1. 1

2. Collection與Map
學習目標
• 認識Collection與Map架構
• 使用Collection與Map實作
• 對收集之物件進行排序
• 簡介Lambda表示式
• 簡介泛型語法
2

3. 認識Collection架構
3

4. • 依需求使用不同的介面實作物件
4

5. • 只表示感興趣的介面或類別
5

6. 具有索引的List
6

7. 7

8. java.util.ArrayList
• 使用Object陣列來保存收集之物件
• 使用索引隨機存取時速度快
• 若需要調整索引順序時，會有較差的表現
• 陣列長度固定也是要考量的問題
• 有個可指定容量（Capacity）的建構式
8

9. LinkedList
9

10. 10

11. 11

12. 12

13. • 每次add()物件時，才會建立新的Node來保
存物件，不會事先耗費記憶體
• 指定索引隨機存取物件時，會比較沒有效率
• 有利於調整索引順序
13

14. 內容不重複的Set
14

15. • Set沒有將重複的學生資料排除
15

16. • 你沒有告訴Set，什麼樣的Student實例才
算是重複
• 以HashSet為例
16

17. 17

18. • 許多場合要判斷物件是否重複時，都會呼叫
hashCode()與equals()方法
• 因此規格書中建議，兩個方法要同時實作
18

19. 19

20. 支援佇列操作的Queue
• 定義了offer()、poll()與peek()等方法
• 操作失敗時會傳回特定值
20

21. 21

22. • Queue的子介面Deque
22

23. 23

24. 24

25. 使用泛型
25

26. 26

27. • 對API設計者造成一些語法上的麻煩，但對客
戶端會多一些友善
27

28. • Collection API支援泛型語法
• 沒有指定型態參數實際型態，程式碼中出現
型態參數的地方，就會回歸為使用Object
28

29. • 有一部份是編譯器蜜糖
29

30. • 以下會編譯錯誤：
30

31. • 有個介面宣告若是如下：
31

32. • 如果不指定T的實際型態，那麼T出現的位置
就回歸為使用Object
32

33. • JDK7以後有了點改善
• Java SE 10以後
33

34. • 也可以只在方法上定義泛型
• 若能將elemOf()設計為泛型方法
34

35. 簡介Lambda表示式
• 匿名類別語法實作Request介面並建立實例
• 可以使用JDK8新增的Lambda表示式
35

36. • 如果有個介面宣告如下：
36

37. • 可以用泛型宣告的型態作為資訊來源
37

38. • 從JDK9開始
• Java SE 10
38

39. • 使用Lambda語法來實作
39

40. 40

41. • 不鼓勵使用Lambda表示式來寫複雜的演算
• 不過若流程較為複雜，可以使用區塊{}符號
包括演算流程
41

42. Iterable與Iterator
• 寫個forEach()方法，可以顯示List收集
的物件
42

43. • 實作一個forEach()方法，可以顯示Queue
收集的物件
43

44. • iterator()方法在JDK5出現前，是定義在
Collection介面
• JDK5以後提昇至java.lang.Iterable
44

45. • 增強式for迴圈，運用在陣列、實作
Iterable介面的物件，
45

46. • 增強式for迴圈是編譯器蜜糖
46

47. • JDK8以後的版本，Iterable新增了
forEach()方法
47

48. Comparable與Comparator
48

49. 49

50. • 將var改為List，雖然可以通過編譯，然而
執行時會拋出ClassCastException？
50

51. 實作Comparable
51

52. • Integer實作了Comparable介面：
52

53. 實作Comparator
• String本身有實作Comparable
53

54. • Collections的sort()方法有另一個重載
版本，可接受java.util.Comparator
54

55. • java.util.TreeSet
• java.util.PriorityQueue
55

56. • 可以使用Lambda語法讓它更簡潔一些：
• JDK8也在List增加了sort()方法
56

57. • 若有個List某些索引處包括null，現在打
算讓null排在最前頭，之後依字串長度由大
到小排序，那會怎麼寫？
57

58. 58

59. • JDK8以後
59

60. 常用Map實作類別
• 根據某鍵（Key）來取得對應的值（Value）
60

61. 使用HashMap
61

62. 使用TreeMap
• 鍵的部份會排序，條件是作為鍵的物件必須
實作Comparable介面
• 或是建構TreeMap時，指定實作
Comparator介面的物件
62

63. 63

64. 使用Properties
• 繼承HashTable，HashTable實作了Map
64

65. • 從檔案中讀取屬性
65

66. • 也可以使用loadFromXML()方法
66

67. • 使用java指令啟動JVM時，可以使用-D指
定系統屬性
67

68. 68

69. 走訪Map鍵值
69

70. 70

71. 71

72. 淺談不可變特性
• 在純函數式語言中（像是Haskell），x = 1
• x就是1，1的名稱（而不是變數）就是x，不
會再是其他的東西
• 在Java中想使用變數來模仿不可變特性，通
常會把變數加上final修飾
72

73. 副作用（Side effect）
• 具有副作用的方法會改變物件狀態
– Collections的sort()
– List本身的add()方法
• 程式語言本身有變數的概念，在撰寫時就容
易調整變數值，也就容易調整物件狀態，也
就易於變更整個系統狀態
73

74. • 副作用是個雙面刃
• 在一個設計不良的系統中，若沒有適當地控
管副作用，追蹤物件狀態會越來越困難
• 如果變數不可變，設計出來的方法就不會有
副作用，物件狀態也不可變
74

75. • 不可變物件（Immutable object）有許多好處
– 並行（Concurrent）程式設計時，不用擔心執行
緒共用競爭的問題
– 共用資料結構，達到節省時間及空間之目的
75

76. • Java畢竟不是以函數式為主要典範
• 看看Collection介面就知道了
– 有些方法操作都是選用的
– 若不打算提供實作的方法，可以丟出
UnsupportedOperationException
– 實作物件必須在文件上指明，支援哪些操作
76

77. • 有時在設計上，為了限制副作用的發生，會
希望某些物件具有不可變的特性
• 以便易於掌握物件狀態，從而易於掌握系統
某些部份的狀態
77

78. • 在JDK8以前，會透過Collections的
static方法：
– unmodifiableCollection()
– unmodifiableList()
– unmodifiableSet()
– unmodifiableMap()
• 取得一個無法修改的（unmodifiable）物件
• JDK9以後在List、Set、Map提供了of()
方法，用以建立不可變的List、Set或Map
實作物件
78

79. unmodifiableXXX()方法
79

80. • 傳回的物件只是無法修改（Unmodifiable）
，也就是僅僅不支援修改操作罷了
• 傳回的物件是不可修改，而非不可變動
80

81. List、Set、Map的of()方法
81

82. • 會建立不可變物件，不能對它們呼叫有副作
用的方法，否則會拋出
UnsupportedOperationException
82

83. 83

84. • 不會參考至原elements參考之陣列
84

85. • 元素是淺層複製
85

86. • 如果想要更進一步的不可變特性，應該令
Student類別在定義時也支援不可變特性
86

87. • Arrays.asList()方法
87