Java 進階語法: Collections And Generic

作者: 許裕永

當我們有大量資料要管理時，以前想到的會是陣列，從現在開始，不要再想它了。它只適合用來處少量資料，而且是變動性不大的少量資料。舉個最簡單的例子：把陣列長度６的陣列物件中的第４個陣列元素刪掉。你程式碼要怎麼寫？辛辛苦苦寫好了以後，再把某一個值做為此陣列物件的第二個陣列元素值，昏倒！
從這裏我們可以看到，陣列的元素要變動，就是一個又一個的迴圈，把元素值移過來又移過去，陣列元素越多就寫得越累。萬一是多維陣列，那就真的只有祝你幸福了。
集合及泛型，就是方便我們管理大量資料的工具。這裏所謂的集合，指的是ｊａｖａ‧ｕｔｉｌ中，與集合相關的類別。這些與集合相關的類別建構的物件，可以用來管理其他的物件，那些被集合物件管理的物件（新增至集合物件中的物件）我們後續便稱之為「元素」。而不同的集合類別所建構的物件，其管埋元素的模式自然各有特色。認證時，測驗的重點便是這些集合類別的差異性，並不會有大型的考題，請熟記各個不同界面的特色，以及實作相同界面的各個類別的差異性。
1. Ｓｅｔ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ
Ｓｅｔ這個界面的特色，便是對集合中的物件沒有建立識別系統。因為沒有識別系統，所以集合中的元素也就不能重複；相對的也就沒有辦法取得集合中某一個指定的元素。
Ｓｅｔ中比較重要的方法有五個：
ｂｏｏｌｅａｎ　ａｄｄ（Ｏｂｊｅｃｔ　ｏ）
新增元素至集合中。
ｖｏｉｄ　ｃｌｅａｒ（）
清除集合中所有元素。
Ｉｔｅｒａｔｏｒ　ｉｔｅｒａｔｏｒ（）
取得導覽物件。
ｂｏｏｌｅａｎ　ｒｅｍｏｖｅ（Ｏｂｊｅｃｔ　ｏ）
刪除指定元素。
ｉｎｔ　ｓｉｚｅ（）
取得集合中的元素個數
接下來介紹的三個類別都實作Ｓｅｔ這個界面，自然均擁上述之特色及方法成貝。不過它們對集合內元素的排列方式卻大不相同。
１－１　ＨａｓｈＳｅｔ
對於集合物件中的元素是以預設方式排列，也就是不會依照加入的順序排列。
例一：
import java.util.*;
public class SetTest{
　public static void main(String[] args){
　　HashSet set=new HashSet();
　　set.add(new String("Java"));
　　set.add(new Date());
　　set.add(new Integer(5));
　　set.add(null);
　　set.add(new String("Java"));
　　Iterator i=set.iterator();
　　while(i.hasNext()){
　　　System.out.println(i.next());
　　}
　}
}
列印結果：null Java Fri Jan 05 02:16:06 CST 2007 5。
示範主題：１、用ａｄｄ（）新增元素至集合物件之中。２、可以新增ｎｕｌｌ，但只能一個，因為值不能重複。３、ｅｑｕａｌｓ（）比對值為ｔｒｕｅ的元素只能儲存一個。４、導覽物件的使用。５、排列的順序和新增順序無關。
　
例二：
import java.util.*;
public class SetTest{
　public static void main(String[] args){
　　HashSet set=new HashSet();
　　set.add(new A());
　　set.add(new A());
　　set.add(new A());
　　set.add(new A());
　　set.add(new A());
　　System.out.println(set.size());
　}
}
class A{
　public boolean equals(Object o){
　　return true;
　}
　public int hashCode(){
　　return 5;
　}
}
列印結果：１。
示範主題：若開發類別時，ｅｑｕａｌｓ及ｈａｓｈＣｏｄｅ開發不當，將對此類別建構的物件帶來運算時的困擾（不只是在集合物件之中，還有其他狀況）。
　
１－２　ＬｉｎｋｅｄＨａｓｈＳｅｔ
集合物件中的元素，是以新增的順序排列，也就是先進先出。
例一：
import java.util.*;
public class SetTest{
　public static void main(String[] args){
　　LinkedHashSet set=new LinkedHashSet();
　　set.add(new String("Java"));
　　set.add(new Date());
　　set.add(new Integer(5));
　　set.add(null);
　　set.add(new String("Java"));
　　for(Object o:set)
　　　System.out.println(o);
　}
}
列印結果：Java　Fri Jan 05 14:18:17 CST 2007　5　null。
示範主題：１、集合物件中的元素是以新增的順序排列。２、用ｆｏｒ　ｅａｃｈ的寫法可以取代使用ｉｔｅｒａｔｏｒ物件。３、從任何型別的集合物件中取出元素時，各元素的型別均為Ｏｂｊｅｃｔ。
　
１－３　ＴｒｅｅＳｅｔ
集合物件中的元素會從小到大自動排序。
例一：
import java.util.*;
public class SetTest{
　public static void main(String[] args){
　　TreeSet set=new TreeSet();
　　set.add(new String("Java"));
　　set.add(new Date());
