用J2SE 5.0创建定制的泛型集合

开发 后端
J2SE 5.0引入了许多新型的集合API-你需要了解它们以便能够正确地实现泛型定制的集合-它可以无缝地与多种类型和新型的"for each"结构一起工作。本文将向你展示示怎样创建与J2SE最新特征相兼容的集合。

一、 创建支持泛型的类

首先,你必须学习如何创建一个允许存在"泛型类型"的类。这意味着无论何时实例化你的类,你都能够指定一个或多个Java类型与该类相关联。为了说明这个问题,请考虑列表1中的一个简单示例类。

注意,列表1中的类是如何声明的。它在尖括号之间指定三个泛型。这些泛型是真实类型的占位符。当你声明一个这种类型的类时,你可以指定一个类来代替ONE,TWO和THREE。如果你不这样做,那么该类将使用Object的默认类型。

这个类显示出怎样设计一个类来接收三个泛型类型。当你创建一个这种类型的类时你要支持准确的类型。

列表1.泛型类:

package com.heatonresearch.examples.collections;
public class Example {
 private ONE one;
 private TWO two;
 private THREE three;
 public ONE getOne() { return one; }
 public void setOne(ONE one) { this.one = one; }
 public THREE getThree() { return three; }
 public void setThree(THREE three) { this.three = three; }
 public TWO getTwo() { return two; }
 public void setTwo(TWO two) { this.two = two; }
 public static void main(String args[]) {
  Example example = new
  Example();
  example.setOne(1.5);
  example.setTwo(2);
  example.setThree("Three");
 }
}

下面是如何实例化一个Example类型的类的情形:

Example example=new Example();

前面的代码将代替具体的Double,Integer和String类型-相当于在列表1中的"ONE"、"TWO"和"THREE"占位符。你可以看到这些变量都有这些类型,通过下面三行设置它们的值。

example.setOne(1.5);
example.setTwo(2);
example.setThree("Three");

现在,既然你已经知道如何创建一个使用泛型的定制类,那么创建一个使用泛型的定制集合类则更为简单些。

二、 创建一个Queue类

一个队列是一个很有用的数据结构。为了理解一个队列的功能,你可以想像在一个娱乐公园人们排队骑马的情形。人们从队的后面进入到队中。为此,他们等待而***到达队伍的前端。其顺序不能改变。

这种情形可以被应用到一个队列类上去。它共有两个方法,分别是"push"和"pop"。你使用push方法来把对象放置到队列中,而使用pop方法从队列中删除一项。例如,如果你使用push方法把三个对象添加到队列上,那么连续调用pop三次将以同样顺序从队列中删除这三个元素。这正与娱乐公园的情形相一致。如果有三个人以一特定的顺序进入队中,他们将以相同的顺序得到骑马娱乐。

下列代码显示出怎么实现一个使用泛型的Java队列。

package com.heatonresearch.examples.collections;
import java.util.*;
public class Queue {
private ArrayList list = new ArrayList();
public void push(T obj) { list.add(obj); }
public T pop() throws QueueException {
if (size() == 0)
throw new QueueException(
"Tried to pop something from the queue, " +
"when it was empty");
T result = list.get(0);
list.remove(0);
return result;
}
public boolean isEmpty() { return list.isEmpty(); }
public int size() { return list.size(); }
public void clear() { list.clear(); }
}

前面的代码声明了队列类,这样它可以接收一个泛型类型。

public class Queue

泛型类型"T"是该类类型-它将被放入到该队列中去。为了把这些项存储到一个队列中,该类还要创建一个接收"T"类型的ArrayList。
push方法很简单的。它接收单一的类型为泛型"T"的对象,并且把它添加到ArrayList上。

pop方法稍微复杂些。首先,如果你要从队列中弹出一个对象,并且如果在队列中没有对象,那么该类将抛出一个QueueException类型的异常。下面是QueueException类。

package com.heatonresearch.examples.collections;
public class QueueException extends Exception {
 public QueueException(String msg) {
  super(msg);
 }
}

下面是抛出QueueException类型异常的代码:

if (size() == 0)
throw new QueueException("Tried to pop something from the queue, " +
"when it was empty");

如果队列不空,该方法将从队列中检索***一个元素,在一个名叫result的变量中存储它,然后从该列表中删除这个项。下面几行代码实现了这一功能:

T result = list.get(0);
list.remove(0);
return result;

注意,该临时变量也是泛型类型"T"。当这个类与真实的代表泛型类型的Java类型一起使用时,为了实现***程度上的兼容性,无论你何时存取这些变量,确保总是使用泛型类型是非常重要的

#p#

三、 测试Queue类

下列类用于测试"泛型"队列。

package com.heatonresearch.examples.collections;
 public class TestQueue {
  public static void main(String args[]) {
   Queue queue = new Queue();
   queue.push(1);
   queue.push(2);
   queue.push(3);
   try {
    System.out.println("Pop 1:" + queue.pop());
    System.out.println("Pop 2:" + queue.pop());
    System.out.println("Pop 3:" + queue.pop());
   }
   catch (QueueException e) { e.printStackTrace(); }
  }
 }

