Java技术指南[Guava Collections]实战使用相关Guava不一般的集合框

少年恃险若平地,独倚长剑凌清秋。这篇文章主要讲述Java技术指南[Guava Collections]实战使用相关Guava不一般的集合框相关的知识,希望能为你提供帮助。
Google Guava Collections 使用介绍
简介
使用介绍

  • Google Guava Collections(以下都简称为 Guava Collections)是 java Collections Framework 的增强和扩展。每个 Java 开发者都会在工作中使用各种数据结构,很多情况下 Java Collections Framework 可以帮助你完成这类工作。
  • 但是在有些场合你使用了 Java Collections Framework 的 API,但还是需要写很多代码来实现一些复杂逻辑, 这个时候就可以尝试使用 Guava Collections 来帮助你完成这些工作。这些高质量的 API 使你的代码更短,更易于阅 读和修改,工作更加轻松。
目标读者
  • 对于理解 Java 开源工具来说,本文读者至少应具备基础的 Java 知识,特别是 JDK5 的特性。
  • 因为 Guava Collections 充分使用了范型,循环增强这样的特性。作为 Java Collections Framework 的增强,读者必须对 Java Collections Framework 有清晰的理解,包括主要的接口约定和常用的实现类。
  • 并且 Guava Collections 很大程度上是帮助开发者完成比较复杂的数据结构的操作,因此基础的数据结构和算法的知识也是清晰理解 Guava Collections 的 必要条件。
项目背景
  • Guava Collections 是 Google 的工程师 Kevin Bourrillion 和 Jared Levy 在著名" 20%" 时间写的代码。当然作为开源项目还有其他的开发者贡献了代码。
  • 在编写的过程中,Java Collections Framework 的作者 Joshua Bloch 也参与了代码审核和提出建议。
  • 目前它已经移到另外一个叫 guava-libraries 的开源项目下面来维护。 因为功能相似而且又同是开源项目,人们很很自然会把它和 Apache Commons Collections 来做比较。
集合介绍
  • Immutable Collections: 还在使用 Collections.unmodifiableXXX() ? Immutable Collections 这才是真正的不 可修改的集合 l Multiset: 看看如何把重复的元素放入一个集合。
  • Multimaps: 需要在一个 key 对应多个 value 的时候 , 自己写一个实现比较繁琐,让 Multimaps 来帮忙
  • BiMap: java.util.Map 只能保证 key 的不重复,BiMap 保证 value 也不重复 l
  • MapMaker: 超级强大的 Map 构造类
  • Ordering class: 大家知道用 Comparator 作为比较器来对集合排序,但是对于多关键字排序 Ordering class 可以简化很多的代码
Immutable Collections: 真正的不可修改的集合
  • 大家都用过Collections.unmodifiableXXX() 来做一个不可修改的集合。例如你要构造存储常量的Set。
    Set< String> set = new HashSet< String> (Arrays.asList(new String[]{"RED", "GREEN"})); Set< String> unmodifiableSet = Collections.unmodifiableSet(set);

  • 每次调 unmodifiableSet.add() 会抛出个 UnsupportedOperationException。
  • 如果有人在原来的set上add或者remove元素会怎么样?结果unmodifiableSet也是被 add 或者 remove 元素了。
ImmutableSet< String> immutableSet = ImmutableSet.of("RED", "GREEN");

  • 而且试图调 add 方法的时候,它一样会抛出 UnsupportedOperationException,重要的是代码的可读性增强了不少,非常直观地展现了代码的用意。如果像之前这个代码保护一个set 怎么做呢?**
ImmutableSet< String> immutableSet = ImmutableSet.copyOf(set);

【Java技术指南[Guava Collections]实战使用相关Guava不一般的集合框】从构造的方式来说,ImmutableSet 集合还提供了 Builder 模式来构造一个集合 :在这个例子里面 Builder 不但能加入单个元素还能加入既有的集合。
Builder< String> builder = ImmutableSet.builder(); ImmutableSet< String> immutableSet = builder.add("RED").addAll(set).build();

Guava Collections 还提供了各种 Immutable 集合的实现
  • ImmutableList
  • ImmutableSet
ImmutableSet.of(4, 8, 15, 16, 23, 42); ImmutableSet.copyOf(numbers);

