java-集合3

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Queue接口（队列）

需要对一些列的元素进行处理前，我们可以把他们放到Queue对象中，除了继承Collection接口的方法外，队列还有一些插入，删除和检查操作，Queue接口定义如下：

public interface Queue<E> extends Collection<E> {
    E element();
    boolean offer(E e);
    E peek();
    E poll();
    E remove();
}

所有的对列方法都包含由两种形式:（1）如果方法执行失败，则抛出异常（2）另外，如果执行失败，也可能返回一个特殊的值，可以是null 或者false，该接口通常的结构如下表所示：

操作类型	抛出异常	返回特殊值
插入	add(e)	offer(e)
删除	remove()	poll()
检查	element()	peek()

队列一般以先进先出（FIFO）的顺序排列其元素，无论以什么顺序排列元素，其remove或者是poll方法都会移除并返回其排在开头的元素，所有实现Queue接口的类都要指定排序方式，remove和poll方法的唯一区别就在于当队列中不再含有元素的时候，remove方法会抛出NoSuchElementException，而poll返回null。

Queue接口的实现类可以限制元素的数量，比如在java.util.concurrent包中的Queue接口实现类就对元素的数量进行了限制，而java.util包中的Queue类则没有限制。

从Collection接口中继承的add方法被调用过后会向队列中添加一个元素，如果超过了队列元素数量最大的限制，就会抛出异常，offer方法只在限制元素数量的对列中使用，如果添加元素失败，则返回false而不会抛出异常。

element和peek方法都是返回队列中排在开头位置的元素，不会移除任何元素，element和peek的区别在于当队列中不再含有元素的时候，element方法会抛出NoSuchElementException，而peek返回null。

队列的实现类一般不允许插入null元素，LinkedList是例外，由于历史原因，他可以插入null元素，但最好不要使用这一特性，因为poll和peek方法执行失败时返回null。

队列一般不定义基于元素的equals方法和hashCode方法，而是继承的Object的基于统一性的方法。

Deque接口

Deque的发音与deck相同，它是一个两头队列，是一个支持从两端插入和移除元素的线性集合。Deque相较于Stack和Queue是一个功能更为丰富的抽象数据类型，因为它同时实现了Stack和Queue的方法，实现Deque接口的预定义类有ArrayDeque和LinkedList，Deque接口可以同时用作后进先出（LIFO）的Stack对象和先进先出（FIFO）的Queue对象，Deque的方法可以分为三类。

插入方法

addfirst方法和offerFirst方法将制定的元素插入Deque对象的最开始，而addLast和offerLast则将元素插入Deque对象的最后，当Deque的大小被限制时，Deque对象元素数量达到最大以后，使用addLast和addrFirst方法会抛出异常。

删除方法

removeFirst和pollFirst方法会移除Deque对象中的开始的元素，而removeLast和pollLast方法则会移除Deque对象中最后的元素，当Deque对象为空时，使用removeLast和removeFirst方法会抛出异常，而使用pollFirst和pollLast方法则会返回null。

检索元素

getFirst和peekFirst方法将会返回Deque对象中最开始的元素，而getLast和peekLast方法则返回Deque对象中最后的元素，使用这些方法不会对Deque对象造成影响，当Deque对象为空是，使用getFirst和getLast方法会抛出异常，而使用peekFirst和peekLast方法则返回null。

以上三类方法总结如下表：

操作类型	首个元素(Deque对象的开始)	最后一个元素 (Deque对象的结尾)
插入	addFirst(e) offerFirst(e)	addLast(e) offerLast(e)
删除	removeFirst() pollFirst()	removeLast() pollLast()
检索	getFirst() peekFirst()	getLast() peekLast()

除了上述的方法意外，Deque接口还定义了其他的方法，如removeFirstOccurence方法，作用是移除Deque对象中首次出现的指定对象，如果没有出现指定元素，则不会对该Deque对象产生影响，类似的还有removeLastOccurence等。

