Readme Russain

In progress

Сегодня я хотел бы поговорить о коллекциях в Java. Это тема встречается практически на любом техническом интервью Java разработчика, однако далеко не все разработчики в совершенстве освоили все коллекции даже стандартной библиотеки, не говоря уже о всех библиотеках с альтернативными реализациями коллекций, таких как guava, apache, trove и ряд других. Давайте посмотрим какие вообще коллекции можно найти в мире Java и какие методы работы с ними существуют. Эта статья полезна как для начинающих (чтобы получить общее понимание что такое коллекции и как с ними работать), так и для более опытных программистов, которые возможно найдут в ней что-то полезное или просто структурируют свои знания. Собственно, главное чтобы у вас были хотя бы базовые знания о коллекциях в любом языке программирования, так как в статье не будет объяснений что такое коллекция в принципе. <cut>

I. Стандартная библиотека коллекций Java

Естественно, практически все и так знают основные коллекции в JDK, но все-таки вспомним о них, если вы уверены, что и так все знаете о стандартных коллекциях можете смело пропускать все что в спойлерах до следующего раздела. Замечание о коллекциях для начинающих Иногда достаточно сложно для начинающих (особенно если они перешли из других языков программирования) понять, что в коллекции Java хранятся только ссылки/указатели и ничего более. Им кажется, что при вызове add или put объекты действительно хранятся где-то внутри коллекции, это верно только для массивов, когда они работают с примитивными типами, но никак не для коллекций, которые хранят только ссылки. Поэтому очень часто на вопросы собеседований вроде «А можно ли назвать точный размер коллекции ArrayList» начинающие начинают отвечать что-то вроде «Зависит от типа объектов что в них хранятся». Это совершенно не верно, так коллекции никогда не хранят сами объекты, а только ссылки на них. Например, можно в List добавить миллион раз один и то же объект (точнее создать миллион ссылок на один объект).

1. Интерфейсы коллекций JDK Интерфейсы коллекций

Интерфейсы из пакета java.util.concurrent

Если вам интересны более подробная информация о интерфейсах и коллекциях из java.util.concurrent советую прочитать вот эту статью.

2. Таблица с очень кратким описанием всех коллекций

• LinkedList - полезен лишь в некоторых редких случаях

• Vector - устарел| * CopyOnWriteArrayList - редкие обновления, частые чтения| | Queues / Deques | * ArrayDeque - основная реализация, основан на массиве

• Stack - устарел

• PriorityQueue - отсортированная очередь| * ArrayBlockingQueue - блокирующая очередь

• ConcurrentLinkedDeque / ConcurrentLinkedQueue - очередь на связанных нодах

• DelayQueue - очередь с задержкой для каждого элемента

• LinkedBlockingDeque / LinkedBlockingQueue - блокирующая очередь на связанных нодах

• LinkedTransferQueue - может служить для передачи элементов

• PriorityBlockingQueue - многопоточная PriorityQueue

• SynchronousQueue - простая многопоточная очередь| | Maps | * HashMap - основная реализация

• EnumMap - enum в качестве ключей

• Hashtable - устарел

• IdentityHashMap - ключи сравниваются с помощью ==

• LinkedHashMap - сохраняет порядок вставки

• TreeMap - сортированные ключи

• WeakHashMap - слабые ссылки, полезно для кешей| * ConcurrentHashMap - основная многопоточная реализация

• ConcurrentSkipListMap - отсортированная многопоточная реализация| | Sets | * HashSet - основная реализация множества

• EnumSet - множество из enums

• BitSet* - множество битов

• LinkedHashSet - сохраняет порядок вставки

• TreeSet - отсортированные set| * ConcurrentSkipListSet - отсортированный многопоточный set

• CopyOnWriteArraySet - редкие обновления, частые чтения|

• • на самом деле, BitSet хоть и называется Set'ом, интерфейс Set не наследует.

3. Устаревшие коллекции в JDK Универсальные коллекции общего назначения, которые признаны устаревшими (legacy)

Специализированные коллекции, построенные на устаревших (legacy) коллекциях

4. Коллекции, реализующие интерфейс List (список) Универсальные коллекции общего назначения, реализующие List :

Коллекции из пакета java.util.concurrent

Узкоспециализированные коллекции на основе List.

• • размер дан в байтах для 32 битных систем и Compressed Oops, где N это capacity списка 5) Коллекции, реализующие интерфейс Set (множество)

• • размер дан в байтах для 32 битных систем и Compressed Oops, где С это capacity списка, S это size списка Узкоспециализированные коллекции на основе Set

Коллекции из пакета java.util.concurrent

6. Коллекции, реализующие интерфейс Map (ассоциативный массив) Универсальные коллекции общего назначения, реализующие Map:

• • размер дан в байтах для 32 битных систем и Compressed Oops, где С это capacity списка, S это size списка Коллекции из пакета java.util.concurrent

7. Коллекции, основанные на интерфейсах Queue/Deque (очереди)

• • размер дан в байтах для 32 битных систем и Compressed Oops, где С это capacity списка, S это size списка Многопоточные Queue и Deque, который определены в java.util.concurrent, требуют отдельной статьи, поэтому здесь приводить их не буду, если вам интересна информация о них советую прочитать вот эту статью

8. Прочие коллекции

9. Методы работы с коллекциями Алгоритмы- В классе Collections содержится много полезных статистических методов. Для работы с любой коллекцией:

Для работы со списками:

В Java 8 так же появился такой способ работы с коллекциями как stream Api, но мы рассмотрим примеры его использование далее в разделе 5. 10) Как устроенны разные типы коллекций JDK внутри

11. Другие полезные сущности стандартной библиотеки коллекций Давайте посмотрим какие ещё полезные сущности содержит официальный гайд по коллекциями 1) Wrapper implementations – Обертки для добавления функциональности и изменения поведения других реализаций. Доступ исключительно через статистические методы.

