面向对象的编程-Application 17

Previously on OOP:

Functional Interface is by definition contains one and only one abstract method. If an argument is of type Interface, we need to create a sub-class (nested class, anonymous class) for this Interface. Furthermore, Lambda expression is the other choice.

在这篇文章中，我们举一些Collection的例子。所谓Java Genrics和Collection，可以简单地理解为数据结构，比如链表，hash，树，等等。在C语言编程中，需要掌握的是这些数据结构的增删改查是怎么实现的；而在本课程中，我们可以直接调用增删改查的库类，不用自己从零编写。

在学习Collection之前，要存放一组数据，只能放在数组里面。而现在，可以采用多种多样的数据结构。那么问题来了，我们应该怎样选择数据结构呢？

（1）看有没有唯一的主键。比如requirements的描述中说：学生的学号是每个学生唯一的标识符，那么学号就是就是主键。再比如说学生的学号可以重复，A班级有24号，B班级也有24号，那么学号就不能被视为主键。

在有主键的情况下，最好使用associative container，也就是Map，SortedMap这一些。因为这些数据结构都非常方便使用主键来查找。而没有主键的情况下，我们只好用group containers了。

（2）比较几种group containers性质（存放数据的方式）。Set的特点是不可重复性。Hash在随机位置存放数据，Tree根据自己的natural order存放，List一般是按照插入顺序存放。

如果requirements里面有大量排序操作和查找操作，最好能有序地存放数据。如果主流操作是插入，那么用Set或者是List比较好。

当然，性质的比较并不是必须的，因为requirements中可能几个操作都会有，没有一个明确的主流操作，那么用任何一种group containers的效率都会差不多。

（3）那种会用选那种。在都灵理工大学开始的《算法和数据结构》课程的口试中，一个必问的题目就是：为什么选用这种数据结构？但是本课程中没有，最重要的不是怎么选用的，而是编出来的程序能不能通过所有的tests。

但是最好不要100%都使用数组，尽量还是要用Collection，否则就彻底暴露了没有学过Java Generics这一章。

下面，本黄鸭来举一个TreeSet的例子。

main函数中的第一行代码就是数据结构的声明，里面有我们已经定好的数据结构，即TreeSet。从这里可以看出，确定数据结构的时机就在声明之时。

Collection是所有group containers的父类，所以用它作为object reference的类型非常合适。

敲完Collection和TreeSet之后，编译器会提示这两个类现在不在，问要不要import进来。Import会有两个选项：

（1）java.awt.XXXX：这是错误的库类，因为这个库类不是数据结构，而是和user interface相关的。

（2）java.util.XXXX：这是正确的库类

有的宝宝会习惯性地选第一个，将会发现函数全部不能编译，或者是运行结果全错。

尖括号，即diamond brackets，里面的类型是存放的数据的类型。在等号右边的diamond brackets中，存放数据的类型可以省略，会默认为和等号前面的一样。当然，完整地写成“TreeSet()”，也是完全可以的。

如果左右两边的两个尖括号中都没有类型会触发什么样的剧情呢？编译器会自动往里面填入“Object”。这种做法在注重类型的Java语言中是不太好的，原因如下：

（1）每次取出数据的时候，都要进行cast操作

（2）存放的元素可能会特别混乱，String, int,什么类型都有，导致遍历和比较都有困难。

另外一方面，不注重类型的语言，像Linux awk，在某些场合下也是非常有效率的。所以，尖括号中不写类型，也不是绝对的错误，要根据使用场合来决定是不是采用。只是在本课程中，是没有这样的场合的。

本段往空的TreeSet数据结构中插入了四个数据，又删掉了一个数据，最后把元素全部打印出来。

增加的第五个元素和前面加入的元素有重复，而Set的性质是“唯一性”，所以最后一个加入“Duck”的操作不会触发任何剧情。在删除“Bird”元素之后，我们打印了一下现在TreeSet里面元素的个数，如果是3个，说明删除操作成功了。

最后，打印TreeSet中所有的元素会按照什么顺序呢？Tree的性质是“nature order”，也就是按照alphabetical order从小到大。顺序应该是：Duck，Goose，Roster。

如果把数据结构从TreeSet变为HashSet，打印出来的顺序是order of hash codes，即随机顺序。

在这个例子中，需要背住的是：

这两个方法在associative containers中是不一样的名字。

接下来，本黄鸭再举一个LinkedList的例子，这是另外一种group container：

本黄鸭更喜欢把第一行的object reference的类型换成Collection。本段代码的重点在于set() and get() methods。

先来看一下set()函数，给指定位置的数据赋予新的值。If the set index was not initialized/ added / created（比如：“l.set(10, 99);”）, there will be anexecutionerror, as the compilerdoesnot know which numbers can be filled into the non existing elements。而errorin execution time，只能靠Exception来处理，或者是提前判定一下有没有这个数据。

再看一下get()函数，能返回指定位置的数据的值。

所以，在这个例子中，需要背住的是：

欢迎使用本黄鸭编写的小程序~

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