　　set.add(new Integer(5));
　　set.add(null);
　　set.add(new String("Java"));
　　for(Object o:set)
　　　System.out.println(o);
　}
}
執行結果：編譯正確，但執行時出現錯誤訊息：
java.lang.ClassCastException: java.lang.String。
示範主題：１、因為本集合物件有自動排序功能，若集合物件中的元素無法比較大小時，便會產生錯誤訊息。２、ｎｕｌｌ亦會造成執行時期錯誤（因為無法比較大小）。
　
例二：
import java.util.*;
public class SetTest{
　public static void main(String[] args){
　　TreeSet set=new TreeSet();
　　set.add(new String("Java"));
　　set.add(new String("JAva"));
　　set.add(new String("JaVa"));
　　set.add(new String("JavA"));
　　set.add(new String("java"));
　　for(Object o:set)
　　　System.out.println(o);
　}
}
列印結果：JAva　JaVa　JavA　Java　java。
示範主題：字串排序比對方式：１、以字元碼比對。２、由左向右逐字元比對。
　
2. Ｌｉｓｔ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ
Ｌｉｓｔ這個界面的特色，便是會對集合物件中的每個元素給予一個序號以資識別。如同陣列一般序號從０開始，到元素個數減１；和陣列不同的是，你可以任意的新增或刪除任何一個元素，而不必去擔必序號的問題，Ｌｉｓｔ集合物件會幫你搞定。
因為有了識別系統，不像Ｓｅｔ是以元素本身的值為識別，所以Ｌｉｓｔ中是可以置入ｅｑｕａｌｓ（）比對值為ｔｒｕｅ的元素的。
Ｌｉｓｔ和Ｓｅｔ是同一個父界面（Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ），Ｌｉｓｔ中的方法，除了上述Ｓｅｔ中所列出的五個之外（ｒｅｍｏｖｅ有兩個），另外還有一些重要方法：
ｖｏｉｄ　ａｄｄ（ｉｎｔ　ｉｎｄｅｘ，　Ｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ）
將元素新增至指定序號的位置，原先集合物件中的元素會逐一往後退一個序號。
Ｅ　ｇｅｔ（ｉｎｔ　ｉｎｄｅｘ）
取得指定序號的元素。
ｉｎｔ　ｉｎｄｅｘＯｆ（Ｏｂｊｅｃｔ　ｏ）
查詢某個物件在本集合物件中的序號，若不存在則運算結果為－１。
Ｅ　ｓｅｔ（ｉｎｔ　ｉｎｄｅｘ，　Ｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ）
設定參數物件為指定序號位置的元素，此序號原先就已經存放的元素，將被參數物件取代。
Ｏｂｊｅｃｔ［］　ｔｏＡｒｒａｙ（）
將本集合物件轉換為Ｏｂｊｅｃｔ型別的一維陣列物件。
　
２－１　ＬｉｎｋｅｄＬｉｓｔ
集合物件中的元素，會以新增的順序或指定的位置排列。
例一：
import java.util.*;
public class ListTest{
　public static void main(String[] args){
　　LinkedList list=new LinkedList();
　　list.add(new String("Java"));
　　list.add(new Integer(8));
　　list.add(new Double(3.0));
　　list.add(1,new String("SCJP"));
　　//list.add(8,new String("Over"));
　　list.set(3,new String("Set"));
　　for(int a=0;a<list.size();a++){
　　　System.out.println(list.get(a));
　　}
　}
}
列印結果：Java　SCJP　8　Set。
示範主題：１、若未指定序號，元素以新增順序排列。２、指定的序號若超出Ｌｉｓｔ物件大小，將會造成執行時期錯誤。３、ｓｅｔ（）會取代原有元素。４、可以用序號逐一取得集合物件中之元素。
　
２－２　ＡｒｒａｙＬｉｓｔ
ＡｒｒａｙＬｉｓｔ集合物件的基本功能，和ＬｉｎｋｅｄＬｉｓｔ大同小異，差別在於內部運算模式，而運算模式對我們而言並不重要。我只需要知道：ＬｉｎｋｅｄＬｉｓｔ的搜尋效率較高；ＡｒｒａｙＬｉｓｔ的新增及刪除效率較好。實務使用時，按需求使用適當的類別就可以了。
　
２－３　Ｖｅｃｔｏｒ
Ｖｅｃｔｏｒ提供的功能和上述兩個類別也是大同小異，而其採用的運算模式和ＡｒｒａｙＬｉｓｔ是一樣的。它最大的特色是：支援執行緒同步化，也就是這個類別的所有方法均宣告為ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ。在需要注意執行緒安全的程式之中（如網路伺服器程式）建構Ｌｉｓｔ集合物件，就非它不可了。
　
3. Ｑｕｅｕｅ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ
Ｑｕｅｕｅ是一個很特殊的界面，它最大的特色就是提供了取得元素後順便刪除該元素的方法。可以讓我們在先進先出、即用即丟的用途上，得到最高的效率。
Ｑｕｅｕｅ和Ｓｅｔ是同一個父界面（Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ），所以Ｓｅｔ中介紹的五個方法，Ｑｕｅｕｅ也都有，另外還有下列重點方法：
Ｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ（）　
取得集合物件中的第一個元素，但不刪除。　
Ｅ　ｐｅｅｋ（）　
取得集合物件中的第一個元素，但不刪除。如果集合物件中沒有任何元素，則運算結果為ｎｕｌｌ。
Ｅ　ｒｅｍｏｖｅ（）　
取得集合物件中的第一個元素，並刪除此元素。
　Ｅ　ｐｏｌｌ（）　
取得集合物件中的第一個元素，並刪除此元素。如果集合物件中沒有任何元素，則運算結果為ｎｕｌｌ。
ｂｏｏｌｅａｎ　ｏｆｆｅｒ（Ｅ　ｏ）　
將參數物件新增至集合物件中。
　
３－１　ＬｉｎｋｅｄＬｉｓｔ
ＬｉｎｋｅｄＬｉｓｔ除了實作Ｌｉｓｔ界面之外，也實作了Ｑｕｅｕｅ界面。使用者可以依照程式需求自行決定要呼叫的方法，當然這也是測驗的重點。
例一：
import java.util.*;
public class QueueTest{
　public static void main(String[] args){
　　LinkedList queue=new LinkedList();
　　queue.offer(new String("Java"));
　　queue.offer(new Double(3.5));
　　queue.offer(new Date(107,0,1));
　　while(queue.size()>0)
　　System.out.println(queue.poll());
　　System.out.println(queue.peek());
　}
}
列印結果：Java　3.5　Mon Jan 01 00:00:00 CST 2007　null。
示範主題：１、ＬｉｎｋｅｄＬｉｓｔ類別建構的物件，可以執行Ｌｉｓｔ的方法，也可以執行Ｑｕｅｕｅ的方法。２、因為是執行ｐｏｌｌ（）來取得集合物件中的元素，元素取得後會立刻刪除，所以不能用ｆｏｒ　ｅａｃｈ，也不適合用一般的ｆｏｒ。３、迴圈結束之後，集合物件中已經沒有元素。
　
３－２　ＰｒｉｏｒｉｔｙＱｕｅｕｅ
這個類別提供了，Ｌｉｓｔ的所有類別所做不到的功能：自動排序。而且它的排序方式還可以自訂。雖然有一點複雜，還是值得一提。
建構方法：PriorityQueue(int initialCapacity, Comparator<? super E> comparator)
此類別有多個建構方法，但只有這一個可以自訂排序方式。其他建構方法建構的物件以預設方式排序（同ＴｒｅｅＳｅｔ）。
ｉｎｉｔｉａｌＣａｐａｃｉｔｙ：這個參數只要是大於０的數字即可，用來設定集合物件的初始化容量，預設值是１１。但事實上元素個數超過這個初始化容量的設定值並沒有關係。
ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ：這是一個Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ物件。這個物件中設計了排序的準則，ＰｒｉｏｒｉｔｙＱｕｅｕｅ集合物件就是用Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ物件來執行自動排序。Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ是一個界面，裏面有兩個方法，一個叫ｃｏｍｐａｒｅ，另一個叫ｅｑｕａｌｓ，自訂的排序準則便寫在ｃｏｍｐａｒｅ之中，這個方法的運算結果分為負值、０及正值，分別代表小於、等於及大於的關係。
例一：
import java.util.*;
public class QueueTest{
　public static void main(String[] args){
　　PriorityQueue queue=new PriorityQueue(2,new Comparator(){
　　　public int compare(Object o1,Object o2){
　　　　if(o1.hashCode()>o2.hashCode()){
　　　　　return 1;
　　　　}else if(o1.hashCode()<o2.hashCode()){
　　　　　return -1;
　　　　}
　　　　return 0;
　　　}
　　});
　　queue.offer(new String("Java"));
　　queue.offer(new Double(3.5));
　　queue.offer(new Date(107,0,1));
　　while(queue.size()>0)
　　　System.out.println(queue.poll());
　　System.out.println(queue.peek());
　}
}
檔案重點：１、用匿名類別寫法來建構Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ物件。２、ｏｖｅｒｒｉｄｉｎｇ　ｃｏｍｐａｒｅ時使用的參數列中，可以使用任意型別，不一定要Ｏｂｊｅｃｔ。但是用Ｏｂｅｊｃｔ的好處是任何物件都可以相互比較，不至於因為物件型別不一而產生錯誤。３、以物件ｈａｓｈＣｏｄｅ之值為比較的準則。
列印結果：Mon Jan 01 00:00:00 CST 2007　Java　3.5　null。
示範主題：集合物件依自訂的排序準則來排序，不會因為元素型別不一樣無法比較而顯示錯誤訊息。
　
4. Ｍａｐ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ
Ｍａｐ這個界面的特色，是可以讓我們指定一個物件做為元素的識別代號，來取代Ｌｉｓｔ界面用序號做為元素的代號。而做為識別代號的物件我們稱之為ｋｅｙ，它必須是唯一的；做為元素的我們稱之為Ｖａｌｕｅ，至於元素的值是可以重複的。