• Collections.unmodifiableInterface– Обертка для создания не модифицируемой коллекции на основе указанной, при любой попытки изменения данной коллекции будет выкинут UnsupportedOperationException
• Collections.synchronizedInterface– Создания синхронизированной коллекции на основе указанной, до тех пор пока доступ к базовой коллекции идет через коллекцию-обертку, возвращенную данной функцией, потокобезопасность гарантируется.
• Collections.checkedInterface – Возвращает коллекцию с проверкой правильности типа динамически (во время выполнения), то есть возвращает type-safe view для данной коллекции, который выбрасывает ClassCastException при попытке добавить элемент ошибочного типа. При использовании механизма generic'ов JDK проверяет на уровне компиляции соответствие типов, однако этот механизм можно обойти, динамическая проверка типов не позволяет воспользоваться этой возможностью.

2. Adapter implementations – данная реализация адаптирует один интерфейс коллекций к другому

• newSetFromMap(Map) – Создает из любой реализации Set интерфейса реализацию Map интерфейса.
• asLifoQueue(Deque) - возвращает view из Deque в виде очереди работающей по принципу Last In First Out (LIFO).

3. Convenience implementations – Высокопроизводительные "мини-реализации" для интерфейсов коллекций.

• Arrays.asList – Позволяет отобразить массив как список (list)
• emptySet, emptyList и emptyMap – возвращает пустую не модифицированную реализацию empty set, list, or map
• singleton, singletonList и singletonMap – возвращает не модифицируемый set, list или map, содержащий один заданный объект (или одно связь ключ-значение)
• nCopies – Возвращает не модифицируемый список, содержащий n копий указанного объекта

4. Абстрактные реализации интерфейсов - Реализация общих функций (скелета коллекций) для упрощения создания конкретных реализаций коллекций.

• AbstractCollection – Абстрактная реализация интерфейса Collection для коллекций, которые не являются ни множеством, ни списком (таких как "bag" или multiset).
• AbstractSet - Абстрактная реализация Set интерфейса.
• AbstractList – Абстрактная реализация List интерфейса для списков, позволяющих позиционный доступ (random access), таких как массив.
• AbstractSequentialList – Абстрактная реализация List интерфейса, для списков, основанных на последовательном доступе (sequential access), таких как linked list.
• AbstractQueue - Абстрактная Queue реализация.
• AbstractMap - Абстрактная Map реализация.

4. Инфраструктура

• Iterators – Похожий на обычный Enumeration интерфейс, но с большими возможностями.
• Iterator – Дополнительно к функциональности Enumeration интерфейса, который включает возможности по удалению элементов из коллекции.
• ListIterator – это Iterator который используется для lists, который добавляет к функциональности обычного Iterator интерфейса, такие как итерация в обе стороны, замена элементов, вставка элементов, получение по индексу.

5. Ordering

• Comparable - Определяет натуральный порядок сортировки для классов, которые реализуют их. Этот порядок может быть использован в методах сортировки или для реализации sorted set или map.
• Comparator - Represents an order relation, which can be used to sort a list or maintin order in a sorted set or map. Can override a type's natural ordering or order objects of a type that does not implement the Comparable interface.

6. Runtime exceptions

• UnsupportedOperationException – Это ошибка выкидывается когда коллекция не поддерживает операцию, которая была вызвана.
• ConcurrentModificationException – Выкидывается iterators или list iterators , если коллекция на которой он основан была неожиданно (для алгоритма) изменена во время итерирования, также выкидывается во views основанных на списках, если главный список был неожиданно изменен.

7. Производительность

• RandomAccess - Интерфейс-маркер, который отмечает списки позволяющие быстрый (как правило за константное время) доступ к элементу по позиции. Это позволяет генерировать алгоритмы учитывающие это поведение для выбора последовательного и позиционного доступа.

8. Утилиты для работы с массивами

• Arrays – Набор статических методов для сортировки, поиска, сравнения, изменения размера, получения хеша для массива. Так же содержит методы для преобразования массива в строка и заполнения массива примитивами или объектами.

II. Краткий обзор сторонних библиотек коллекций

Итак, Я хотел бы сделать обзор следующих сторонних библиотек: guava, apache, trove и gs-collections. Почему именно эти библиотеки? Guava и Apache Commons Collections очень популярны и встречались мне почти в любом Java проекте, Trove - тоже очень популярная библиотека, когда нужно уменьшить память и улучшить производительность работы с коллекциями. GS-collections - судя по оценкам весьма популярная библиотека на github'e (>1300 звезд), больше неё набрала "звезд" только guava. Так же мельком захвачу несколько других популярных библиотек. Итак, для начала рассмотрим что предлагают различные библиотеки, их главные фишки (Предупреждение: это очень субъективно, для кого-то главными фишками будут совсем другие возможности библиотек).

