在本例中， Apple 和 Orange 都被放到了集合中，然后将它们取出。正常情况下，Java编译器会给出警告，因为这个示例没有使用泛型。在这里，使用特定的注解来抑制警告信息。注解以“@”符号开头，可以带参数。这里的 @SuppressWarning 注解及其参数表示只抑制“unchecked”类型的警告（注解章节将介绍更多有关注解的信息）：
// collections/ApplesAndOrangesWithoutGenerics.java
// Simple collection use (suppressing compiler warnings)
// {ThrowsException}
import java.util.*;
class Apple {
private static long counter;
private final long id = counter++;
public long id() { return id; }
}
class Orange {}
public class ApplesAndOrangesWithoutGenerics {
@SuppressWarnings("unchecked")
public static void main(String[] args) {
ArrayList apples = new ArrayList();
for(int i = 0; i < 3; i++)
apples.add(new Apple());
// No problem adding an Orange to apples:
apples.add(new Orange());
for(Object apple : apples) {
((Apple) apple).id();
// Orange is detected only at run time
}
}
}
/* Output:
___[ Error Output ]___
Exception in thread "main"
java.lang.ClassCastException: Orange cannot be cast to Apple
at ApplesAndOrangesWithoutGenerics.main(ApplesAndOrangesWithoutGenerics.java:23)
*/
Apple 和 Orange 是截然不同的，它们除了都是 Object 之外没有任何共同点（如果一个类没有显式地声明继承自哪个类，那么它就自动继承自 Object）。因为 ArrayList 保存的是 Object ，所以不仅可以通过 ArrayList 的 add() 方法将 Apple 对象放入这个集合，而且可以放入 Orange 对象，这无论在编译期还是运行时都不会有问题。当使用 ArrayList 的 get() 方法来取出你认为是 Apple 的对象时，得到的只是 Object 引用，必须将其转型为 Apple。然后需要将整个表达式用括号括起来，以便在调用 Apple 的 id() 方法之前，强制执行转型。否则，将会产生语法错误。
// collections/GenericsAndUpcasting.java
import java.util.*;
class GrannySmith extends Apple {}
class Gala extends Apple {}
class Fuji extends Apple {}
class Braeburn extends Apple {}
public class GenericsAndUpcasting {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Apple> apples = new ArrayList<>();
apples.add(new GrannySmith());
apples.add(new Gala());
apples.add(new Fuji());
apples.add(new Braeburn());
for(Apple apple : apples)
System.out.println(apple);
}
}
/* Output:
GrannySmith@15db9742
Gala@6d06d69c
Fuji@7852e922
Braeburn@4e25154f
*/
// collections/AddingGroups.java
// Adding groups of elements to Collection objects
import java.util.*;
public class AddingGroups {
public static void main(String[] args) {
Collection<Integer> collection =
new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
Integer[] moreInts = { 6, 7, 8, 9, 10 };
collection.addAll(Arrays.asList(moreInts));
// Runs significantly faster, but you can't
// construct a Collection this way:
Collections.addAll(collection, 11, 12, 13, 14, 15);
Collections.addAll(collection, moreInts);
// Produces a list "backed by" an array:
List<Integer> list = Arrays.asList(16,17,18,19,20);
list.set(1, 99); // OK -- modify an element
// list.add(21); // Runtime error; the underlying
// array cannot be resized.
