文档介绍了Java中的collection与map的基础架构及其使用，重点包括不同类型的collection（如ArrayList和LinkedList）及其性能特点，lambda表达式的介绍，以及泛型的应用。包括了比较器和可比较接口的实现，如何处理无副作用的设计，以及不可变对象的概念和使用实例。最后讨论了如何创建不可修改的集合类型，以及这些类型在代码中的应用。

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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
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3. 認識Collection架構
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4. • 依需求使用不同的介面實作物件
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5. • 只表示感興趣的介面或類別
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6. 具有索引的List
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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
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9. LinkedList
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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
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14. 內容不重複的Set
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15. • Set沒有將重複的學生資料排除
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16. • 你沒有告訴Set，什麼樣的Student實例才
算是重複
• 以HashSet為例
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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
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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
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22. • Queue的子介面Deque
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25. 使用泛型
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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
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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
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29. • 有一部份是編譯器蜜糖
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30. • 以下會編譯錯誤：
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31. • 有個介面宣告若是如下：
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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
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33. • JDK7以後有了點改善
• Java SE 10以後
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34. • 也可以只在方法上定義泛型
• 若能將elemOf()設計為泛型方法
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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
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36. • 如果有個介面宣告如下：
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37. • 可以用泛型宣告的型態作為資訊來源
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38. • 從JDK9開始
• Java SE 10
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39. • 使用Lambda語法來實作
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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
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42. Iterable與Iterator
• 寫個forEach()方法，可以顯示List收集
的物件
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43. • 實作一個forEach()方法，可以顯示Queue
收集的物件
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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
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45. • 增強式for迴圈，運用在陣列、實作
Iterable介面的物件，
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46. • 增強式for迴圈是編譯器蜜糖
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47. • JDK8以後的版本，Iterable新增了
forEach()方法
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48. Comparable與Comparator
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50. • 將var改為List，雖然可以通過編譯，然而
執行時會拋出ClassCastException？
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51. 實作Comparable
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52. • Integer實作了Comparable介面：
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53. 實作Comparator
• String本身有實作Comparable
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54. • Collections的sort()方法有另一個重載
版本，可接受java.util.Comparator
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55. • java.util.TreeSet
• java.util.PriorityQueue
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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
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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？
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59. • JDK8以後
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60. 常用Map實作類別
• 根據某鍵（Key）來取得對應的值（Value）
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61. 使用HashMap
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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
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64. 使用Properties
• 繼承HashTable，HashTable實作了Map
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65. • 從檔案中讀取屬性
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66. • 也可以使用loadFromXML()方法
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67. • 使用java指令啟動JVM時，可以使用-D指
定系統屬性
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69. 走訪Map鍵值
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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79. unmodifiableXXX()方法
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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
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81. List、Set、Map的of()方法
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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
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84. • 不會參考至原elements參考之陣列
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85. • 元素是淺層複製
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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
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87. • Arrays.asList()方法
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