Set、Queue

Java 的資料型別與例外狀況

Jim White

Java Developer

Set 介面

Set 也是一種 Collection
- 不允許重複物件
  - 保證每個元素唯一
- Set 一般無序（因此沒有索引）
List 像藥盒，每個物件都在固定位置
Set 像麻布袋，物件隨機放在袋中

List 像藥盒，物件依特定位置的索引存放

Set 像麻布袋，隨機無序地裝著物件

¹ 圖片來源：Wikimedia Commons

List vs Set

何時用 Set
- 保證元素唯一
- 查找較快
  - 檢查物件是否在 Set 中
- 集合越大，記憶體效率越高
- 適合快取的成員測試
  - 例：找出文件中的不重複單字

List vs Set

何時用 List
- 保留元素順序且允許重複
- 按位置存取效能較佳
- 依索引新增/刪除效能較佳
- 適合重視順序的情境
  - 例：管理流程步驟或歌單

Set 實作

Set 有多種實作
- HashSet 很常用
HashSet
- 無序的物件袋
- 插入、刪除、查找通常比其他 Set 實作更快
- 一般比其他 Set 實作更耗記憶體
- 可儲存一個 null

HashSet 是無序物件袋，允許一個 null

HashSet 建立

用泛型參數化建構子建立 HashSet

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

HashSet 位於 java.util 套件
- 需要匯入
- import java.util.HashSet

HashSet 方法

用 .add()、.remove() 新增或移除物件
先 .remove() 再 .add() 以取代物件
用 .contains() 檢查物件是否已存在
會忽略重複項
允許 null
不保證順序

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 介面

Queue 資料結構以先進先出（FIFO）處理物件
- 最先加入者最先移除
- 如同售票口排隊
- 有隊首與隊尾

Queue 圖示，標示隊首（起點）與隊尾（終點）

Queue 有多種實作
- 行為與操作相近

ArrayBlockingQueue

常見的 Queue 實作
- 底層使用陣列
注意：ArrayBlockingQueue 位於 java.util.concurrent 套件中
- 不在 java.util 套件

ArrayBlockingQueue 建立

用泛型參數化建構子建立 ArrayBlockingQueue
- 需在建構子中指定容量（物件數上限）

import java.util.concurrent;  // 放在類別最上方

// 建立可儲存 4 個 String 的新佇列
ArrayBlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<String>(4);

ArrayBlockingQueue 方法

用 .add(object) 或 .offer(object) 加到隊尾
- Queue 達容量時，.add(object) 會丟出例外
- 達容量時，.offer(object) 會忽略新物件

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() 自隊首移除
- Queue 為空時，.remove() 會拋出例外
- Queue 為空時，.poll() 回傳 null
不允許 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

一起來練習吧！

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