Map接口

一个Map对象是一个包含键-值对应关系的对象。一个map对象不能包含重复的键，而每一个键只能对应最多一个值，Map接口包含了一些基本操作的方法（如put, get, remove, containsKey, containsValue, size, 和 empty），批量操作方法（如putAll和clear）和集合视图操作（如keySet，entrySet和values）。

java平台含有三种通用的Map实现类，HashMap，TreeMap和LinkedHashMap，他们的性能和行为表现就如同Set和中的HashSet，TreeSet和LinkedHashSet三种实现类类似。

Map接口基本操作

Map的基本操作方法（如put, get, remove, containsKey, containsValue, size, 和 empty）和Hashtable类中的方法是一样的。

想Set和List接口一样，Map 接口加强了强化了equals和hashCode方法的要求，两个Map对象即使是不同的实现类型也能够进行等同性的比较，如果两个Map对象含有相同的键-值对应关系，则可视为相等。

一般情况下，所有的Map实现类都会提供一个参数为Map类型的参数，就像Collection接口一样，这样所有实现Map接口的类的实例都可以作为该构造器的参数，如下所示：

//假设对象m的类型是Map接口的实现类
Map<K, V> copy = new HashMap<K, V>(m);

Map接口的批量操作

Map接口的批量操作比较容易理解，putAll操作就如同Collection的addAll方法的效果一样，能够将一个Map对象的所有键-值对应关系复制到另外一个Map对象，另外putAll还有一个巧妙的用处，就是能够利用一个Map对象改写另外一个Map对象的键-值关系，如下例所示：

//该方法提供一个默认的Map对象，和一个改写的Map对象
static <K, V> Map<K, V> newAttributeMap(Map<K, V>defaults, Map<K, V> overrides) {
    Map<K, V> result = new HashMap<K, V>(defaults);
//result中和overrides所共有的键-值关系将会被改写
    result.putAll(overrides);
    return result;
}

集合视图

以下三种集合视图方法能够把Map对象看做是一个集合对象 ：

1. keySet--由Map中的键对象组成的Set对象。
2. values--由Map对象中的值对象组成的Collection对象，该Collection对象不是Set对象，因为可能由多个键对应同一个值。
3. entrySet--由Map对象中所有的键-值映射组成的Set对象，Map接口提供了一个嵌套的Map.Entry接口，返回的Set类型是这个接口类型。

这些集合视图是迭代整个Map对象的唯一方法，有人担心每次调用集合视图的方法，都会产生一个新的集合对象，从而降低性能，不必担心，因为每次调用集合视图方法都是返回的同一个对象，而没有创建新的对象，所有的java.util包中的Map实现都是采用这样的策略。对集合视图方法产生的集合对象进行增删操作也会影响到后台的Map对象，如果该Map对象支持增删操作的话。

Map.Entry中有一个setValue方法，如果Map对象支持值的更改的话，能够在迭代过程中更改值，注意这是在迭代过程中更改Map对象中值的唯一安全的方法，采用其他方法更改值会有不明确的后果。

集合视图支持以任何形式移除元素，如remove，removeAll，retainAll和clear，还有Iterator.remove（Map需要支持移除元素）。然而集合视图不支持任何形式的元素增加。

　　获得了集合视图以后，集合的批量操作方法（removeAll，retainAll，containAll）便也可以使用，首先如果你想判断两个Map对象是否为包含关系时，可用如下代码实现

//判断m1是否包含m2
m1.entrySet().containsAll(m2.entrySet())
//判断m1和m2是否含有相同的键
m1.keySet().equals(m2.keySet())

一对多映射

Map中的键-值关系都是一个键只能对应一个值，然而还有一种情况是一个键对应多个值，然而这种情况并不多件，所以java集合框架内并没有包含这种映射。然而实现这种映射比较简单，就是将一个Map对象的值设为一个List对象就可以了。