Samlingar Collection classes

Transkript

1 Samlingar Collection classes Sven-Olof Nyström Uppsala Universitet 17 mars 2005 Skansholm: Kapitel 9, 19 Se även Suns tutorial om Collections Olika slag av samlingar i Java Arrayer (Till exempel: int[]) grundläggande lagrar alla datatyper Vector liknar array men kan expanderas lagrar endast äkta objekt (som definierats i en klass) 1 3 Motivation: Vill samla olika datastrukturer för att representera tabeller, mängder, sekvenser i ett standardbibliotek. Viktigt att alla datastrukturer kan hanteras på ett likartat sätt, så att det är lätt att lära sig använda biblioteket man kan lätt ändra val av datastruktur lätt att sätta ihop olika programkomponenter som skickar och tar emot datastrukturer i form av samlingar Samlingar (forts) Samlingar (Collections Framework) relativt nytt: Från Java 2 platform, version 1.2 idé: ett litet antal generella gränssnitt (interface) som beskriver mängder, sekvenser, tabeller varje samling implementerar ett eller flera gränssnitt 2 4

2 Exempel på klasser som implementerar samlingar Repetition: Interface En slags lättviktsklasser. Beskriver en uppsättning metoder. Man säger att en klass implementerar ett interface. ArrayList Arrayer. Implementerar List LinkedList Länkade listor. Implementerar List HashMap Hashtabeller. Implementerar Map TreeSet Balanserade binärträd. Implementerar Set, SortedSet 5 7 Interface för samlingar Collection Map Set List SortedMap Collection En samling element operationer för att lägga till och ta bort element Konvention: Varje klass K som implementerar Collection har en konstruktor K(Collection c) (som tar en godtycklig samling) SortedSet Därmed kan man lätt konvertera mellan olika samlingar 6 8

3 Operationer int size() boolean isempty() boolean contains(object element) boolean remove(object element) boolean add(object element) Iterator iterator() add och remove returnerar true om samlingen ändras till följd av operationen. Ett objekt av klassen iterator (en iterator) är ett slags index eller pekare som används om man vill gå igenom alla element i en samling. Operationer på många element (forts) boolean retainall(collection c) void clear() object[] toarray() retainall sparar endast de element som ingår i den andra samlingen clear tar bort alla element toarray Skapar en array med samma element 9 11 Operationer på många element boolean containsall(collection c) boolean addall(collection c) boolean removeall(collection c) containsall testar om alla element i en viss samling innehåller alla element i en annan samling addall adderar alla element ur en samling till en annan Iteratorer Tre operationer boolean hasnext(); Object next(); void remove(); removeall tar bort de element som ingår i den andra samlingen 10 12

4 Collections: Ett exempel import java.util.*; class A { public static void main(string args[]) { List l = new ArrayList(); for (int i=0; i<args.length; i++) l.add(args[i]); System.out.println(l); } } Exempel: LinkedList Program B.java Körexempel $ javac A.java $ java A en gång är ingen gång [en, gång, är, ingen, gång] $ Exempel (med iteratorer) Program C.java 14 16

5 Gränssnittet Set Representerar mängder En samling föremål, utan inbördes ordning samma operationer som Collection Implementeras av HashSet och TreeSet (TreeSet implementerar även SortedSet) Gränssnittet SortedSet En mängd som garanterar att dess iterator kommer att traversera mängden enligt elementens naturliga ordning, eller enligt en Comparator (en slags jämförelseoperator) som ges till konstruktorn, Alla element som sätts in i en sorterad mängd måste antingen implementera gränssnittet Comparable (eller accepteras av en given Comparator) SortedSet, operationer Object first() Returnerar första elementet Exempel: HashSet Program: D.java Object last() Sista elementet SortedSet subset(object a, Object b) returnerar en vy bestående av alla element i mängden från och med element a fram till (men exklusive) element b 18 20

6 Exempel: TreeSet import java.util.*; class E { public static void main(string args[]) { SortedSet l = new TreeSet(); for (int i=0; i<args.length; i++) l.add(args[i]); System.out.println(l); } } Kort mellanspel 1 Gränssnittet Comparator definierar metoden public int compare(object o1, Object o2) som jämför sina två argument och returnerar ett negativt tal om första argumentet är mindre än det andra noll om dom är lika ett positivt tal om första argumentet är större Kort mellanspel 2 Körexempel TreeSet $ javac E.java $ java E bättre en fågel i handen än tio i skogen [bättre, en, fågel, handen, i, skogen, tio, än] $ java E ö åra älv [älv, åra, ö] $ Svensk sortering Klassen Locale representerar en geografisk, politisk eller kulturell region. Skriv new Locale(sv", se") för svenska språket (sv) och Sverige (se). Klassen Collator implementerar gränssnittet Comparator. Den har en statisk metod Collator getinstance(locale desiredlocale) som skapar en jämförelseoperator för en given region

7 Exempel: Svensk sortering import java.util.*; import java.text.*; class F { public static void main(string args[]) { Collator collator = Collator.getInstance(new Locale("sv", "se")); SortedSet l = new TreeSet(collator); for (int i=0; i<args.length; i++) l.add(args[i]); System.out.println(l); }} Gränssnittet List En sekvens av objekt där samma objekt kan förekomma flera gånger Operationer ur Collection Object get(int index) Object set(int index, Object element) get returnerar element vid viss position set skriver över tidigare element vid viss position Körexempel: Svensk sortering $ javac F.java $ java E Ögren Vallander Vikström Wiklund Åberg Änglund [Vallander, Vikström, Wiklund, Änglund, Åberg, Ögren] $ java F Ögren Vallander Vikström Wiklund Åberg Änglund [Vallander, Wiklund, Vikström, Åberg, Änglund, Ögren] $ List operationer ur Collection (forts) Object add(int index, Object element) int indexof(object element) ListIterator listiterator() add gör insättning vid viss position indexof position för första förekomst av elementet, 1 om elementet inte finns 26 28

8 Gränssnittet List (forts) ListIterator är en utökning av gränssnittet Iterator där man kan traversera framåt och bakåt modifiera sekvensen vid traversering plocka fram position för olika element Gränssnittet Map En avbildning, eller tabell Skansholm: Avbildningstabell Idé: En association mellan objekt. Exempel: en telefonkatalog. Givet ett namn kan vi ta fram telefonnummer Implementeras av HashMap och TreeMap TreeMap implementerar även SortedMap Gränssnittet List: implementationer List implementeras av ArrayList och LinkedList ArrayList Access via position är snabbt. Att skjuta in eller ta bort element (med add och remove) är dyrt. LinkedList Access via position är dyrt. Gränssnittet Map: operationer Object put(object key, Object value) Object get(object key) Object remove(object key) boolean containskey(object key) boolean containsvalue(object key) int size() boolean isempty() 30 32

9 Gränssnittet Map (forts) void putall(map t) void clear() Set keyset() Collection values() Set entryset() Räkna antal förekomster Program: Freq.java, Freq2.java Gränssnittet Map.Entry: Object getkey() Object getvalue() Object setvalue() Sammanfattning Hitta duplicerade ord med HashSet Program: FindDups.java, FindDups2.java Javas standardbibliotek definierar ett antal datastrukturer collections Tack vare interfacebegreppet kan vi använda de olika samlingarna på ett likformigt sätt Kraftfullt, och egentligen inte så komplicerat För att använda dem effektivt krävs nog att man tänker om en smula 34 36