Ｍａｐ和之前的Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ沒有關係，對元素存取的方式也大不相同，它的方法和前面介紹的界面完全無關。
Ｍａｐ的重要方法如下：
Ｖ　ｐｕｔ（Ｋ　ｋｅｙ，　Ｖ　ｖａｌｕｅ）
以ｋｅｙ物件為識別，將ｖｌａｕｅ新增為本集合物件之元素。
Ｖ　ｇｅｔ（Ｏｂｊｅｃｔ　ｋｅｙ）
取得識別代號為ｋｅｙ的元素。
Ｖ　ｒｅｍｏｖｅ（Ｏｂｊｅｃｔ　ｋｅｙ）
刪除識別代號為ｋｅｙ的元素。
ｖｏｉｄ　ｃｌｅａｒ（）
刪除集合物件中的所有元素。
ｉｎｔ　ｓｉｚｅ（）
取得集合物件的元素個數。
Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ＜Ｖ＞　ｖａｌｕｅｓ（）　　
將集合物件中的所有元素，建構成Ｃｅｌｌｅｃｔｉｏｎ型別物件。
　
４－１　ＨａｓｈＭａｐ
以預設方式排列ｋｅｙ（同ＨａｓｈＳｅｔ），也就是ｋｅｙ的排列方式與新增順序無關。
例一：
import java.util.*;
public class MapTest{
　public static void main(String[] args){
　　HashMap map=new HashMap();
　　String[] s={"A","B","C"};
　　map.put(s[0],new String("Angel"));
　　map.put(s[1],new String("Baseball"));
　　map.put(s[2],new String("Car"));
　　Collection c=map.values();
　　for(Object o:c)
　　　System.out.println(o);
　　}
　}
列印結果：Angel　Car　Baseball。
示範主題：１、以ｋｅｙ，ｖａｌｕｅ的方式新增Ｍａｐ物件的元素。２、將Ｍａｐ物件建構成Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ物件。
　
４－２　ＬｉｎｋｅｄＨａｓｈＭａｐ
以加入的順序排列集合物件中的ｋｅｙ。
例二：
import java.util.*;
public class MapTest{
　public static void main(String[] args){
　　HashMap map=new HashMap();
　　String[] s={"A","B","C"};
　　map.put(s[0],new String("Angel"));
　　map.put(s[1],new String("Baseball"));
　　map.put(s[2],new String("Car"));
　　for(String key:s)
　　　System.out.println(map.get(key));
　　}
　}
列印結果：Angel　Baseball　Car。
示範主題：用ｇｅｔ（ｋｅｙ）取得集合物件中之元素。
　
４－３　ＴｒｅｅＭａｐ
本類別集合物件會將ｋｅｙ之值自動排序。
例一：
import java.util.*;
public class MapTest{
　public static void main(String[] args){
　　TreeMap map=new TreeMap();
　　String[] s={"a","B","c"};
　　map.put(s[0],new String("Angel"));
　　map.put(s[1],new String("Baseball"));
　　map.put(s[2],new String("Car"));
　　Collection c=map.values();
　　for(Object o:c)
　　　System.out.println(o);
　　}
}
列印結果：Baseball　Angel　Car。
示範例主題：集合物件中的元素以ｋｅｙ值為自動排序依據。
　
４－４　Ｈａｓｈｔａｂｌｅ
Ｈａｓｈｔａｂｌｅ物件中元素的排列方式和ＨａｓｈＭａｐ是一樣的。它最大的特色，是和Ｌｉｓｔ中的Ｖｅｃｔｏｒ一樣，支援執行緒安全。也就是它的方法全部都有宣告ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ。
　
5. 物件排序
Ｓｔｒｉｎｇ物件能不能排序？可以。Ｉｎｔｅｇｅｒ物件能不能排序？可以。Ｓｔｕｄｅｎｔ物件能不能排序？不能。因為我們並沒有設計Ｓｔｕｄｅｎｔ物件比較大小的準則，自然無法排序。
５－１　Ｃｏｍｐａｒａｂｌｅ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ
要設計某一個類別所建構的物件之間的比較準則，就必須在宣告類別時，實作ｊａｖａ‧ｌａｎｇ‧Ｃｏｍｐａｒａｂｌｅ這個Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，並ｏｖｅｒｒｉｄｉｎｇ　ｃｏｍｐａｒＴｏ（）這個方法。要注意此界面和之前介紹過的ｊａｖａ‧ｕｔｉｌ‧Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ界面並不一樣。Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ型別物件定義的比較準則，是提供給ＰｒｉｏｒｉｔｙＱｕｅｕｅ集合物件使用。而實作本界面的類別所建構的物件，可以在任何環境中進行比較。
　
將Ｓｔｕｄｅｎｔ‧ｊａｖａ修改如下：
public class Student implements Comparable<Student>