}
}
也可以直接使用 Arrays.asList() 的输出作为一个 List ，但是这里的底层实现是数组，没法调整大小。如果尝试在这个 List 上调用 add() 或 remove()，由于这两个方法会尝试修改数组大小，所以会在运行时得到“Unsupported Operation（不支持的操作）”错误：
// collections/AsListInference.java
import java.util.*;
class Snow {}
class Powder extends Snow {}
class Light extends Powder {}
class Heavy extends Powder {}
class Crusty extends Snow {}
class Slush extends Snow {}
public class AsListInference {
public static void main(String[] args) {
List<Snow> snow1 = Arrays.asList(
new Crusty(), new Slush(), new Powder());
//- snow1.add(new Heavy()); // Exception
List<Snow> snow2 = Arrays.asList(
new Light(), new Heavy());
//- snow2.add(new Slush()); // Exception
List<Snow> snow3 = new ArrayList<>();
Collections.addAll(snow3,
new Light(), new Heavy(), new Powder());
snow3.add(new Crusty());
// Hint with explicit type argument specification:
List<Snow> snow4 = Arrays.<Snow>asList(
new Light(), new Heavy(), new Slush());
//- snow4.add(new Powder()); // Exception
}
}
在 snow4 中，注意 Arrays.asList() 中间的“暗示”（即 <Snow> ），告诉编译器 Arrays.asList() 生成的结果 List 类型的实际目标类型是什么。这称为显式类型参数说明（explicit type argument specification）。
ArrayList 和 LinkedList 都是 List 的类型，从输出中可以看出，它们都按插入顺序保存元素。两者之间的区别不仅在于执行某些类型的操作时的性能，而且 LinkedList 包含的操作多于 ArrayList 。本章后面将对这些内容进行更全面的探讨。
HashSet ， TreeSet 和 LinkedHashSet 是 Set 的类型。从输出中可以看到， Set 仅保存每个相同项中的一个，并且不同的 Set 实现存储元素的方式也不同。 HashSet 使用相当复杂的方法存储元素，这在附录：集合主题中进行了探讨。现在只需要知道，这种技术是检索元素的最快方法，因此，存储顺序看上去没有什么意义（通常只关心某事物是否是 Set 的成员，而存储顺序并不重要）。如果存储顺序很重要，则可以使用 TreeSet ，它把对象按照比较规则来排序；还有 LinkedHashSet ，它把对象按照被添加的先后顺序来排序。
第 22、23 行输出展示了如何使用 toArray() 方法将任意的 Collection 转换为数组。这是一个重载方法，其无参版本返回一个 Object 数组，但是如果将目标类型的数组传递给这个重载版本，那么它会生成一个指定类型的数组（假设它通过了类型检查）。如果参数数组太小而无法容纳 List 中的所有元素（就像本例一样），则 toArray() 会创建一个具有合适尺寸的新数组。 Pet 对象有一个 id() 方法，可以在所产生的数组中的对象上调用这个方法。
迭代器Iterators
在任何集合中，都必须有某种方式可以插入元素并再次获取它们。毕竟，保存事物是集合最基本的工作。对于 List ， add() 是插入元素的一种方式， get() 是获取元素的一种方式。
如果从更高层次的角度考虑，会发现这里有个缺点：要使用集合，必须对集合的确切类型编程。这一开始可能看起来不是很糟糕，但是考虑下面的情况：如果原本是对 List 编码的，但是后来发现如果能够将相同的代码应用于 Set 会更方便，此时应该怎么做？或者假设想从一开始就编写一段通用代码，它不知道或不关心它正在使用什么类型的集合，因此它可以用于不同类型的集合，那么如何才能不重写代码就可以应用于不同类型的集合？
// collections/StackTest.java
import java.util.*;
public class StackTest {
public static void main(String[] args) {
Deque<String> stack = new ArrayDeque<>();
for(String s : "My dog has fleas".split(" "))
stack.push(s);
while(!stack.isEmpty())
System.out.print(stack.pop() + " ");
}
}
/* Output:
fleas has dog My
*/
// onjava/Stack.java
// A Stack class built with an ArrayDeque
package onjava;
import java.util.Deque;
import java.util.ArrayDeque;
public class Stack<T> {
private Deque<T> storage = new ArrayDeque<>();
public void push(T v) { storage.push(v); }
public T peek() { return storage.peek(); }
public T pop() { return storage.pop(); }
public boolean isEmpty() { return storage.isEmpty(); }
@Override
public String toString() {
return storage.toString();
}
}
这里引入了使用泛型的类定义的最简单的可能示例。类名称后面的 <T> 告诉编译器这是一个参数化类型，而其中的类型参数 T 会在使用类时被实际类型替换。基本上，这个类是在声明“我们在定义一个可以持有 T 类型对象的 Stack 。” Stack 是使用 ArrayDeque 实现的，而 ArrayDeque 也被告知它将持有 T 类型对象。注意， push() 接受类型为 T 的对象，而 peek() 和 pop() 返回类型为 T 的对象。 peek() 方法将返回栈顶元素，但并不将其从栈顶删除，而 pop() 删除并返回顶部元素。
