Collections(九)Guava Collections

Open Sayi opened this issue 7 years ago • 0 comments

Java Collections Framework基本介绍完了，当我们遇到性能或者有需需要定义自己的集合时，比如希望数据不是保存在内存中而是从数据库迭代，可以扩展JDK提供的明确设计的抽象实现AbstractXXX接口。

Guava提供了一些特别的集合实现和工具类，本文旨在入门Guava Collections，分为三个部分：

更多的集合类型
不可变集合
工具

详细文档请参阅官方文档：https://github.com/google/guava/wiki。

更多的集合类型

Multiset

Multiset是一个元素可以重复的集合，Multiset可以被看做一个无需关心顺序ArrayList，或者一个元素和元素个数的Map。如果没有这个类，我们通常的实现会是这样的：

new ArrayList<E>()
或者
new HashMap<E, Integer>

Multiset 继承了JDK Collection接口，并且提供了一些额外的方法。

方法	作用
int count(@Nullable @CompatibleWith("E") Object element)	获取元素的个数
int setCount(E element, int count);	设置元素的个数
int add(@Nullable E element, int occurrences);	新增元素
Set<E> elementSet();	获取不同的元素集合

根据不同特性和实现，Guava提供了以下几种Multiset:

HashMultiset
LinkedHashMultiset
TreeMultiset
ConcurrentHashMultiset
ImmutableMultiset

因为泛型书写的原因，Guava中创建集合大多数采用了工厂方法，不建议用new的方式，所以我们创建一个Multiset的代码如下：

Multiset<String> set = HashMultiset.<String>create();

Multimap

Multimap是一个key值允许重复的集合，可以看作为Map<K, List<V>>。如果没有这个类，我们的实现可能是这样的：

new HashMap<K, Collection<V>>

Multimap是一个独立的接口，它不是一个Ma，提供了一些基础方法：

方法	作用
Collection<V> get(@Nullable K key);	获取key对应的值集合
Multiset<K> keys();	获取所有可重复的keys
Map<K, Collection<V>> asMap();转换为Map

如果当你希望使用key-collection这样的结构时，就可以考虑使用Multimap，根据valus的实现方式不同，我们更多用的是接口ListMultimap和接口SetMultimap，前者返回的值是一个列表List<V> get(@Nullable K key);，后者返回的是一个set：Set<V> get(@Nullable K key);。

我们通过构建器MultimapBuilder进行初始化：

ListMultimap<String, String> map = MultimapBuilder.hashKeys().arrayListValues().build();

BiMap

BiMap是一个双向Map，既可以key-value映射，也可以value-key映射(调用inverse()方法)，所以要求value必须是唯一的，实现原理是内部维护了两张哈希表。具体实有以下几个：

HashBiMap
EnumBiMap
EnumHashBiMap
ImmutableBiMap 同样，当我们初始化这些类时，是通过静态方法而不是new：

BiMap<String, Integer> userId = HashBiMap.create();

ClassToInstanceMap

ClassToInstanceMap一个专用的实现，表示类型与实例的映射，继承Map<Class<? extends B>, B>，我们可以看看接口定义:

public interface ClassToInstanceMap<B> extends Map<Class<? extends B>, B> {
  <T extends B> T getInstance(Class<T> type);
  <T extends B> T putInstance(Class<T> type, @Nullable T value);
}

Guava提供了两个实现MutableClassToInstanceMap和ImmutableClassToInstanceMap，同样通过静态方法初始化：

MutableClassToInstanceMap.create();

不可变集合

顾名思义，该集合不支持修改操作，比如：

ImmutableList
ImmutableSet
ImmutableMap
ImmutableMultiset
ImmutableMultimap
ImmutableBiMap

通过前面文了解过，JDK提供了一个包装方法返回一个不可修改的集合：Collections.unmodifiableXXX，那么为什么Guava提供了新的实现方式呢？主要基于以下几点来考虑：

需要一个集合的常量的场景是广泛的，如果都要通过包装方法，显得冗余且厌烦
包装方法通常需要先实例化一个集合，而这个集合的引用如果继续被操作将影响到不可变的集合
包装方法是低效的，背后调用了一个具体集合的方法，里面可能包含了很多在不可变集合中无用的代码，所以我们需要针对不可变写一个高效的代码。

注意：所有不可变集合不支持null值，因为google觉得大多数场景下都不会使用null值。构造不可变集合的方式也是通过工厂方法或者构建器：

Builder<String> builder = ImmutableList.<String>builder();
builder.add(str);
ImmutableList<String> list = builder.build();

// of
ImmutableList<String> list2 = ImmutableList.of("hi");

// copy of
ArrayList<Object> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add("hi");
ImmutableList<Object> copyOf = ImmutableList.copyOf(arrayList);

工具

正如JDK提供了Collections工具类一样，Guava也提供了一系列工具类。

Collections2 区别于JDK工具类
Lists
Sets
Maps

这里不作介绍，可以自行查看官方文档，值得注意的是，这些工具类提供的静态构造方式Lists.newArrayList()已经不建议使用了，官方建议jdk1.7以后使用<>语法来代替这些工厂方法。

装饰器模式

Guava提供了一系列ForwardingXXX类为我们对集合进行装饰提供了便捷，我们只需要继承这些类，然后实现抽象方：

protected abstract List<E> delegate();

接下来，你只需要重写对应的方法进行装饰了。

抽象迭代器

我们知道，实现Iterator接口需要实现几个方法，guava为我们封装了一个实现Iterator接口的抽象类AbstractIterator方便我们继承，我们只需要方法computeNext即可，下面这段代码实现了一个迭代字符串的列表。

package com.deepoove.datastructure;

import java.util.AbstractList;
import java.util.Iterator;
import java.util.Objects;

import com.google.common.collect.AbstractIterator;

public class CharacterList extends AbstractList<Character> {

  private transient String str;

  public CharacterList(String str) {
      Objects.requireNonNull(str);
      this.str = str;
  }

  @Override
  public Character get(int index) {
      return str.charAt(index);
  }

  @Override
  public int size() {
      return str.length();
  }

  @Override
  public Iterator<Character> iterator() {
      return new AbstractIterator<Character>() {

          int i = 0;

          @Override
          protected Character computeNext() {
              if (i == CharacterList.this.size()) return endOfData();
              return CharacterList.this.str.charAt(i++);
          }
      };

//        return new Iterator<Character>() {
//
//            int i = 0;
//
//            @Override
//            public boolean hasNext() {
//                return i < CharacterList.this.size();
//            }
//
//            @Override
//            public Character next() {
//                return CharacterList.this.str.charAt(i++);
//            }
//        };
  }

}

总结

虽然JDK也能完某些任务，但是Guava Collections提供了很大的便利性。

这是这个系列文的最后一篇，熟读并不是需要你记得这些内容，而是更好的使用它。

Sep 04 '18 10:09 Sayi