学习笔记20 Java Collections Framework概览

一、Lists, Sets, and Maps

list按位置对元素排序，元素x在列表中的位置，也称为其索引。一个列表允许重复的元素。list通过其索引来区分相同的对象。

set是无序无重复集合。与列表不同，set没有其元素的位置概念。集合的实现通常针对搜索进行了优化，所以可以快速找到特定的存储值。

map是一个集合，它根据x的一个属性来存储对象x。这意味着映射中的每个元素都是一个键-值对。键是对象的属性，而值是对象本身。映射允许根据其键快速检索一个值。

二、collection的结构

 JCF Iterable 接口定义了迭代存储E类型的元素的集合的方法。Collection接口扩展了可迭代的方法，并添加了许多处理集合的方法。List接口可由所有按位置对其元素进行排序的集合来实现。它定义了按索引添加、删除和检索元素的方法。最后，Set接口作为所有无序集合的接口。Set接口不会向它从集合中继承的方法添加任何方法。

三、Iterable Interface

1、背景知识

我们认为一个lambda表达式是一个对象，就和根据person类创建一个对象一样。那么一个lambda表达式对象的类型怎么确定呢，它属于哪个类呢？

我们定义了一系列接口，虽然接口不能作为一个对象的类名，但是这里我们暂且这么认为，既我们定义的这一系列不同类型的接口对应了不同lambda表达式对象的类型。

The generic interface Function  takes a parameter of type T and returns a value of type R . A bi-function takes two parameters and returns  a value: the generic interface BiFunction takes two parameters of type T and U , in that

order, and returns a value of type R .

It is useful to have a short hand notation for functional types. We will use the notation T→R for the type Function and (T, U)→R for the type BiFunction . Similar shorthand notation will be used for other functional types.There are also functional interfaces that involve the primitive types int , long , and double . For example, the interface IntFunction is the type int →R, the interface LongFunction is the type long

→R, and IntToLongFunction is the type int → long .

An operator is a function whose parameters and return value have the same type. A binary operator is an operator that takes two parameters, and a unary operator is an operator that takes a single parameter.

Thus BinaryOperator has type (T, T)→T, the interface UnaryOperator has type T→T, and LongUnaryOperator has type long → long .

A consumer takes at least one parameter and returns no result. The interface  Consumer has type T→ void , while the interface BiConsumer has type (T, U)→ void .

A supplier is the opposite of a consumer: it takes no parameters and returns a value. The interface Supplier has type ( )→T and IntSupplier has type ( )→ int .

A predicate is a function that returns a boolean value. Thus Predicate has type T→ boolean , while BiPredicate has type (T, U)→ boolean .

可以看到，我们根据传入参数和传出参数的数量，定义了不同lambda表达式的类型。

2.forEach method

Iterable接口提供了如下方法：

void forEach(Consumer action)

这个方法的语义是：forEach方法接受一个Consumer action类型的变量，根据刚刚的知识我们知道这个类型的变量是一个lambda表达式，而这个lambda表达式接受一个是E的超类的参数作为lambda表达式的输入，且不返回值。E是接口Iterable中的类型

假设我们有一个 `List` 类型的集合 `list`，我们想要对集合中的每个元素执行某个操作，比如将元素打印出来。我们可以使用 `forEach` 方法来遍历集合并对每个元素执行操作，代码如下：

List list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
list.forEach((Integer n) -> System.out.println(n));

在这个例子中，lambda 表达式【(Integer n) -> System.out.println(n)】的类型是 `Consumer`，这个lambda表达式接受一个interger类超类的参数作为其参数。

注意，由于 Java 8 的类型推断机制，我们不需要显式地指定参数类型。上面的代码可以简写为：

List list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
list.forEach(n -> System.out.println(n));

在这个简写的版本中，编译器会根据上下文推断出 lambda 表达式的类型。

3.Iterators

 在刚刚的例子中，我们发现for each方法可以对一个集合中的所有元素做相同操作，但是如果我希望对集合中的某些特定元素做不同操作该怎么办呢？

Iterator iterator()

调用这个方法，我们就对集合创建了一个iterator对象（和之前的forEach不同，foreach是对集合本身操作，这个是根据集合本身，创建一个新对象，对新对象操作），这个对象除了包含集合中的内容之外，还包含了对这些新对象的一些操作方法，我们可以对集合中的元素进行精确操作，其包含的方法如下：

 例子：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.function.Consumer;

/**
 * This program demonstrates Iterators.
 */
public class IteratorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // Array of names.
        String[] names = {"Anna", "Bob", "Carlos", "Debby"};

        // Create list and add names.
        ArrayList nameList = new ArrayList<>();
        for (String name : names) {
            nameList.add(name);
        }

        // Define an action for the "remaining" elements.
        Consumer action = x -> {
            System.out.printf("%s\n", x);
        };

        // Get the iterator to the list.
        Iterator iter = nameList.iterator();

        // Process list elements with the iterator.
        while (iter.hasNext()) {
            String name = iter.next();
            System.out.printf("%s %d\n", name, name.length());
            if (name.equals("Bob")) {
                // Act differently for names after "Bob".
                iter.forEachRemaining(action);
            }
        }
    }
}

Anna 4

Bob 3

Carlos

Debby

这里我们发现，对于bob之后的人，我们做了不一样的操作 。

4.Enhanced For Loop

enhanced for loop 适用于实现可迭代接口的任何类的任何对象。

特别的，我们看一个removeIf的例子：

import java.util.ArrayList;
import java.util.function.Predicate;

/**
 * This program demonstrates the Collection removeIf.
 */
public class FilterDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // Array of names.
        String[] names = {"Anna", "Bob", "Carlos", "Debby"};

        // Create list and add names.
        ArrayList nameList = new ArrayList<>();
        for (String name : names) {
            nameList.add(name);
        }

        // Use forEach with lambda expression to print.
        Predicate filter = x -> x.length() <= 4;

        // Remove strings with length at most 4 from nameList
        nameList.removeIf(filter);

        // Print the array list to show remaining strings.
        System.out.println(nameList);
    }
}

这个例子中，我们用lambda表达式创建了一个检查谓词（predicate），将这个lambda表达式作为一个参数传入removeIf函数。