// collections/StackTest2.java
import onjava.*;
public class StackTest2 {
public static void main(String[] args) {
Stack<String> stack = new Stack<>();
for(String s : "My dog has fleas".split(" "))
stack.push(s);
while(!stack.isEmpty())
System.out.print(stack.pop() + " ");
}
}
/* Output:
fleas has dog My
*/
// collections/StackCollision.java
public class StackCollision {
public static void main(String[] args) {
onjava.Stack<String> stack = new onjava.Stack<>();
for(String s : "My dog has fleas".split(" "))
stack.push(s);
while(!stack.isEmpty())
System.out.print(stack.pop() + " ");
System.out.println();
java.util.Stack<String> stack2 =
new java.util.Stack<>();
for(String s : "My dog has fleas".split(" "))
stack2.push(s);
while(!stack2.empty())
System.out.print(stack2.pop() + " ");
}
}
/* Output:
fleas has dog My
fleas has dog My
*/
Set 不保存重复的元素。 如果试图将相同对象的多个实例添加到 Set 中，那么它会阻止这种重复行为。 Set 最常见的用途是测试归属性，可以很轻松地询问某个对象是否在一个 Set 中。因此，查找通常是 Set 最重要的操作，因此通常会选择 HashSet 实现，该实现针对快速查找进行了优化。
Set 具有与 Collection 相同的接口，因此没有任何额外的功能，不像前面两种不同类型的 List 那样。实际上， Set 就是一个 Collection ，只是行为不同。（这是继承和多态思想的典型应用：表现不同的行为。）Set 根据对象的“值”确定归属性，更复杂的内容将在附录：集合主题中介绍。
下面是使用存放 Integer 对象的 HashSet 的示例：
// collections/SetOfInteger.java
import java.util.*;
public class SetOfInteger {
public static void main(String[] args) {
Random rand = new Random(47);
Set<Integer> intset = new HashSet<>();
for(int i = 0; i < 10000; i++)
intset.add(rand.nextInt(30));
System.out.println(intset);
}
}
/* Output:
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29]
*/
在 0 到 29 之间的 10000 个随机整数被添加到 Set 中，因此可以想象每个值都重复了很多次。但是从结果中可以看到，每一个数只有一个实例出现在结果中。
// collections/SetOperations.java
import java.util.*;
public class SetOperations {
public static void main(String[] args) {
Set<String> set1 = new HashSet<>();
Collections.addAll(set1,
"A B C D E F G H I J K L".split(" "));
set1.add("M");
System.out.println("H: " + set1.contains("H"));
System.out.println("N: " + set1.contains("N"));
Set<String> set2 = new HashSet<>();
Collections.addAll(set2, "H I J K L".split(" "));
System.out.println(
"set2 in set1: " + set1.containsAll(set2));
set1.remove("H");
System.out.println("set1: " + set1);
System.out.println(
"set2 in set1: " + set1.containsAll(set2));
set1.removeAll(set2);
System.out.println(
"set2 removed from set1: " + set1);
Collections.addAll(set1, "X Y Z".split(" "));
System.out.println(
"'X Y Z' added to set1: " + set1);
}
}
/* Output:
H: true
N: false
set2 in set1: true
set1: [A, B, C, D, E, F, G, I, J, K, L, M]
set2 in set1: false
set2 removed from set1: [A, B, C, D, E, F, G, M]
'X Y Z' added to set1: [A, B, C, D, E, F, G, M, X, Y, Z]
*/
将对象映射到其他对象的能力是解决编程问题的有效方法。例如，考虑一个程序，它被用来检查 Java 的 Random 类的随机性。理想情况下， Random 会产生完美的数字分布，但为了测试这一点，则需要生成大量的随机数，并计算落在各种范围内的数字个数。 Map 可以很容易地解决这个问题。在本例中，键是 Random 生成的数字，而值是该数字出现的次数：
// collections/Statistics.java
// (c)2017 MindView LLC: see Copyright.txt
// We make no guarantees that this code is fit for any purpose.
// Visit http://OnJava8.com for more book information.
