Kolekce v Javě pro pokročilé

V předchozím kvízu, Kvíz - Kolekce a proudy v Javě, jsme si ověřili nabyté zkušenosti z kurzu.

Rád bych navázal na článek od Davida (ArrayList). V článku se podíváme na kolekce z více praktického hlediska. Zmíním se i o rozdílu mezi Java 7 a Java 8, co se týče práce s kolekcemi. Převážně budu mluvit o frameworku org.apache.com­mons.collecti­ons4, který nám ulehčuje práci. Je vhodné používat verzi 4.0 v Java 7.

Ve verzi 4.1 je plně Deprecated. Důvodem je, že Java 8 obsahuje Lambda výrazy.

Opakování

Kolekce je kontejner podobných objektů. Preferujte kolekce před poli. S kolekcemi se pracuje jednodušeji než s poli.

Obecné metody pro kolekce: size(), isEmpty(), contains(), add(), remove(), iterator()... v Java 8: stream(), parallelStream()

Definice prázdných kolekcí: Collections.EM­PTY_LIST, Collections.EM­PTY_MAP, Collections.EM­PTY_SET

Nejběžněji používané implementace collection:

INTERFACE	IMPLEMENTACE
SET	HashSet
LIST	ArrayList
MAP	HashMap
QUEUE	LinkedList
DEQUE	ArrayDeque

Řazení kolekce

Pro řazení je důležité určit algoritmus, kterým se budou jednotlivé prvky kolekce porovnávat. Existují pro to dvě rozhraní.

Rozhraní Comparable, které implementuje prvek v kolekci. Dalo by se říct, že se jedná o defaultní řazení objektu. Použitím říkáte, že se daný objekt má vždy řadit podle daných vlastností.

// Defaultní objekt řazení
public interface Comparable<T> {
    //výsledek: 0 rovnají se, + lexicograficky větší, - lexicograficky menší
        public int compareTo(T o);
}

Rozhraní Comparator se liší v tom, že se používá nad celou kolekcí. Dalo by říct, že se jedná o konkrétní řazení v dané situaci. Porovnávají se dva objekty mezi sebou.

// Řazení podle pravidel
public interface Comparator<T> {
    //výsledek: 0 rovnají se, + lexicograficky větší, - lexicograficky menší
    int compare(T o1, T o2);
}

Poté stačí použít Collections.sort. Collections.sort využívá k řazení řadící algoritmus merge sort (n log(n)).

Příklad z praxe:

JAVA 7

public class Car implements Comparable<Car> {
...
    @Override
    public int compareTo(Car o) {
        return getId().compareTo(o.getId());
    }
}

Collections.sort(initCars);

JAVA 8

Collections.sort(personList, (Person p1, Person p2) -> p1.firstName.compareTo(p2.firstName));
Collections.sort(personList, (p1, p2) -> p1.firstName.compareTo(p2.firstName));
personList.sort((p1, p2) -> p1.firstName.compareTo(p2.firstName));

Vyhledání

Pro vyhledávání se v defaultních případech používá metoda contains() nebo get(). Tyto metody volají metodu equals() nad daným objektem v kolekci. Pokud nemůžeme metodu equals() přepsat a její porovnání nám nevyhovuje, použíjeme Predicate.

Predicate vykoná test na podmínku a vybere prvky, které této podmínce vyhovují.

Metody z CollectionUtils, u kterých lze použít: subtract, find, filter, filterInverse, countMatches, exists, matchesAll, select, atd.

public interface Predicate<T> {
    // true prvek vyhovuje podmínce; false nevyhovuje
    boolean evaluate(T object);
}

Příklad z praxe:

JAVA 7:

public class CarOwnerPredicate implements Predicate<Car> {
    @Override
        public boolean evaluate(Car car) {
            return car.getOwner().equals(expected.getOwner());
    }
...

boolean result = CollectionUtils.exists(initCars, new CarOwnerPredicate(pepaCar));
// s využitím anonymní třídy
Car currentPepaCar = CollectionUtils.find(initCars, new Predicate<Car>() {
    @Override
        public boolean evaluate(Car car) { return car.getOwner().equals(owner); }
});

JAVA 8:

boolean exists = initCars.stream().anyMatch(car -> car.getOwner().equals(owner));
Car currentIgorCar = initCars.stream()
    .filter(car -> car.getOwner().equals(owner))
    .limit(1)
    .findFirst()
    .get();

Transformace Transformer

Existují dva druhy transformace. První změní vnitřní vlastnosti objektu, druhá jej transformuje na jiný objekt.

Transformer je odpovědný za transformaci dat z jednoho objektu do jiného.

Dalo by se říci, že je to takový mapper mezi dvěmi typy. Metody z CollectionUtils, u kterých lze použít: transform, collect, transformingCo­llection

public interface Transformer<I, O> {
   O transform(I input);
}

Příklad z praxe:

JAVA 7:

public class Car2TaxiTransformer implements Transformer<Car, Taxi> {
    @Override
    public Taxi transform(Car car) {
        Taxi dst = new Taxi();

        dst.setColor(car.getColor());
    ...

List<Taxi> taxis = new ArrayList<>(CollectionUtils.collect(initCars, new Car2TaxiTransformer()));

JAVA 8:

List<Taxi> taxis = initCars.stream()
       .map(it -> { Taxi t = new Taxi();
           t.setColor(it.getColor());
           t.setCompany(GOVERNMENT);
           return t;
       }).collect(Collectors.toList());

Transformace Closure

Closure slouží pro změnu vlastností každého objektu v kolekci

Metody z CollectionUtils, u kterých lze použít: forAllDo, forAllButLastDo

public interface Closure<T> {
   void execute(T input);
}

Příklad z praxe:

JAVA 7

public class CarColorClosure implements Closure<Car> {
    @Override
    public void execute(Car car) {
        if ("yellow".equals(car.getColor())) {
            car.setColor("black");
        }
    }
...

CollectionUtils.forAllDo(initCars, new CarColorClosure());

JAVA 8

initCars.stream().forEach(car -> car.setColor("black"));

Otázka na závěr: Jaký návrhový vzor byl ve většině příkladů použit? (př. CollectionUtil­s.forAllDo(init­Cars, new CarColorClosu­re());)

Výsledek naleznete zde.

Dané příklady naleznete také v přiloženém maven projektu. Vyzkoušení si čehokoli pomocí main() se mi zdá neprogramátorské. V přiloženém projektu proto naleznete příklady, které si můžete ověřit pomocí testů.