{
//其他方法成員
　public int compareTo(Student s){
　　if(number.hashCode()>s.getNumber().hashCode())
　　　return 1;
　　if(number.hashCode()<s.getNumber().hashCode())
　　　return -1;
　　return 0;
　}
}
　
５－２　Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｓ
ｊａｖａ‧ｕｔｉｌ‧Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｓ這是一個類別，不是之前的Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ界面。這個類別的功能與ｊａｖａ‧ｕｔｉｌ‧Ａｒｒａｙｓ相似，提供相當多的類別方法成員，來協助我們運算集合物件。對於這些方法我們有概念即可。
例一：
import java.util.*;
public class CollectionsTest{
　public static void main(String[] args){
　　LinkedList list=new LinkedList();
　　list.add(new String("java"));
　　list.add(new String("Java"));
　　list.add(new String("scjp"));
　　list.add(new String("Scjp"));
　　System.out.print("排序前:");
　　for(Object s:list)
　　　System.out.print(s + "\t");
　　Collections.sort(list);
　　System.out.print("\n排序後:");
　　for(Object s:list)
　　　System.out.print(s+ "\t");
　}
}
列印結果：
排序前:java Java scjp Scjp
排序後:Java Scjp java scjp。
示範主題：１、讓沒有排序功能的Ｌｉｓｔ物件，也可以排序。２、　Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｓ中還有接受排序準則物件（Ｃｏｍｐａｒｔｏｒ）為參數的ｓｏｒｔ（）。
　
例二：
import java.util.*;
public class CollectionsTest{
　public static void main(String[] args){
　　LinkedList list=new LinkedList();
　　list.add(new String("java"));
　　list.add(new String("Java"));
　　list.add(new String("scjp"));
　　list.add(new String("Scjp"));
　　System.out.println(Collections.binarySearch(list,new String("scjp")));
　　System.out.println(Collections.binarySearch(list,new String("SCJP")));
　}
}
列印結果：２　－３。
示範主題：１、取得標的物件在集合物件中的序號。２、若標的物並不存在於集合物件中時，傳回位置代號。（請參閱第四章第四節　陣列比對及其他運算）
　
6. 集合中使用ＡｕｔｏＢｏｘｉｎｇ
在使用集合物件管理大量資料時，如果資料是擁有ＡｕｔｏＢｏｘｉｎｇ機制的物件，善加利用，可以省略一些繁鎖的小程式。
例一：
import java.util.*;
public class AutoBoxingSet{
　public static void main(String[] args){
　　HashSet set=new HashSet();
　　set.add(1);
　　set.add(5.0);
　　set.add("Java");
　　System.out.println(set);
　}
}
列印結果：[Java, 1, 5.0]。
示範主題：ＡｕｔｏＢｏｘｉｎｇ會把值自動建構成對應型別的物件。
　
7. 泛型（Ｇｅｎｅｒｉｃｓ）
在使用集合物件管理元素時，要新增於集合物件中的元素，會自動向上轉型為Ｏｂｊｅｃｔ型別後新增。因為Ｊａｖａ中的所有物件均擁有Ｏｂｊｅｃｔ型別，所以集合物件中的元素可以是任何型別的物件，置入時非常方便。
但相對的，取得集合物件中的元素時，所取得的元素一定是Ｏｂｊｅｃｔ型別，運算前要先向下轉型，就不是很方便了。
例一：
import java.util.*;
public class GenericsTest{
　public static void main(String[] args){
　　LinkedList list=new LinkedList();
　　list.add("Java");
　　list.add("Java SCJP");
　　list.add("Java SCWCD");
　　
　　int lengthTotal=0;
　　for(int a=0;a<list.size();a++){
　　　Object o=list.get(a);
　　　lengthTotal+=o.length();
　　}
　　System.out.println(lengthTotal);
　}
}
執行結果：編譯錯誤。
