Porovnání kontejnerů, třída Collections

Tomáš Pitner, Radek Ošlejšek, Marek Šabo
tomp@fi.muni.cz

Pomocná třída Collections

  • Java Core API v balíku java.util nabízí třídu Collections
  • nabízí jen statické metody a proměnné (tzv. utility class), nelze od ní vytvářet instance
  • nabízí škálu užitečných metod pro práci s kontejnery
Javadoc třídy Collections

Souběžný přístup

  • moderní kontejnery nejsou synchronizované
  • jinak řečeno, nepřipouštějí souběžný přístup z více vláken
  • standardní (nesynchronizovaný) kontejner lze však zabalit
  • synchronizedSet, synchronizedList, synchronizedCollection, …​
  • metoda vrátí novou synchonizovanou kolekci
List<String> list = new ArrayList<>();
List<String> syncedList = Collections.synchronizedList(list);

Získání nemodifikovatelných kontejnerů

  • kontejnery jsou standardně modifikovatelné (read/write)
  • nemodifikovatelné kontejnery se používají při vracení hodnot z metod
  • unmodifiableSet, unmodifiableList, unmodifiableCollection, …​
  • metoda vrátí novou nemodifikovatelnou kolekci
Set<String> set = Set.of("Donald Trump", "Barrack Obama", "Hillary Clinton");
return Collections.unmodifiableSet(set);
Getter na kolekci je vždy nemodifikovatelný!

Prázdné kontejnery

  • třída obsahuje konstanty EMPTY_SET, EMPTY_LIST, EMPTY_MAP
  • metody emptyList(), emptyMap(), emptyIterator(), …​
  • preferujeme metody, protože konstanty postrádají typ, tj. chybí jim typová kontrola
  • vrácené kolekce jsou nemodifikovatelné
  • šetříme vytváření nové kolekce
Collections.<String>emptyList();

Metody v Collections I

  • Collections.binarySearch

    • binární vyhledávání v kontejneru

  • Collections.reverseOrder, rotate

    • obrácení, rotace pořadí prvků

  • Collections.swap

    • prohazování prvků

  • Collections.shuffle

    • náhodné zamíchání prvků

Metody v Collections II

  • Collections.sort

    • uspořádání (přirozené, anebo pomocí komparátoru)

  • Collections.min, max

    • minimální, maximální prvek (s definovaným uspořádaním)

  • Collections.nCopies

    • vytvoří kolekci n stejných prvků

  • Collections.frequency

    • kardinalita dotazovaného prvku v dané kolekci

Srovnání implementací kolekcí

  • ArrayList — na bázi pole

    • rychlý přímý přístup (přes index)

  • LinkedList — na bázi lineárního zřetězeného seznamu

    • rychlý sekvenční přístup (přes iterátor)

  • HashMap, HashSet — na bázi hašovacích tabulek

    • rychlejší, ale neuspořádané
    • lze získat iterátor procházející klíče uspořádaně

  • TreeMap, TreeSet — na bázi vyhledávacích stromů

    • pomalejší, ale uspořádané

  • LinkedHashSet, LinkedHashMap — spojení výhod obou

Kontejnery a jejich rozhraní

  • Set (množina)

    • HashSet (založena na hašovací tabulce)
    • TreeSet (černobílý strom)
    • LinkedHashSet (zřetězené záznamy v hašovací tabulce)

  • List (seznam)

    • ArrayList (implementován pomocí pole)
    • LinkedList (implementován pomocí zřetězeného seznamu)

  • Deque (fronta - obousměrná)

    • ArrayDeque (fronta pomocí pole)
    • LinkedList (fronta pomocí zřetězeného seznamu)

  • Map (asociativní pole/mapa)

    • HashMap (založena na hašovací tabulce)
    • TreeMap (černobílý strom)
    • LinkedHashMap (zřetězené záznamy v hašovací tabulce)

Kontejnery a výjimky

Při práci s kontejnery může vzniknout řada výjimek.

Některé z nich i s příklady:

  • IllegalStateException

    • vícenásobné volání remove() bez volání next() v iterátoru

  • UnsupportedOperationException

    • modifikace nemodifikovatelné kolekce

  • ConcurrentModificationException

    • iterovaný prvek (for-each cyklem) byl odstraněn

Většina výjimek je běhových (runtime), tudíž není nutné je řešit. (Samozřejmě je ale třeba psát kód tak, aby nevznikaly. :))

Nepovinné metody

  • funkcionalita kontejnerů je předepsána rozhraním

  • některé metody rozhraní jsou nepovinné — třídy jej nemusí implementovat

    • např. add, clear, remove
    • metoda existuje, ale nelze ji použít, protože volání vyhodí výjimku UnsupportedOperationException

  • Důvod?

    • např. nehodí se implementovat zápisové operace, když kontejnery budou read-only (unmodifiable)

← →

/