前面的代码中创建的队列仅接收整型对象。

Queue queue = new Queue();

接下来的测试把三个整数添加到该队列上。

queue.push(1);
queue.push(2);
queue.push(3);

 

注意,添加到该队列中的这些数字都是原始的类型。因为J2SE的自动装箱特性,这些原始的int类型被自动地转变成Integer对象。

接下来,该测试使用pop方法检索对象。在该队列为空的情况下,该测试捕获到QueueException异常。从队列中弹出三个数字的结果是:

1
2
3

 

尽管在这里作为一接收的整数队列显示,但是因为泛型,所以队列类对于任何Java对象情况都能正常工作。

四、 创建一个可预知的Stack集合

这里是一个更复杂的集合类型-它实现了一个堆栈以使你在实际删除一个对象之前能够预知或"可偷看"。你可以或者通过使用一个迭代算子或使用J2SE 5.0的新的"for each"结构语句来进行预知。

这个PeekableStack类是一个先进后出(FILO)栈-让你遍历当前栈中的内容。它的实现使用了两个类。首先,PeekableStack类实现实际的栈部分。其次,PeekableStackIterator类实现一个"Java标准的"Iterator类-你可以用它来遍历整个栈。列表2(见所附源代码文件)显示出PeekableStack类的具体编码。

注意,列表2中的PeekableStack类实现了Iterable接口。这对于支持新型的J2SE 5.0"for-each"结构语句是必要的。该Iterable接口用于指定你的集合支持"iterator"方法-它返回一个迭代算子。如果没有这个接口,你的类将无法与新型的"for-each"结构语句相兼容。

这个可预知的栈包含push和pop方法,就象队列一样。该push方法仅仅是比队列稍微复杂些。而push方法负责把对象添加到栈上去并增加版本数(version)。

这个version变量允许PeekableStackIterator类保证没有修改操作发生。在迭代算子创建时,这个算子保留一份当前版本数。如果栈上通过调用push方法发生任何变化,那么这个版本数就不会匹配;此不匹配将导致算子抛出一个ConcurrentModificationException异常。

pop方法稍微复杂些。首先,它必须决定在该列表中的***一个元素,这是通过获得列表的大小并且减去1而得到的。

int last = list.size() - 1;

如果这个结果是一个小于零的数字,那么该栈就是空的,因此pop方法就返回null。

if (last < 0) return null;

如果在栈中存在***一个元素,那么就从列表中检索它。在从列表中成功地检索这个项后,你可以把它删除。

T result = list.get(last);
list.remove(last);

***,返回从列表中检索的对象。

return result;

为支持"for each"迭代,PeekableStack类的iterator方法返回一个"Java标准的"Iterator类-你可以用它来遍历包含在栈中的所有对象。iterator方法创建一个新的iterator并且返回之。

PeekableStackIterator peekableStackIterator=new
PeekableStackIterator(this, list);

 

如你所见,该iterator类接收当前栈和栈的项目列表作为构造器参数。这些值将为PeekableStackIterator所用-下一节将讨论之。

五、 创建一个可预知的Stack迭代算子

如果PeekableStack类将要同Java中新的"for each"结构语句一起使用,那么你必须创建一个"Java标准的"Iterator。列表3显示出一个PeekableStackIterator类的实现。

在列表3中,迭代子实际上并没有以任何方式改变栈的值;代之的是,该迭代子追踪它在元素列表中的当前位置并且总是返回下一个元素。因为这个信息被存储在iteration类本身,所以有可能存在多个算子运行于相同的栈上。

下列程序用于测试可预知的栈。

package com.heatonresearch.examples.collections;
 import java.util.*;
 public class TestPeekableStack {
  public static void main(String args[]) {
   PeekableStack stack = new
   PeekableStack();
   stack.push(1);
   stack.push(2);
   stack.push(3);
   for (int i : stack) { System.out.println(i); }
   System.out.println("Pop 1:" + stack.pop());
   System.out.println("Pop 2:" + stack.pop());
   System.out.println("Pop 3:" + stack.pop());
  }
}

如你所见,有三个项被添加到栈上去。然后,这三个项被使用新的"for each"结构语句显示出来。

for( int i: stack)
{
 System.out.println( i );
}

因此,你看到怎样成功地实现一集合-它支持新型的J2SE惯例-既有泛型也有"for each"结构语句。如你所见,创建与J2SE 5.0中新型的结构相兼容的集合是相当容易的-这只需要利用泛型并且实现恰当的接口即可。你会发现这样的集合类被无缝地集成到J2SE 5.0中。

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    J2SE5.0中的注释

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    J2SE

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