示範主題：１、ｌｉｓｔ‧ｇｅｔ（ａ）取得之物件為Ｏｂｊｅｃｔ型別，雖然它實際上是Ｓｔｒｉｎｇ物件，但是目前的型別是Ｏｂｊｅｃｔ，所以就不能執行子類別Ｓｔｒｉｎｇ中宣告的方法ｌｅｎｇｔｈ（）。２、若將長度運算敍述修改為「ｌｅｎｇｔｈＴｏｔａｌ＋＝（（Ｓｔｒｉｎｇ）ｏ）．ｌｅｎｇｔｈ（）；」，則列印結果為：２３。
　
７－１　基本使用
若集合物件之中要管理的元素，確定只有單一型別（例：Ｓｔｒｉｎｇ），則可以用泛型機制來免除向下轉型之作業。
例一：
import java.util.*;
public class GenericsTest{
　public static void main(String[] args){
　　LinkedList<String> list=new LinkedList<String>();
　　list.add("Java");
　　list.add("Java SCJP");
　　list.add("Java SCWCD");
　　
　　int lengthTotal=0;
　　for(int a=0;a<list.size();a++){
　　　String o=list.get(a);
　　　lengthTotal+=o.length();
　　}
　　System.out.println(lengthTotal);
　}
}
列印結果：２３。
示範主題：１、在宣告集合物件的參考變數時，於類別名稱後方加上“＜型別＞”，搭配建構方法的小括號之前加上的“＜型別＞”，即表示本集合物件只接受指定型別的物件。２、在建構方法的小括號之前也須加上“＜型別＞”，若沒有加也可以編譯及執行，但編譯時會產生警告。３、集合物件執行ｇｅｔ（）所取得的元素，不必向下轉型即為泛型中宣告之型別。
　
７－２　自訂泛型類別
在說明文件中，我們可以看到很多類別及方法有宣告“＜型別＞”。以類別而言代表：本類別可以使用泛型機制，來限制集合物件中元素的型別；以方法而言代表：本方法可以搭配類別宣告的泛型型別來執行泛型機制。當然我們自行開發的類別也可以這樣宣告。
例：
public class GenericsTest{
　public static void main(String[] args){
　　MyClass<String> mc=new MyClass<String>();
　　mc.setX("Java","SCWCD");
　　System.out.println(mc.getX());
　}
}
class MyClass<A>{
　private int x;
　public void setX(A o1,A o2 ){
　　x=o1.hashCode()+o2.hashCode();
　}
　public int getX(){
　　return x;
　}
}
檔案重點：１、類別宣告時的“＜Ａ＞”表示本類別可以接受泛型機制，‘Ａ’只是一個代號，方便類別中的方法搭配宣告，要叫什麼都可以。２、方法中的代號必須和類別搭配。３、ｓｅｔＸ（）的參數列限定了兩個參數的型別，都必須是建構物件時指定之泛型型別的物件。
列印結果：81035498。
示範主題：自訂有泛型功能的類別及方法成員。
　
若方法的參數是集合物件時，可以使用：「１、＜？＞代表所有型別。２、＜？　ｅｘｔｅｎｄｓ　Ｅ＞代表所有Ｅ型別的子型別」，來宣告該集合物件參數，可以接受的泛型型別。
例（請參閱ＪＤＫ文件）：
Ｃｌａｓｓ　ＬｉｎｋｅｄＬｉｓｔ＜Ｅ＞
本類別接受泛型宣告
ａｄｄ（ｉｎｔ　ｉｎｄｅｘ，　Ｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ）
新增以類別宣告之泛型型別（Ｅ）所建構之物件。
ｒｅｍｏｖｅＡｌｌ（Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ＜？＞　ｃ）
刪除任意型別（不限定為Ｅ）之Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ物件
ａｄｄＡｌｌ（Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ＜？　ｅｘｔｅｎｄｓ　Ｅ＞　ｃ）
新增以類別宣告之泛型型別（Ｅ）及其子類別建構之Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ物件。
最後，泛型中所謂的型別，不包含基本資料型別。
　
７－３　泛型與多型
宣告泛型的類別所建構的物件是多型的。
例一：
List<Object> list=new LinkedList<Object>();
LinkedList<Object> list2=(LinkedList)list;
LinkedList<String> list3=list2;
示範主題：１、ｎｅｗ　ＬｉｎｋｅｄＬｉｓｔ＜Ｏｂｊｅｃｔ＞（）建構的物件是多型的，可以指派給Ｌｉｓｔ＜Ｏｂｊｅｃｔ＞宣告的參考變數。２、可以向下轉型，指派給ＬｉｎｋｅｄＬｉｓｔ＜Ｏｂｊｅｃｔ＞宣告的參考變數。３、但是泛型的宣告視為類別宣告的一部份，若泛型宣告的型別不一樣，就不可以指派。
泛型宣告的型別也是適用多型機制的。
　
例二：
LinkedList<Object> list=new LinkedList<Object>();
list.add(new Object());
list.add(new String("Java"));
list.add(new StringBuffer("JAVA"));
list.add(5);
System.out.println(list);
以上程式碼是合法的。泛型型別宣告為Ｏｂｊｅｃｔ，則只要是Ｏｂｊｅｃｔ型別物件，都是合法的。
　
8. 認證重點整理
８－１Ｓｅｔ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ

财從任何型別的集合物件中取出元素時，各元素的型別均為Ｏｂｊｅｃｔ。
财Ｓｅｔ這個界面的特色，便是對集合中的物件沒有建立識別系統。
财Ｓｅｔ集合物件中的元素值不能重複。
财Ｓｅｔ沒有辦法取得集合中某一個指定的元素。
财Ｓｅｔ可以新增ｎｕｌｌ，但只能一個，因為值不能重複。
财ＨａｓｈＳｅｔ對於集合中的元素是以預設方式排列，也就是不會依照加入的順序排列。
财ＬｉｎｋｅｄＨａｓｈＳｅｔ集合物件中的元素，是以新增的順序排列，也就是先進先出。
财ＴｒｅｅＳｅｔ集合物件中的元素會從小到大自動排序。
财因為ＴｒｅｅＳｅｔ集合物件有自動排序功能，若集合物件中的元素無法比較大小時，便會產生錯誤訊息。
财ＴｒｅｅＳｅｔ集合物件中若新增ｎｕｌｌ為元素，亦會造成執行時期錯誤（因為無法比較大小）。
财字串排序比對方式：１、以字元碼比對。２、由左向右逐字元比對。

８－２　Ｌｉｓｔ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ

财Ｌｉｓｔ這個界面的特色，便是會對集合物件中的每個元素給予一個序號以資識別，序號從０開始，到元素個數減１。
财Ｌｉｓｔ中是可以置入ｅｑｕａｌｓ（）比對值為ｔｒｕｅ的元素的。
财ＬｉｎｋｅｄＬｉｓｔ集合物件中的元素，會以新增的順序或指定的位置排列。
财指定的序號若超出Ｌｉｓｔ物件大小，將會造成執行時期錯誤。
财Ｖｅｃｔｏｒ支援執行緒同步化，也就是這個類別的所有方法均宣告為ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ。