2.1 Фишки разных библиотек коллекций

Давайте сделаем небольшой обзор главных фишек (на мой взгляд) разных библиотек коллекций: 1) Guava - данная коллекция от гугл практически самая популярная после стандартного фреймворка коллекций, она добавляет ряд интересных коллекций, но самая главная "фишка" это скорее богатый набор классов-утилит со статическими методами, расширяющими возможности Collections для работы со стандартными коллекциями, чем новые виды коллекций. Стандартные коллекции она практически не заменяет. 2) Apache Commons Collections - данная коллекция ближайший "конкурент" guava, она так же предоставляет ряд интересных коллекций, утилит по работе со стандартными коллекциями Java, а так же большое количество wrapper'ов для изменения поведения коллекций. Кроме того она предоставляет свою реализацию map'ы с более простым механизм итерирования по ней. 3) Trove - фишка данной коллекции в первую очередь в производительности и сокращении памяти, поэтому она предлагает более быстрые реализации стандартных коллекций (и требующие меньше памяти), а так же коллекции примитивных типов. 4) GS-collections - фишка данной коллекции в идее объединить методы обработки, такие как сортировка и классы коллекций для создания замены использования статических методов классов-утилит. Данная библиотека предлагает замену практически всех стандартным коллекциям и добавляет несколько новых.

III. Альтернативные виды коллекций в разных библиотеках

Тут я попробую кратко рассмотреть, какие новые интересные виды коллекций можно найти в разных библиотеках:

3.1 Альтернативные виды коллекций у Guava

Официальная информация: документация, исходные коды, javadoc. Как подключить к проекту: Maven <source lang="xml"> <dependency> <groupid>com.google.guava</groupid> <artifactid>guava</artifactid> <version>18.0</version> </dependency> Gradle <source lang="xml"> dependencies { compile 'com.google.guava:guava:18.0' } Гугл разработал ряд интересных дополнений к существующим коллекциям, которые весьма и весьма полезны, если вы можете использовать guava библиотеку в своем проекте. Можно сказать, что эти коллекции давно уже стали стандартом де-факто для большинства Java проектов, поэтому для любого опытного разработчика важно знать их, даже если он по каким-то причинам не может использовать их в своих проектах, зачастую на собеседованиях можно услышать вопросы по guava коллекциям. Давайте рассмотрим их поподробнее. Для начала рассмотрим интерфейсы основных коллекций и группы классов в guava. Внимание: если таблица не помещается целиком, попробуйте уменьшить масштаб страницы или открыть в другом браузере.

3.2 Новые виды коллекций из Apache Commons Collections

Официальная информация: документация, исходные коды, документация пользователя, javadoc. Как подключить к проекту: Maven <source lang="xml"> <dependency> <groupid>org.apache.commons</groupid> <artifactid>commons-collections4</artifactid> <version>4.0</version> </dependency> Gradle <source lang="xml"> 'org.apache.commons:commons-collections4:4.0' Ivy <source lang="xml"> <dependency org="org.apache.commons" name="commons-collections4" rev="4.0"> Внимание: если таблица не помещается целиком, попробуйте уменьшить масштаб страницы или открыть в другом браузере.

3.3 Trove коллекции

В отличии от остальных библиотек альтернативных коллекций, Trove не предлагает никакие новые уникальные виды коллекций, зато предлагает оптимизацию существующих: Во-первых, как известно, примитивные типы Java нельзя добавить в стандартные коллекции, только их обертки, что резко увеличивает занимаемую память и несколько ухудшает производительность коллекций. Trove предлагает набор коллекций, ключи и значения которых могут содержать примитивные типы. Во-вторых, стандартные коллекции часто реализованы не самым оптимальным способом по потреблению памяти, например, каждый элемент HashMap храниться в отдельном объекте, а HashSet это HashMap хранящая фейковые объекты вместо ключей. Trove предлагает свои реализации таких коллекций на основе массивов и открытой адресации, что позволяет значительно сократить требуемую память и в некоторых случаях улучшить производительность. Update: В комментариях, к статье было высказано мнение что Trove плохо использовать в новых проектах, так как он по всех параметрам уступает fastutil или GS (кол-во багов, полнота покрытия интерфейсов, производительность, активность поддержки, и т. д.). К сожалению, у меня нет возможности сейчас провести полноценный анализ/сравнение Trove с fastutil и GS, поэтому не могу проверить данное мнение, просто учитывайте его при выборе библиотеки альтернативных коллекций. Официальная информация: документация, исходные коды, javadoc. Как подключить к проекту: Maven <source lang="xml"> <dependency> <groupid>net.sf.trove4j</groupid> <artifactid>trove4j</artifactid> <version>3.0.3</version> </dependency> Gradle <source lang="xml"> 'net.sf.trove4j:trove4j:3.0.3' Ivy <source lang="xml"> <dependency org="net.sf.trove4j" name="trove4j" rev="3.0.3"> . См. THashMap.

