String[] args) { // создаем список ArrayList aList = new ArrayList(); aList.add(“Sunday”); aList.add(“Monday”); aList.add(“Tuesday”); // Создать новый объект LinkedList LinkedList lList = new LinkedList(); lList.add(“Days in a Week”); lList.add(1, “Middle”); lList.add(2, “End”); //Можно создать коллекцию с элементами другой коллекции //другого типа. Можно сказать, что снизу мы поменяли тип //ранее созданной коллекции lList с LinkedList на ArrayList. ArrayList< String > LinkedToArray = new ArrayList<>(lList); LinkedList< String > ArrayToLinked = new LinkedList<>(aList); //Выведем на консоль коллекции for(int i = 0; i < LinkedToArray.size(); i++) { System.out.println(LinkedToArray.get(i)); } for(int i = 0; i< ArrayToLinked.size(); i++) { System.out.println(ArrayToLinked.get(i)); } //также можно задать значение //начального размера внутреннего массива ArrayList< String > list2 = new ArrayList<>(10000); } }

Вывод: