Introduction à la technologie des conteneurs en langage Java

Dans le langage Java, la technologie des conteneurs est l'un des concepts très importants. Elle fait référence à une structure capable de stocker et de gérer un groupe d'objets. La technologie des conteneurs en Java implique plusieurs classes et interfaces, y compris des conteneurs courants tels que List, Set et Map. Ces structures de données fournissent des méthodes et des outils pratiques qui permettent aux programmeurs de traiter les données plus efficacement. Cet article présentera la technologie des conteneurs dans le langage Java, y compris les types de conteneurs, les classes de conteneurs courantes, les opérations de conteneur et les méthodes d'implémentation de conteneurs.

1. Types de conteneurs

Les conteneurs en Java peuvent être divisés en deux types : Collection et Carte.

1. Collection

Collection est une collection d'objets, qui ont généralement le même type. Les classes communes de collection sont :

• Liste : C'est une collection ordonnée dont les éléments peuvent être répétés. Les éléments nuls sont autorisés. Les classes d'implémentation courantes incluent ArrayList, LinkedList, etc.
• Set : C'est un ensemble qui n'autorise pas les éléments en double et peut autoriser les éléments nuls. Les classes d'implémentation courantes incluent HashSet, LinkedHashSet, etc.
• Queue : Il s'agit d'une liste et d'un ensemble spéciaux, qui permettent uniquement d'insérer des éléments à une extrémité du conteneur et de les supprimer à l'autre extrémité, c'est donc une file d'attente. Les classes d'implémentation courantes incluent LinkedList, PriorityQueue, etc.
• Stack : Il s'agit d'une structure LIFO (Last In First Out) qui peut insérer et supprimer des éléments à une extrémité du conteneur. Les classes d'implémentation couramment utilisées incluent Stack.

2. Map

Map est un ensemble d'ensembles de mappage de clés et de valeurs, qui nous permet de trouver des valeurs par clé. Les clés de la carte ne sont pas ordonnées et ne peuvent pas être répétées, mais les valeurs peuvent être répétées. Les classes d'implémentation courantes incluent HashMap, Hashtable, LinkedHashMap, etc.

2. Classes de conteneurs communes

1. ArrayList

ArrayList est un tableau dynamique, ordonné, et il peut automatiquement étendre sa capacité selon les besoins. Il hérite de la classe AbstractList et implémente l'interface List. Sa couche sous-jacente est un tableau et les éléments sont accessibles à l'aide d'indices. ArrayList autorise les valeurs nulles et est accessible de manière aléatoire (O(1)). Cependant, les éléments doivent être déplacés lors des opérations d'insertion et de suppression, les performances sont donc médiocres.

2. LinkedList

LinkedList est une liste chaînée, ordonnée, elle peut automatiquement étendre la capacité selon les besoins. Il hérite de la classe AbstractSequentialList et implémente les interfaces List, Deque et Queue. LinkedList ne prend pas en charge l'accès aléatoire, mais fonctionne mieux lors des opérations d'insertion et de suppression. La synchronisation n'est pas prise en charge et une synchronisation manuelle est requise.

3. HashSet

HashSet est une table de hachage qui ne permet pas de stocker des éléments en double. Lors du stockage d'un élément, vous devez d'abord hacher l'élément en une valeur de type int, puis stocker la valeur dans le tableau. Si une collision de hachage se produit, une liste chaînée est stockée au même emplacement. HashSet implémente l'interface Set, qui ne garantit pas l'ordre des éléments.

4. LinkedHashSet

LinkedHashSet hérite de HashSet, il maintient l'ordre dans lequel les éléments de la collection sont insérés, c'est-à-dire qu'il préserve l'ordre dans lequel les éléments sont insérés.

5. HashMap

HashMap est une table de hachage qui stocke les paires clé-valeur. Lorsque nous insérons un élément, il hache d'abord la clé de l'élément dans une valeur de type int, puis utilise cette valeur pour déterminer où la paire clé-valeur doit être placée dans le tableau. Si une collision de hachage se produit, une liste chaînée est stockée au même emplacement. HashMap autorise les clés nulles et les valeurs nulles.

6. LinkedHashMap

LinkedHashMap hérite de HashMap, qui maintient une liste doublement chaînée et maintient l'ordre dans lequel les éléments de la collection sont insérés.

3. Opérations sur le conteneur

Les opérations couramment utilisées sur les instances de conteneur sont :

1. Ajouter

Utilisez la méthode add() pour ajouter des éléments à la fin du conteneur. Pour List, vous pouvez utiliser la méthode add(int index, Object element) pour ajouter des éléments à la position spécifiée.

2. Delete

Utilisez la méthode Remove() pour supprimer des éléments dans le conteneur. Pour List, vous pouvez utiliser la méthode Remove(int index) pour supprimer l'élément à la position spécifiée.

3. Requête

Utilisez la méthode get() pour obtenir les éléments dans le conteneur. Pour List, vous pouvez utiliser la méthode get(int index) pour obtenir l'élément à la position spécifiée.

4. Insert

Utilisez la méthode add(int index, Object element) pour insérer l'élément dans la position spécifiée.

5. Déterminez si l'élément existe

Utilisez la méthode contain() pour déterminer si l'élément existe dans le conteneur.

4. Comment implémenter des conteneurs

Les conteneurs Java sont implémentés de manière orientée objet. Les structures de données correspondantes sous-jacentes incluent des listes, des tables de hachage, des arbres, etc. Parmi eux, les tables de hachage et les arbres sont plus efficaces que les listes.

Dans Java5 et les versions ultérieures, le mécanisme générique et le mécanisme automatique de boxe et de déballage sont introduits. De cette façon, nous pouvons utiliser le conteneur directement sans avoir besoin de moulages.

Résumé :

La technologie des conteneurs en Java peut considérablement améliorer l'efficacité et la flexibilité de la programmation. Nous pouvons choisir l'implémentation de conteneur appropriée en fonction des besoins réels pour mieux traiter les données. Cependant, lors de l'utilisation des conteneurs, nous devons prêter attention aux problèmes de sécurité des threads et choisir avec flexibilité des méthodes de mise en œuvre spécifiques en fonction de la situation réelle.

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