// Simple demonstration of HashMap
import java.util.*;
public class Statistics {
public static void main(String[] args) {
Random rand = new Random(47);
Map<Integer, Integer> m = new HashMap<>();
for(int i = 0; i < 10000; i++) {
// Produce a number between 0 and 20:
int r = rand.nextInt(20);
Integer freq = m.get(r); // [1]
m.put(r, freq == null ? 1 : freq + 1);
}
System.out.println(m);
}
}
/* Output:
{0=481, 1=502, 2=489, 3=508, 4=481, 5=503, 6=519, 7=471, 8=468, 9=549, 10=513, 11=531, 12=521, 13=506, 14=477, 15=497, 16=533, 17=509, 18=478, 19=464}
*/
// collections/MapOfList.java
// {java collections.MapOfList}
package collections;
import typeinfo.pets.*;
import java.util.*;
public class MapOfList {
public static final Map<Person, List< ? extends Pet>>
petPeople = new HashMap<>();
static {
petPeople.put(new Person("Dawn"),
Arrays.asList(
new Cymric("Molly"),
new Mutt("Spot")));
petPeople.put(new Person("Kate"),
Arrays.asList(new Cat("Shackleton"),
new Cat("Elsie May"), new Dog("Margrett")));
petPeople.put(new Person("Marilyn"),
Arrays.asList(
new Pug("Louie aka Louis Snorkelstein Dupree"),
new Cat("Stanford"),
new Cat("Pinkola")));
petPeople.put(new Person("Luke"),
Arrays.asList(
new Rat("Fuzzy"), new Rat("Fizzy")));
petPeople.put(new Person("Isaac"),
Arrays.asList(new Rat("Freckly")));
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("People: " + petPeople.keySet());
System.out.println("Pets: " + petPeople.values());
for(Person person : petPeople.keySet()) {
System.out.println(person + " has:");
for(Pet pet : petPeople.get(person))
System.out.println(" " + pet);
}
}
}
/* Output:
People: [Person Dawn, Person Kate, Person Isaac, Person
Marilyn, Person Luke]
Pets: [[Cymric Molly, Mutt Spot], [Cat Shackleton, Cat
Elsie May, Dog Margrett], [Rat Freckly], [Pug Louie aka
Louis Snorkelstein Dupree, Cat Stanford, Cat Pinkola],
[Rat Fuzzy, Rat Fizzy]]
Person Dawn has:
Cymric Molly
Mutt Spot
Person Kate has:
Cat Shackleton
Cat Elsie May
Dog Margrett
Person Isaac has:
Rat Freckly
Person Marilyn has:
Pug Louie aka Louis Snorkelstein Dupree
Cat Stanford
Cat Pinkola
Person Luke has:
Rat Fuzzy
Rat Fizzy
*/
Map 可以返回由其键组成的 Set ，由其值组成的 Collection ，或者其键值对的 Set 。 keySet() 方法生成由在 petPeople 中的所有键组成的 Set ，它在 for-in 语句中被用来遍历该 Map 。
// collections/QueueDemo.java
// Upcasting to a Queue from a LinkedList
import java.util.*;
public class QueueDemo {
public static void printQ(Queue queue) {
while(queue.peek() != null)
System.out.print(queue.remove() + " ");
System.out.println();
}
public static void main(String[] args) {
Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
Random rand = new Random(47);
for(int i = 0; i < 10; i++)
queue.offer(rand.nextInt(i + 10));
printQ(queue);
Queue<Character> qc = new LinkedList<>();
for(char c : "Brontosaurus".toCharArray())
qc.offer(c);
printQ(qc);
}
}
/* Output:
8 1 1 1 5 14 3 1 0 1
B r o n t o s a u r u s
*/
// collections/PriorityQueueDemo.java
import java.util.*;
public class PriorityQueueDemo {
public static void main(String[] args) {
PriorityQueue<Integer> priorityQueue =
new PriorityQueue<>();
Random rand = new Random(47);
for(int i = 0; i < 10; i++)
priorityQueue.offer(rand.nextInt(i + 10));
QueueDemo.printQ(priorityQueue);
List<Integer> ints = Arrays.asList(25, 22, 20,
18, 14, 9, 3, 1, 1, 2, 3, 9, 14, 18, 21, 23, 25);
priorityQueue = new PriorityQueue<>(ints);
QueueDemo.printQ(priorityQueue);
priorityQueue = new PriorityQueue<>(
ints.size(), Collections.reverseOrder());
priorityQueue.addAll(ints);
QueueDemo.printQ(priorityQueue);
String fact = "EDUCATION SHOULD ESCHEW OBFUSCATION";
List<String> strings =
Arrays.asList(fact.split(""));
PriorityQueue<String> stringPQ =
new PriorityQueue<>(strings);
QueueDemo.printQ(stringPQ);
stringPQ = new PriorityQueue<>(
strings.size(), Collections.reverseOrder());
stringPQ.addAll(strings);
QueueDemo.printQ(stringPQ);
Set<Character> charSet = new HashSet<>();
for(char c : fact.toCharArray())
charSet.add(c); // Autoboxing
PriorityQueue<Character> characterPQ =
new PriorityQueue<>(charSet);
QueueDemo.printQ(characterPQ);
}
}
/* Output:
0 1 1 1 1 1 3 5 8 14
1 1 2 3 3 9 9 14 14 18 18 20 21 22 23 25 25
25 25 23 22 21 20 18 18 14 14 9 9 3 3 2 1 1
A A B C C C D D E E E F H H I I L N N O O O O S S
S T T U U U W
W U U U T T S S S O O O O N N L I I H H F E E E D D C C
C B A A
A B C D E F H I L N O S T U W
*/
// collections/ForInCollections.java
// All collections work with for-in
import java.util.*;
public class ForInCollections {
public static void main(String[] args) {
Collection<String> cs = new LinkedList<>();
Collections.addAll(cs,
"Take the long way home".split(" "));
for(String s : cs)
System.out.print("'" + s + "' ");
}
}
/* Output:
'Take' 'the' 'long' 'way' 'home'
*/
// collections/IterableClass.java
// Anything Iterable works with for-in
import java.util.*;
public class IterableClass implements Iterable<String> {
protected String[] words = ("And that is how " +
"we know the Earth to be banana-shaped."