  • ImmutableSortedSet
  • ImmutableMap
public static final ImmutableMap< String, Integer> ENGLISH_TO_INT = ImmutableMap .with("four", 4) .with("eight", 8) .with("fifteen", 15) .with("sixteen", 16) .with("twenty-three", 23) .with("forty-two", 42) .build(); ImmutableMap.of(1, "one", 2, "two");

  • ImmutableSortedMap (one day)
Multiset: 把重复的元素放入集合
  • 你可能会说这和 Set 接口的契约冲突,因为Set接口的 JavaDoc 里面规定不能放入重复元素。事实上,Multiset 并 没有实现 java.util.Set 接口,它更像是一个Bag。普通的 Set 就像这样 :[car, ship, bike],而 Multiset 会是这样 :
    [car x 2, ship x 6, bike x 3]。
  • 譬如一个 List 里面有各种字符串,然后你要统计每个字符串在 List 里面出现的次数:
Map< String, Integer> map = new HashMap< String, Integer> (); for(String word : wordList){ Integer count = map.get(word); map.put(word, (count == null) ? 1 : count + 1); } //count word “the” Integer count = map.get(“the”);

如果用 Multiset 就可以这样 :
HashMultiset< String> multiSet = HashMultiset.create(); multiSet.addAll(wordList); //count word “the” Integer count = multiSet.count(“the”);

  • 这样连循环都不用了,而且 Multiset 用的方法叫 count,显然比在 Map 里面调 get 有更好的可读性。
  • Multiset 还提供了 setCount 这样设定元素重复次数的方法,虽然你可以通过使用 Map 来实现类似的功能,但是程序的可读性比 Multiset 差了很多。
常用实现 Multiset 接口的类有:
  • HashMultiset: 元素存放于HashMap
  • LinkedHashMultiset: 元素存放于 LinkedHashMap,即元素的排列顺序由第一次放入的顺序决定
  • TreeMultiset:元素被排序存放于TreeMap
  • EnumMultiset: 元素必须是 enum 类型
  • ImmutableMultiset: 不可修改的 Mutiset
  • 看到这里你可能已经发现 Guava Collections 都是以 create 或是 of 这样的静态方法来构造对象。这是因为这些集合
  • 类大多有多个参数的私有构造方法,由于参数数目很多,客户代码程序员使用起来就很不方便。而且以这种方式可以
  • 返回原类型的子类型对象。另外,对于创建范型对象来讲,这种方式更加简洁。
Multimap: 在 Map 的 value 里面放多个元素
  • 举个记名投票的例子,所有选票都放在一个 List< Ticket> 里面,List 的每个元素包括投票人和选举人的名字。
我们可以这样写 :
//Key is candidate name, its value is his voters HashMap< String, HashSet< String> > hMap = new HashMap< String, HashSet< String> > (); for(Ticket ticket: tickets){ HashSet< String> set = hMap.get(ticket.getCandidate()); if(set == null){ set = new HashSet< String> (); hMap.put(ticket.getCandidate(), set); } set.add(ticket.getVoter()); }

我们再来看看 Muitimap 能做些什么 :
HashMultimap< String, String> map = HashMultimap.create(); for(Ticket ticket: tickets){ map.put(ticket.getCandidate(), ticket.getVoter()); }

就这么简单! Muitimap 接口的主要实现类有:
  • HashMultimap: key 放在 HashMap,而 value 放在 HashSet,即一个 key 对应的 value 不可重复
  • ArrayListMultimap: key 放在 HashMap,而 value 放在 ArrayList,即一个 key 对应的 value 有顺序可重复
  • LinkedHashMultimap: key 放在 LinkedHashMap,而 value 放在 LinkedHashSet,即一个 key 对应的 value 有顺序不可重复
  • TreeMultimap: key 放在 TreeMap,而 value 放在 TreeSet,即一个 key 对应的 value 有排列顺序
  • ImmutableMultimap: 不可修改的 Multimap
BiMap: 双向 Map举个例子,你可能经常会碰到在 Map 里面根据 value 值来反推它的 key 值的逻辑:
for(Map.Entry< User, Address> entry : map.entreSet()){ if(entry.getValue().equals(anAddess)){ return entry.getKey(); } } return null;