８－３　Ｑｕｅｕｅ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ

财Ｑｕｅｕｅ集合物件，最大的特色就是提供了取得元素後順便刪除該元素的方法。
财ＬｉｎｋｅｄＬｉｓｔ除了實作Ｌｉｓｔ界面之外，也實作了Ｑｕｅｕｅ界面。
财ＬｉｎｋｅｄＬｉｓｔ類別建構的物件，可以執行Ｌｉｓｔ的方法，也可以執行Ｑｕｅｕｅ的方法。
财ＰｒｉｏｒｉｔｙＱｕｅｕｅ提供了，Ｌｉｓｔ的所有類別所做不到的功能：自動排序。而且它的排序方式還可以自訂。
财ＰｒｉｏｒｉｔｙＱｕｅｕｅ集合物件就是用Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ物件來執行自動排序。Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ是一個界面，裏面有兩個方法，一個叫ｃｏｍｐａｒｅ，另一個叫ｅｑｕａｌｓ，自訂的排序準則便寫在ｃｏｍｐａｒｅ之中，這個方法的運算結果分為負值、０及正值，分別代表小於、等於及大於的關係。

财
８－４　Ｍａｐ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ

财Ｍａｐ這個界面的特色，是可以讓我們指定一個物件做為元素的識別代號。
财做為識別代號的物件我們稱之為ｋｅｙ，它必須是唯一的。
财ＨａｓｈＭａｐ以預設方式排列ｋｅｙ（同ＨａｓｈＳｅｔ），也就是ｋｅｙ的排列方式與新增順序無關。
财ＬｉｎｋｅｄＨａｓｈＭａｐ以加入的順序排列集合物件中的ｋｅｙ。
财ＴｒｅｅＭａｐ集合物件會將ｋｅｙ之值自動排序。
财Ｈａｓｈｔａｂｌｅ物件中元素的排列方式和ＨａｓｈＭａｐ是一樣的。它最大的特色，是和Ｌｉｓｔ中的Ｖｅｃｔｏｒ一樣，支援執行緒安全。

８－５　物件排序

财要設計某一個類別所建構的物件之間的比較準則，就必須在宣告類別時，實作ｊａｖａ‧ｌａｎｇ‧Ｃｏｍｐａｒａｂｌｅ這個Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，並ｏｖｅｒｒｉｄｉｎｇ　ｃｏｍｐａｒＴｏ（）這個方法。
财ｊａｖａ‧ｕｔｉｌ‧Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｓ這是一個類別，不是之前的Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ界面。這個類別的功能與ｊａｖａ‧ｕｔｉｌ‧Ａｒｒａｙｓ相似，提供相當多的類別方法成員，來協助我們運算集合物件。

８－６　集合中使用ＡｕｔｏＢｏｘｉｎｇ

财使用集合物件管理大量資料時，如果資料是擁有ＡｕｔｏＢｏｘｉｎｇ機制的物件，善加利用，可以省略一些繁鎖的小程式。

８－７　泛型（Ｇｅｎｅｒｉｃｓ）

财若集合物件之中要管理的元素，確定只有單一型別（例：Ｓｔｒｉｎｇ），則可以用泛型機制來免除向下轉型之作業。
财在宣告集合物件的參考變數時，於類別名稱後方加上“＜型別＞”，搭配建構方法的小括號之前加上的“＜型別＞”，即表示本集合物件只接受指定型別的物件。
财在集合物件中取得的任意元素，不必向下轉型即為泛型中宣告之型別。
财類別宣告時的“＜Ａ＞”表示本類別可以接受泛型機制，‘Ａ’只是一個代號，方便類別中的方法搭配宣告，要叫什麼都可以。
财方法中的代號必須和類別搭配。
财若方法的參數是集合物件時，可以使用：「１、＜？＞代表所有型別。２、＜？　ｅｘｔｅｎｄｓ　Ｅ＞代表所有Ｅ型別的子型別」，來宣告該集合物件參數，可以接受的泛型型別。
财宣告泛型的類別所建構的物件是多型的。
财泛型宣告的型別也是適用多型機制的。

Java 進階語法

2013年9月10日星期二

Collections And Generic

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