).split(" ");
@Override
public Iterator<String> iterator() {
return new Iterator<String>() {
private int index = 0;
@Override
public boolean hasNext() {
return index < words.length;
}
@Override
public String next() { return words[index++]; }
@Override
public void remove() { // Not implemented
throw new UnsupportedOperationException();
}
};
}
public static void main(String[] args) {
for(String s : new IterableClass())
System.out.print(s + " ");
}
}
/* Output:
And that is how we know the Earth to be banana-shaped.
*/
// collections/ArrayIsNotIterable.java
import java.util.*;
public class ArrayIsNotIterable {
static <T> void test(Iterable<T> ib) {
for(T t : ib)
System.out.print(t + " ");
}
public static void main(String[] args) {
test(Arrays.asList(1, 2, 3));
String[] strings = { "A", "B", "C" };
// An array works in for-in, but it's not Iterable:
//- test(strings);
// You must explicitly convert it to an Iterable:
test(Arrays.asList(strings));
}
}
/* Output:
1 2 3 A B C
*/
// collections/AdapterMethodIdiom.java
// The "Adapter Method" idiom uses for-in
// with additional kinds of Iterables
import java.util.*;
class ReversibleArrayList<T> extends ArrayList<T> {
ReversibleArrayList(Collection<T> c) {
super(c);
}
public Iterable<T> reversed() {
return new Iterable<T>() {
public Iterator<T> iterator() {
return new Iterator<T>() {
int current = size() - 1;
public boolean hasNext() {
return current > -1;
}
public T next() { return get(current--); }
public void remove() { // Not implemented
throw new UnsupportedOperationException();
}
};
}
};
}
}
public class AdapterMethodIdiom {
public static void main(String[] args) {
ReversibleArrayList<String> ral =
new ReversibleArrayList<String>(
Arrays.asList("To be or not to be".split(" ")));
// Grabs the ordinary iterator via iterator():
for(String s : ral)
System.out.print(s + " ");
System.out.println();
// Hand it the Iterable of your choice
for(String s : ral.reversed())
System.out.print(s + " ");
}
}
/* Output:
To be or not to be
be to not or be To
*/
// collections/MultiIterableClass.java
// Adding several Adapter Methods
import java.util.*;
public class MultiIterableClass extends IterableClass {
public Iterable<String> reversed() {
return new Iterable<String>() {
public Iterator<String> iterator() {
return new Iterator<String>() {
int current = words.length - 1;
public boolean hasNext() {
return current > -1;
}
public String next() {
return words[current--];
}
public void remove() { // Not implemented
throw new UnsupportedOperationException();
}
};
}
};
}
public Iterable<String> randomized() {
return new Iterable<String>() {
public Iterator<String> iterator() {
List<String> shuffled =
new ArrayList<String>(Arrays.asList(words));
Collections.shuffle(shuffled, new Random(47));
return shuffled.iterator();
}
};
}
public static void main(String[] args) {
MultiIterableClass mic = new MultiIterableClass();
for(String s : mic.reversed())
System.out.print(s + " ");
System.out.println();
for(String s : mic.randomized())
System.out.print(s + " ");
System.out.println();
for(String s : mic)
System.out.print(s + " ");
}
}
/* Output:
banana-shaped. be to Earth the know we how is that And
is banana-shaped. Earth that how the be And we know to
And that is how we know the Earth to be banana-shaped.
*/
注意，第二个方法 random() 没有创建它自己的 Iterator ，而是直接返回被打乱的 List 中的 Iterator 。
在第一种情况下， Arrays.asList() 的输出被传递给了 ArrayList 的构造器，这将创建一个引用 ia 的元素的 ArrayList ，因此打乱这些引用不会修改该数组。但是，如果直接使用 Arrays.asList(ia) 的结果，这种打乱就会修改 ia 的顺序。重要的是要注意 Arrays.asList() 生成一个 List 对象，该对象使用底层数组作为其物理实现。如果对 List 对象做了任何修改，又不想让原始数组被修改，那么就应该在另一个集合中创建一个副本。
