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你知道Java21中的顺序集合吗? 你知道java21中的顺序集合吗?举例说明

yuyutoo 2024-10-12 01:24 7 浏览 0 评论

在Java 21中,处理集合的方式得到了改进,因为三个新的接口已经融入了现有的类型层次结构。这些顺序集合为我们提供了一个统一的API来访问第一个和最后一个元素,并以相反的顺序处理集合。

为了更好地理解顺序集合是什么,让我们回顾一下集合之前的样子。

Java集合框架

在Java 1.2中引入的Collections Framework,为我们提供了许多接口和类来代表一组对象。这个统一的API具有许多优点,比如使不相关的API之间具有“标准化”的集合类型互操作性,因此促进代码重用。

十几个接口为底层通用和专用实现提供了一个很好的抽象,包括并发环境的实现。尽管不同集合类型的类型层次结构和功能经过精心设计,提供了很大的灵活性和功能,但直到现在才出现了一个缺失的方面……

从前到后,从后到前

获取集合的第一个或最后一个元素是一个非常常见的任务,通常这样做并不漂亮……我敢肯定,正在阅读这篇文章的每个人都曾经无数次地这样做过:

List  items = ...;

String first = items.get(0);

String last = items.get(items.size() - 1);

一些集合类型支持直接访问第一个和最后一个元素,但目前还没有一个共同的接口,也没有一个通用的API(尚不支持):

Type      | First Element     | Last Element
--------- | ----------------- | --------------------------
List      | list.get(0)       | list.get(list.size() - 1)
Deque     | deque.getFirst()  | deque.getLast()
SortedSet | sortedSet.first() | sortedSet.last()

每一个基于Collection的类型都可以很容易地从前往后遍历,因为它是Iterator的后代。这样,我们就可以使用for-each循环、Stream管道,并通过调用toArray()创建任何集合的数组。然而,对于反向遍历,即从后往前,目前还没有简单的方法或技巧。这意味着,例如,如果我们必须处理一个LinkedHashSet,我们必须遍历整个集合才能得到最后一个元素。

直到Java 21顺序集合的出现!

序贯集合类型

JEP 431在集合框架的类型层次结构中引入了三个新的接口,位置十分关键。像过去几年中的许多其他特性一样,这些接口通过默认方法注入新的功能,因此一切仍然保持向后兼容,除非我们想要更特殊的实现,否则没有人需要自己实现这些方法。

这三个新的序贯接口是:

  • SequencedCollection<E> extends Collection<E>

  • SequencedSet<E> extends SequencedCollection<E>, Set<E>

  • SequencedMap<K, V> extends Map<K, V>

SequencedMap

SequencedMap<K, V>接口看起来就像你期望的那样,特别是由于除了reversed()之外的所有方法都是从已有的Deque<E>类型中提升而来的,以提供一个已知且统一的API:

interface SequencedMap<K, V> extends Map<K, V> {
    // NEW METHOD
    SequencedMap<K, V> reversed();
    // PROMOTED METHODS FROM Deque<E>
    void putFirst(K key, V value);
    void putLast(K key, V value);
    V getFirst(K key);
    V getLast(K key);
    V removeFirst(K key);
    V removeLast(K key);
}

add...remove...方法是可选的,并在其默认实现中抛出UnsupportedOperationException以支持不可修改的集合。get...方法的行为类似于其兄弟,在集合为空的情况下抛出NoSuchElementException

SequencedSet

SequencedSet<E>基于SequencedCollection<E>,但具有reversed()方法的协变覆盖:

interface SequencedSet<E> extends SequencedCollection<E>, Set<E> {
    SequencedSet<E> reversed();
}

之前提到的行为仍然有效,因为SequencedCollection<E>的默认实现中没有覆盖任何方法。

SequencedMap<K, V>

SequencedMap<K, V>是基于SequencedCollection<E>但具有协变覆盖的返回类型:

interface SequencedMap<K, V> extends SequencedCollection<Map.Entry<K, V>>, Map<K, V> {
    SequencedMap<K, V> reversed();
}

之前提到的行为仍然有效,因为SequencedCollection<E>的默认实现中没有覆盖任何方法。尽管在概念上不同于其他集合作为基于键值对的数据结构,但是采用顺序化方法仍然可以获得很多好处。与 SequencedCollection<E> 类似, SequencedMap<K, V> 的类型也是从预先存在的类型中获得其功能,在此为 NavigableMap<K, V>

interface SequencedMap<K,V extends Map<K,V>> {
// NEW METHODS
SequencedMap<K,V> reversed();
SequencedSet<K> sequencedKeySet();
SequencedCollection<V> sequencedValues();
SequencedSet<Entry<K,V>> sequencedEntrySet();
V putFirst(K key, V value);
V putLast(K key, V value);
// PROMOTED METHODS FROM NavigableMap<K, V>
Entry<K, V> firstEntry();
Entry<K, V> lastEntry();
Entry<K, V> pollFirstEntry();
Entry<K, V> pollLastEntry();
}

有趣的是,有两个促进的 poll... 方法,因为它们让我们可以轻松地访问第一个或最后一个条目,并且一次性删除它。

扩展Java的集合框架

如前所述,这三种新类型被改造后直接集成到现有的类型层次结构中,以在不破坏任何兼容性的情况下为我们提供所有新的好东西:

整个类型层次结构中的 Sequenced Collections 类型(来源:JEP 431)

基于 Collection 的类型更改如下:

  • ListDeque 现在将 SequencedCollection 作为它们的直接超接口。

  • SortedSet 现在直接从 SequencedSet 派生。以下是翻译后的内容:

现在,LinkedHashSet 实现了 SequencedSet 接口,并额外实现了 SequencedSet

对于 Map 的更改并不多,SequenceMap 类型直接位于 Map 之下,而其上方是 SorterMap 的新超接口和 LinkedHashMap 实现的额外接口。

为了与 Collections Framework 的总体主题相匹配,Collections 上还有三个新的 static 帮助方法:

  • Collections.unmodifiableSequencedCollection(sequencedCollection)

  • Collections.unmodifiableSequencedSet(sequencedSet)

  • Collections.unmodifiableSequencedMap(sequencedMap)

结论:

我认为,在 Java 中引入明确定义的元素顺序和统一的 API 是一项受欢迎的改进。它将为开发人员提供更直接的方式来简化常见的集合任务,并逐步为 Java 类型添加更多便利。虽然与其他语言相比可能不够简洁和全面,但我相信会越来越完善的。


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