3.4 GS-collections коллекции

Основная фишка данной библиотеке в том что нелогично и некрасиво то что методы обработки коллекций (сортировки, поиска) не добавлены в сами классы коллекций, а используется Collections.sort и т.п. методы, поэтому GS-collections предложили идею "богатых" коллекций (rich collections), которые хранят в себе все методы обработки, поиска, сортировки, то есть вместо Collections.sort(list) вызывается просто list.sort. Поэтому библиотека предлагает свои аналоги стандартных коллекций и дополнительно ряд новых коллекций. Официальная информация: документация, исходные коды, документация пользователя, javadoc. Как подключить к проекту: Maven <source lang="xml"> <dependency> <groupid>com.goldmansachs</groupid> <artifactid>gs-collections-api</artifactid> <version>6.2.0</version> </dependency> <dependency> <groupid>com.goldmansachs</groupid> <artifactid>gs-collections</artifactid> <version>6.2.0</version> </dependency> <dependency> <groupid>com.goldmansachs</groupid> <artifactid>gs-collections-testutils</artifactid> <version>6.2.0</version> <scope>test</scope> </dependency> <dependency> <groupid>com.goldmansachs</groupid> <artifactid>gs-collections-forkjoin</artifactid> <version>6.2.0</version> </dependency> Gradle <source lang="xml"> compile 'com.goldmansachs:gs-collections-api:6.2.0' compile 'com.goldmansachs:gs-collections:6.2.0' testCompile 'com.goldmansachs:gs-collections-testutils:6.2.0' compile 'com.goldmansachs:gs-collections-forkjoin:6.2.0' Ivy <source lang="xml"> <dependency org="com.goldmansachs" name="gs-collections-api" rev="6.2.0"> <dependency org="com.goldmansachs" name="gs-collections" rev="6.2.0"> <dependency org="com.goldmansachs" name="gs-collections-testutils" rev="6.2.0"> <dependency org="com.goldmansachs" name="gs-collections-forkjoin" rev="6.2.0"> bi

3.5 Fastutil коллекции

Давайте очень кратко рассмотрим эту библиотеку для работы с коллекциями примитивных типов. Подробнее можно найти информацию: документация, исходные коды, javadoc

3.6 Прочие библиотеки коллекций и немного о производительности примитивных коллекций

Кроме Trove и Fastutil есть ещё несколько известных библиотек, реализующих коллекции примитивных типов и более быстрые аналоги стандартных коллекций: 1) HPPC - High Performance Primitive Collections for Java, так же предоставляет примитивные коллекции аналогичные коллекциям из JDK, 2) Koloboke (другое имя HFTC) - как можно понять из имени эту библиотеку примитивных типов разработал русский программист (Roman Leventov) в рамках проекта OpenHFT. Библиотека так же служит для реализации высокопроизводительных примитивных коллекций. Если интересно сравнение производительности разных библиотек советую посмотреть эту статью, только нужно учитывать, что тестировали только коллекции HashMap и в определенных условиях. К тому же, замеряли только скорость работы, не учитывая занимаемую память (например, HashMap jdk могут занимать намного больше памяти чем аналоги от trove), а иногда память может быть даже более важной чем производительность. Update: В комментариях, к статье было высказано мнение что Trove плохо использовать в новых проектах, так как он по всех параметрам уступает fastutil или GS (кол-во багов, полнота покрытия интерфейсов, производительность, активность поддержки, и т. д.). К сожалению, у меня нет возможности сейчас провести полноценный анализ/сравнение Trove с fastutil и GS, поэтому не могу проверить данное мнение, просто учитывайте его при выборе библиотеки альтернативных коллекций.

IV. Сравнение реализации самых популярных альтернативных коллекций в разных библиотеках

4.1 Реализация мультимножества (MultiSet/Bag) в библиотеках guava, Apache Commons Collections и GS Collections

Итак, мультимножество это множество, которое сохраняет не только факт наличие элементов в множестве, но и количество вхождений в него. В JDK его можно эмулировать конструкцией Map <t, integer="">, но, естественно, специализированные коллекции позволяют использовать значительно меньше кода. Сравним какие реализации данной коллекции предлагают разные библиотеки: Внимание: если таблица не помещается целиком, попробуйте уменьшить масштаб страницы или открыть в другом браузере.

Примеры использования мультимножества (MultiSet/Bag) для подсчета слов в тексте

Есть задача: дана строчка текста "Hello World! Hello All! Hi World!", нужно разобрать её на отдельные слова где разделитель только пробел, сохранить в какую-нибудь коллекцию и вывести количество вхождений каждого слова, общее количество слов в тексте и количество уникальных слов. Посмотрим как это сделать с помощью

Посмотрим как это сделать с помощью 1.** разных вариантов Multiset от Guava**:

• Используем HashMultiset от guava для подсчета слов

Обратите внимание, что порядок вывода в System.out.println(multiset) и в System.out.println(multiset.elementSet()) - произвольный, то есть не определен.

        // Разберем текст на слова
        String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!";
        // Создаем Multiset
        Multiset multiset = HashMultiset.create(Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")));

            // Выводим кол-вом вхождений слов
            System.out.println(multiset); // напечатает [Hi, Hello x 2, World! x 2, All!] - в произвольном порядке
            // Выводим все уникальные слова
            System.out.println(multiset.elementSet()); // напечатает [Hi, Hello, World!, All!] - в произвольном
            порядке

            // Выводим количество по каждому слову
            System.out.println("Hello = " + multiset.count("Hello")); // напечатает 2
            System.out.println("World = " + multiset.count("World!")); // напечатает 2
            System.out.println("All = " + multiset.count("All!")); // напечатает 1
            System.out.println("Hi = " + multiset.count("Hi")); // напечатает 1
            System.out.println("Empty = " + multiset.count("Empty")); // напечатает 0

            // Выводим общее количества всех слов в тексте
            System.out.println(multiset.size()); //напечатает 6

            // Выводим общее количество всех уникальных слов
            System.out.println(multiset.elementSet().size()); //напечатает 4
            

• Используем TreeMultiset от guava для подсчета слов Обратите внимание, что порядок вывода в System.out.println(multiset) и в System.out.println(multiset.elementSet()) - натуральный, то есть слова отсортированы по алфавиту.

  Copy

        // Разберем текст на слова
        String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!";
        // Создаем Multiset
        Multiset multiset = TreeMultiset.create(Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")));
  
            // Выводим кол-вом вхождений слов
            System.out.println(multiset); // напечатает [All!, Hello x 2, Hi, World! x 2]- в алфавитном порядке
            // Выводим все уникальные слова
            System.out.println(multiset.elementSet()); // напечатает [All!, Hello, Hi, World!]- в алфавитном порядке
  
            // Выводим количество по каждому слову
            System.out.println("Hello = " + multiset.count("Hello")); // напечатает 2
            System.out.println("World = " + multiset.count("World!")); // напечатает 2
            System.out.println("All = " + multiset.count("All!")); // напечатает 1
            System.out.println("Hi = " + multiset.count("Hi")); // напечатает 1
            System.out.println("Empty = " + multiset.count("Empty")); // напечатает 0
  
            // Выводим общее количества всех слов в тексте
            System.out.println(multiset.size()); //напечатает 6
  
            // Выводим общее количество всех уникальных слов
            System.out.println(multiset.elementSet().size()); //напечатает 4
            
  

• Используем LinkedHashMultisetTest от guava для подсчета слов Обратите внимание, что порядок вывода в System.out.println(multiset) и в System.out.println(multiset.elementSet()) - в порядке первого добавления элемента

  Copy

        // Разберем текст на слова
        String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!";
        // Создаем Multiset
        Multiset multiset = LinkedHashMultiset.create(Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")));
  
            // Выводим кол-вом вхождений слов
            System.out.println(multiset); // напечатает [Hello x 2, World! x 2, All!, Hi]- в порядке первого
            добавления элемента
            // Выводим все уникальные слова
            System.out.println(multiset.elementSet()); // напечатает [Hello, World!, All!, Hi] - в порядке первого
            добавления элемента
  
            // Выводим количество по каждому слову
            System.out.println("Hello = " + multiset.count("Hello")); // напечатает 2
            System.out.println("World = " + multiset.count("World!")); // напечатает 2
            System.out.println("All = " + multiset.count("All!")); // напечатает 1
            System.out.println("Hi = " + multiset.count("Hi")); // напечатает 1
            System.out.println("Empty = " + multiset.count("Empty")); // напечатает 0
  
            // Выводим общее количества всех слов в тексте
            System.out.println(multiset.size()); //напечатает 6
  
            // Выводим общее количество всех уникальных слов
            System.out.println(multiset.elementSet().size()); //напечатает 4
            
  

• Используем ConcurrentHashMultiset от guava для подсчета слов Обратите внимание, что порядок вывода в System.out.println(multiset) и в System.out.println(multiset.elementSet()) - произвольный, то есть не определен, так как это по сути многопоточная версия HashMultiset

  Copy

        // Разберем текст на слова
        String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!";
        // Создаем Multiset
        Multiset multiset = ConcurrentHashMultiset.create(Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")));
  
            // Выводим кол-вом вхождений слов
            System.out.println(multiset); // напечатает [Hi, Hello x 2, World! x 2, All!] - в произвольном порядке
            // Выводим все уникальные слова
            System.out.println(multiset.elementSet()); // напечатает [Hi, Hello, World!, All!] - в произвольном
            порядке
  
            // Выводим количество по каждому слову
            System.out.println("Hello = " + multiset.count("Hello")); // напечатает 2
            System.out.println("World = " + multiset.count("World!")); // напечатает 2
            System.out.println("All = " + multiset.count("All!")); // напечатает 1
            System.out.println("Hi = " + multiset.count("Hi")); // напечатает 1
            System.out.println("Empty = " + multiset.count("Empty")); // напечатает 0
  
            // Выводим общее количества всех слов в тексте
            System.out.println(multiset.size()); //напечатает 6
  
            // Выводим общее количество всех уникальных слов
            System.out.println(multiset.elementSet().size()); //напечатает 4
            
  

2. разных вариантов Bag от Apache Commons Collections: -Использование HashBag из Apache Commons Collections Обратите внимание, что порядок вывода в System.out.println(multiset) и в System.out.println(multiset.elementSet()) - произвольный, то есть не определен.