  • 如果把 User 和 Address 都放在 BiMap,那么一句代码就得到结果了: return biMap.inverse().get(anAddess);
  • 这里的 inverse 方法就是把 BiMap 的 key 集合 value 集合对调,因此 biMap == biMap.inverse().inverse()。
BiMap的常用实现有:
  • HashBiMap: key 集合与 value 集合都有 HashMap 实现
  • EnumBiMap: key 与 value 都必须是 enum 类型
  • ImmutableBiMap: 不可修改的 BiMap
MapMaker: 超级强大的 Map 构造工具
//Create an Object to the map, when get() is missing in map ConcurrentMap< String, Object> map5 = new MapMaker().makeComputingMap( new Function< String, Object> () { public Object apply(String key) { return createObject(key); }});

这些还不是最强大的特性,最厉害的是 MapMaker 可以提供拥有以上所有特性的 Map:
//Put all features together! ConcurrentMap< String, Object> mapAll = new MapMaker() .concurrencyLevel(8) .softKeys() .weakValues() .expireAfterWrite(30, TimeUnit.SECONDS) .maximumSize(100) .makeComputingMap( new Function< String, Object> () { public Object apply(String key) { return createObject(key); }});

Ordering class: 灵活的多字段排序比较器要对集合排序或者求最大值最小值,首推 java.util.Collections 类,但关键是要提供 Comparator 接口的实现。假设有 个待排序的 List< Foo> ,而 Foo 里面有两个排序关键字 int a, int b 和 int c:
Collections.sort(list, new Comparator< Foo> (){ @Override public int compare(Foo f1, Foo f2) { int resultA = f1.a – f2.a; int resultB = f1.b – f2.b; return resultA == 0 ? (resultB == 0 ? f1.c – f2.c : resultB) : resultA; }});

这看上去有点眼晕,如果用一串 if-else 也好不到哪里去。看看 ComparisonChain 能做到什么 :
Collections.sort(list, new Comparator< Foo> (){ @Override return ComparisonChain.start() .compare(f1.a, f2.a) .compare(f1.b, f2.b) .compare(f1.c, f2.c).result(); }});

如果排序关键字要用自定义比较器,compare 方法也有接受 Comparator 的重载版本。譬如 Foo 里面每个排序关键字都已经有了各自的 Comparator,那么利用 ComparisonChain 可以 :
Collections.sort(list, new Comparator< Foo> (){ @Override return ComparisonChain.start() .compare(f1.a, f2.a, comparatorA) .compare(f1.b, f2.b, comparatorB) .compare(f1.c, f2.c, comparatorC).result(); }});

Ordring 类还提供了一个组合 Comparator 对象的方法。而且 Ordring 本身实现了 Comparator 接口所以它能直接作 为 Comparator 使用:
Ordering< Foo> ordering = Ordering.compound(Arrays.asList(comparatorA, comparatorB, comparatorc)); Collections.sort(list, ordering);

过滤器(stream-filter)利用 Collections2.filter() 方法过滤集合中不符合条件的元素。譬如过滤一个 List< Integer> 里面小于 10 的
元素 :
Collection< Integer> filterCollection = Collections2.filter(list, new Predicate< Integer> (){ @Override public boolean apply(Integer input) { return input > = 10; }});

  • 当然,你可以自己写一个循环来实现这个功能,但是这样不能保证之后小于 10 的元素不被放入集合。
  • filter 的强大之 处在于返回的 filterCollection 仍然有排斥小于 10 的元素的特性,如果调 filterCollection.add(9) 就会得到一个IllegalArgumentException。
转换器(Stream-map)利用 Collections2.transform() 方法来转换集合中的元素。譬如把一个 Set< Integer> 里面所有元素都转换成 带格式的 String 来产生新的 Collection< String> :
Collection< String> formatCollection = Collections2.transform(set, new Function< Integer, String> (){ @Override public String apply(Integer input) { return new DecimalFormat("#,###").format(input); }} );

总结
使用
这个开源项目发布的 jar 包可以在它的官方网站内(http://code.google.com/p/guava-libraries/downloads/list)找到。
如果您使用 Maven 作为构建工具的话可以在 pom.xml 内加入:
< dependency> < groupId> com.google.guava< /groupId> < artifactId> guava< /artifactId> < version> xxx< /version> < /dependency>


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