Set、Queue

Java 的数据类型与异常

Jim White

Java Developer

Set 接口

Set 也是一种 Collection
- 不允许重复对象
  - 保证每个元素唯一
- Set 一般无序（因此无索引）
List 像药盒：每个对象在特定格子
Set 像麻袋：对象随机放置

List 像药盒，按索引存放在特定位置

Set 像装着无序对象的麻袋

¹ 图片来源：Wikimedia Commons

List vs Set

何时用 Set
- 保证元素唯一
- 查找更快
  - 检查对象是否在 Set 中
- 集合越大越省内存
- 适合缓存中的成员测试
  - 如：找出文档中的唯一单词

List vs Set

何时用 List
- 保留顺序且允许重复
- 按位置访问性能更好
- 按索引增删性能更好
- 适用于重视顺序的场景
  - 例：管理步骤序列或播放列表

Set 实现

Set 有多种实现
- HashSet 很常用
HashSet
- 无序的对象包
- 插入、删除、查找通常快于其他 Set 实现
- 一般比其他 Set 更占内存
- 允许存一个 null

HashSet 是无序的对象包，允许一个 null

HashSet 构造

使用泛型构造函数创建 HashSet

HashSet<String> set = new HashSet<String>();

HashSet 位于 java.util 包中
- 需要导入
- import java.util.HashSet

HashSet 方法

用 .add() 和 .remove() 添加、删除对象
先 .remove() 再 .add() 可替换对象
用 .contains() 检查是否已存在
忽略重复项
允许 null
不保证顺序

set.add("France");
set.add("Japan");
set.add("Brazil");
set.add("Egypt");
set.add(null); // null is allowed
set.remove("Brazil");

boolean z =
  set.contains("France"); // z is true
set.add("Japan"); // Ignored
System.out.println(set);

[null, Japan, Egypt, France]

Queue 接口

Queue 按先进先出（FIFO）处理对象
- 最先加入的最先移除
- 类似售票排队
- 有队头与队尾

标出队头（开始）与队尾（结束）的队列示意图

Queue 有多种实现
- 行为与操作相近

ArrayBlockingQueue

常用的 Queue 实现
- 底层基于数组
注意：ArrayBlockingQueue 位于 java.util.concurrent 包
- 不在 java.util 包中

ArrayBlockingQueue 构造

使用泛型构造函数创建 ArrayBlockingQueue
- 通过构造函数指定容量（最大元素数）

import java.util.concurrent;  // 写在类的顶部

// 创建可存 4 个字符串的队列
ArrayBlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<String>(4);

ArrayBlockingQueue 方法

用 .add(object) 或 .offer(object) 追加到队尾
- .add(object) 在队列满时抛异常
- .offer(object) 在满时忽略新对象

ArrayBlockingQueue<String> queue 
    = new ArrayBlockingQueue<String>(4);
queue.offer("France");
queue.offer("Japan");
queue.offer("Brazil");
queue.offer("Egypt");
queue.offer("China"); // Ignores China

// Causes IllegalStateException
// queue.add("China");

System.out.println(queue);

[France, Japan, Brazil, Egypt]

ArrayBlockingQueue 方法

用 .remove() 或 .poll() 从队头移除
- Queue 为空时，.remove() 抛异常
- Queue 为空时，.poll() 返回 null
不允许 null

ArrayBlockingQueue<String> queue 
    = new ArrayBlockingQueue<String>(4);
String x = queue.poll(); // x is null
// Causes NoSuchElementException
// String y = queue.remove();

queue.offer("France");
String next = queue.poll();
System.out.println(next);

France

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