   Copy

        // Разберем текст на слова
        String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!";
        // Создаем Multiset
        Bag bag = new HashBag(Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")));
   
        // Выводим кол-вом вхождений слов
        System.out.println(bag); // напечатает [1:Hi,2:Hello,2:World!,1:All!] - в произвольном порядке
        // Выводим все уникальные слова
        System.out.println(bag.uniqueSet()); // напечатает [Hi, Hello, World!, All!] - в произвольном порядке
   
        // Выводим количество по каждому слову
        System.out.println("Hello = " + bag.getCount("Hello")); // напечатает 2
        System.out.println("World = " + bag.getCount("World!")); // напечатает 2
        System.out.println("All = " + bag.getCount("All!")); // напечатает 1
        System.out.println("Hi = " + bag.getCount("Hi")); // напечатает 1
        System.out.println("Empty = " + bag.getCount("Empty")); // напечатает 0
   
        // Выводим общее количества всех слов в тексте
        System.out.println(bag.size()); //напечатает 6
   
        // Выводим общее количество всех уникальных слов
        System.out.println(bag.uniqueSet().size()); //напечатает 4
        
   

• Использование TreeBag из Apache Commons Collections Обратите внимание, что порядок вывода в System.out.println(multiset) и в System.out.println(multiset.elementSet()) - натуральный, то есть слова отсортированы по алфавиту.

  Copy

        // Разберем текст на слова
        String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!";
        // Создаем Multiset
        Bag bag = new TreeBag(Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")));
  
        // Выводим кол-вом вхождений слов
        System.out.println(bag); // напечатает [1:All!,2:Hello,1:Hi,2:World!]- в алфавитном порядке
        // Выводим все уникальные слова
        System.out.println(bag.uniqueSet()); // напечатает [All!, Hello, Hi, World!]- в алфавитном порядке
  
        // Выводим количество по каждому слову
        System.out.println("Hello = " + bag.getCount("Hello")); // напечатает 2
        System.out.println("World = " + bag.getCount("World!")); // напечатает 2
        System.out.println("All = " + bag.getCount("All!")); // напечатает 1
        System.out.println("Hi = " + bag.getCount("Hi")); // напечатает 1
        System.out.println("Empty = " + bag.getCount("Empty")); // напечатает 0
  
        // Выводим общее количества всех слов в тексте
        System.out.println(bag.size()); //напечатает 6
  
        // Выводим общее количество всех уникальных слов
        System.out.println(bag.uniqueSet().size()); //напечатает 4
        
    
  

• Использование SynchronizedBag из Apache Commons Collections Обратите внимание, что порядок вывода в System.out.println(multiset) и в System.out.println(multiset.elementSet()) - произвольный, то есть не определен, так как это по сути многопоточная версия HashBag

  Copy

        // Разберем текст на слова
        String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!";
        // Создаем Multiset
        Bag bag = SynchronizedBag.synchronizedBag(new HashBag(Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" "))));
  
        // Выводим кол-вом вхождений слов
        System.out.println(bag); // напечатает [1:Hi,2:Hello,2:World!,1:All!] - в произвольном порядке
        // Выводим все уникальные слова
        System.out.println(bag.uniqueSet()); // напечатает [Hi, Hello, World!, All!] - в произвольном порядке
  
        // Выводим количество по каждому слову
        System.out.println("Hello = " + bag.getCount("Hello")); // напечатает 2
        System.out.println("World = " + bag.getCount("World!")); // напечатает 2
        System.out.println("All = " + bag.getCount("All!")); // напечатает 1
        System.out.println("Hi = " + bag.getCount("Hi")); // напечатает 1
        System.out.println("Empty = " + bag.getCount("Empty")); // напечатает 0
  
        // Выводим общее количества всех слов в тексте
        System.out.println(bag.size()); //напечатает 6
  
        // Выводим общее количество всех уникальных слов
        System.out.println(bag.uniqueSet().size()); //напечатает 4
        
    
  

• Использование SynchronizedSortedBag из Apache Commons Collections Обратите внимание, что порядок вывода в System.out.println(multiset) и в System.out.println(multiset.elementSet()) - натуральный, то есть слова отсортированы по алфавиту, так как это по сути многопоточная версия SortedBag

  Copy

        // Разберем текст на слова
        String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!";
        // Создаем Multiset
        Bag bag = SynchronizedSortedBag.synchronizedBag(new TreeBag(Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" "))));
  
        // Выводим кол-вом вхождений слов
        System.out.println(bag); // напечатает [1:All!,2:Hello,1:Hi,2:World!]- в алфавитном порядке
        // Выводим все уникальные слова
        System.out.println(bag.uniqueSet()); // напечатает [All!, Hello, Hi, World!]- в алфавитном порядке
  
  
        // Выводим количество по каждому слову
        System.out.println("Hello = " + bag.getCount("Hello")); // напечатает 2
        System.out.println("World = " + bag.getCount("World!")); // напечатает 2
        System.out.println("All = " + bag.getCount("All!")); // напечатает 1
        System.out.println("Hi = " + bag.getCount("Hi")); // напечатает 1
        System.out.println("Empty = " + bag.getCount("Empty")); // напечатает 0
  
        // Выводим общее количества всех слов в тексте
        System.out.println(bag.size()); // напечатает 6
  
        // Выводим общее количество всех уникальных слов
        System.out.println(bag.uniqueSet().size()); // напечатает 4
        
    
  

3. разных вариантов Bag от GS Collections:

• Использование MutableBag из GS Collections Обратите внимание, что порядок вывода в System.out.println(bag) и в System.out.println(bag.toSet()) - не определен

  Copy

        // Разберем текст на слова
        String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!";
        // Создаем Multiset
        MutableBag bag = HashBag.newBag(Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")));
  
            // Выводим кол-вом вхождений слов
            System.out.println(bag); // напечатает [Hi, World!, World!, Hello, Hello, All!]- в произвольном порядке
            // Выводим все уникальные слова
            System.out.println(bag.toSet()); // напечатает [Hi, Hello, World!, All!] - в произвольном порядке
  
            // Выводим количество по каждому слову
            System.out.println("Hello = " + bag.occurrencesOf("Hello")); // напечатает 2
            System.out.println("World = " + bag.occurrencesOf("World!")); // напечатает 2
            System.out.println("All = " + bag.occurrencesOf("All!")); // напечатает 1
            System.out.println("Hi = " + bag.occurrencesOf("Hi")); // напечатает 1
            System.out.println("Empty = " + bag.occurrencesOf("Empty")); // напечатает 0
  
            // Выводим общее количества всех слов в тексте
            System.out.println(bag.size()); //напечатает 6
  
            // Выводим общее количество всех уникальных слов
            System.out.println(bag.toSet().size()); //напечатает 4
            
    
  

• Использование MutableSortedBag из GS Collections Обратите внимание, что порядок вывода в System.out.println(bag) и в System.out.println(bag.toSortedSet()) - будет натуральным, т.е. по алфавиту в данном случае

  Copy

        // Разберем текст на слова
        String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!";
        // Создаем Multiset
        MutableSortedBag bag = TreeBag.newBag(Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")));
  
            // Выводим кол-вом вхождений слов
            System.out.println(bag); // напечатает [All!, Hello, Hello, Hi, World!, World!]- в натуральном порядке
            // Выводим все уникальные слова
            System.out.println(bag.toSortedSet()); // напечатает [All!, Hello, Hi, World!]- в натуральном порядке
  
            // Выводим количество по каждому слову
            System.out.println("Hello = " + bag.occurrencesOf("Hello")); // напечатает 2
            System.out.println("World = " + bag.occurrencesOf("World!")); // напечатает 2
            System.out.println("All = " + bag.occurrencesOf("All!")); // напечатает 1
            System.out.println("Hi = " + bag.occurrencesOf("Hi")); // напечатает 1
            System.out.println("Empty = " + bag.occurrencesOf("Empty")); // напечатает 0
  
            // Выводим общее количества всех слов в тексте
            System.out.println(bag.size()); //напечатает 6
  
            // Выводим общее количество всех уникальных слов
            System.out.println(bag.toSet().size()); //напечатает 4
            
    
    4. Ну и наконец, посмотрим как можно сделать тоже самое в чистом JDK с помощью эмуляции multiSet через HashMap
    Эмуляция multiSet через HashMap
        Как вы легко можете заметить, кода потребовалось, естественно, больше чем у любых реализаций multiSet или
        Bag.
        
        // Разберем текст на слова
        String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!";
        List listResult = Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" "));
            // Создаем эмуляцию Multiset c помощью HashMap и заполняем
            Map<String, Integer> fakeMultiset = new HashMap<String,Integer>(listResult.size());
  
            for(String word: listResult) {
            Integer cnt = fakeMultiset.get(word);
            fakeMultiset.put(word, cnt == null ? 1 : cnt + 1);
            }
  
            // Выводим кол-вом вхождений слов
            System.out.println(fakeMultiset); // напечатает {World!=2, Hi=1, Hello=2, All!=1}- в произвольном
            порядке
            // Выводим все уникальные слова
            System.out.println(fakeMultiset.keySet()); // напечатает [World!, Hi, Hello, All!] - в произвольном
            порядке
  
            // Выводим количество по каждому слову
            System.out.println("Hello = " + fakeMultiset.get("Hello")); // напечатает 2
            System.out.println("World = " + fakeMultiset.get("World!")); // напечатает 2
            System.out.println("All = " + fakeMultiset.get("All!")); // напечатает 1
            System.out.println("Hi = " + fakeMultiset.get("Hi")); // напечатает 1
            System.out.println("Empty = " + fakeMultiset.get("Empty")); // напечатает null
  
            // Выводим общее количества всех слов в тексте
            Integer cnt = 0;
            for (Integer wordCount : fakeMultiset.values()){
            cnt += wordCount;
            }
            System.out.println(cnt); //напечатает 6
  
            // Выводим общее количество уникальных слов
            System.out.println(fakeMultiset.size()); //напечатает 4
            
    
  

4.2 Реализация Multimap в библиотеках guava, Apache Commons Collections и GS Collections

Итак, Multimap это map, у которой у каждого ключа есть набор значений. Давайте сравним какие реализации есть данной коллекции в разных библиотеках. В таблице ниже порядок ключей и порядок значений показывает как будет происходить итерирования по ключам и значениям соответственно, дубликаты - может ли коллекция значений содержать дубликаты, аналог ключей и значений - на каких коллекциях построены ключи и значения, JDK показывает аналог коллекции с помощью JDK коллекций. Внимание: если таблица не помещается целиком, попробуйте уменьшить масштаб страницы или открыть в другом браузере.

| Порядок ключей | Порядок значений | Дуб- лика- ты | Аналог ключей | Аналог значе- ний | Guava | Apache Commons Collections | GS Collections | JDK | | ------------- | -------------| -------------| -------------| -------------|-------------| -------------| -------------| -------------|-------------| | не задан | в порядке добавле- ния | да | HashMap | ArrayList | ArrayList- Multimap | MultiValueMap | FastList- Multimap | HashMap<K, ArrayList<V>> | | не задан | не задан | нет | HashMap | HashSet | HashMultimap | MultiValueMap. multiValueMap( new HashMap<K, Set>(), HashSet.class); | UnifiedSet- Multimap | HashMap<K, HashSet<V>> | | не задан | отсорти- рован | нет | HashMap | TreeSet | Multimaps. newMultimap( HashMap, Supplier <TreeSet>) | MultiValueMap. multiValueMap( new HashMap<K, Set>(), TreeSet.class); | TreeSortedSet- Multimap | HashMap<K, TreeSet<V>> | | в порядке добавле- ния | в порядке добавле- ния | да | Linked HashMap | ArrayList | LinkedList- Multimap | MultiValueMap. multiValueMap(new LinkedHashMap<K, List>(), ArrayList.class); | LinkedHashMap< K, ArrayList<V>> | | в порядке добавле- ния | в порядке добавле- ния | нет | LinkedHash- Multimap | Linked- HashSet | LinkedHash- Multimap | MultiValueMap. multiValueMap(new LinkedHashMap<K, Set>(), LinkedHashSet.class); | LinkedHashMap<K, LinkedHashSet<V>> | | отсорти- рован | отсорти- рован | нет | TreeMap | TreeSet | TreeMultimap | MultiValueMap. multiValueMap( new TreeMap<K, Set>(),TreeSet.class); | TreeMap<K, TreeSet<V>> |

Как видно из таблицы, в Apache Commons Collections есть лишь одна реализация данного вида коллекции, остальные можно получить оборачивая стандартные коллекции при создании. В guava намного больше уже определенных коллекций, при этом есть возможность реализовать обертку над любой map'ами и любыми коллекциями значений. В GS Collections есть так же специальные коллекция multimap основанная на Bag (HashBagMultimap), см. multiset и multimap.

Примеры использования Multimap для сохранения всех вхождений слов в тексте

Есть задача: дана строчка текста "Hello World! Hello All! Hi World!", нужно разобрать её на отдельные слова где разделитель только пробел и теперь нам нужно знать не только сколько каждых слов в тексте, но и все индекс вхождения слова в тесте, то есть что Hello это первое и третье слово в тексте и т.д. Посмотрим как это сделать с помощью 1. разных вариантов Multimap от Guava: <spoiler title="Используем HashMultimap от guava">Обратите внимание, что порядок хранения данных произвольный как для ключей, так и для значений (для ключей поведение аналогичное HashMap, для значений HashSet). Повторяющиеся значения для одного ключа игнорируются. String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!"; // Разберем текст на слова и индексы List words = Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")); // Создаем Multimap Multimap <string, integer="">multiMap = HashMultimap.create(); // Заполним Multimap int i = 0; for(String word: words) { multiMap.put(word, i); i++; } // Выводим все вхождения слов в текст System.out.println(multiMap); // напечатает {Hi=[4], Hello=[0, 2], World!=[1, 5], All!=[3]} - в произвольном порядке // Выводим все уникальные слова System.out.println(multiMap.keySet()); // напечатает [Hi, Hello, World!, All!] - в произвольном порядке // Выводим все индексы вхождения слова в текст System.out.println("Hello = " + multiMap.get("Hello")); // напечатает [0, 2] System.out.println("World = " + multiMap.get("World!")); // напечатает [1, 5] System.out.println("All = " + multiMap.get("All!")); // напечатает [3] System.out.println("Hi = " + multiMap.get("Hi")); // напечатает [4] System.out.println("Empty = " + multiMap.get("Empty")); // напечатает [] // Выводим общее количества всех слов в тексте System.out.println(multiMap.size()); //напечатает 6 // Выводим общее количество всех уникальных слов System.out.println(multiMap.keySet().size()); //напечатает 4</string,> </spoiler><spoiler title="Используем ArrayListMultimapTest от guava">Обратите внимание, что порядок хранения данных произвольный для ключей, так и в порядке добавления для значений (для ключей поведение аналогичное HashMap, для значений ArrayList). Повторяющиеся значения для одного ключа сохраняются. String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!"; // Разберем текст на слова и индексы List words = Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")); // Создаем Multimap Multimap <string, integer="">multiMap = ArrayListMultimap.create(); // Заполним Multimap int i = 0; for(String word: words) { multiMap.put(word, i); i++; } // Выводим все вхождения слов в текст System.out.println(multiMap); // напечатает {Hi=[4], Hello=[0, 2], World!=[1, 5], All!=[3]} - ключи в произвольном порядке, значения в порядке добавления // Выводим все уникальные слова System.out.println(multiMap.keySet()); // напечатает [Hello, World!, All!, Hi]- в произвольном порядке // Выводим все индексы вхождения слова в текст System.out.println("Hello = " + multiMap.get("Hello")); // напечатает [0, 2] System.out.println("World = " + multiMap.get("World!")); // напечатает [1, 5] System.out.println("All = " + multiMap.get("All!")); // напечатает [3] System.out.println("Hi = " + multiMap.get("Hi")); // напечатает [4] System.out.println("Empty = " + multiMap.get("Empty")); // напечатает [] // Выводим общее количества всех слов в тексте System.out.println(multiMap.size()); //напечатает 6 // Выводим общее количество всех уникальных слов System.out.println(multiMap.keySet().size()); //напечатает 4</string,> </spoiler><spoiler title="Используем LinkedHashMultimapTest от guava">Обратите внимание, что порядок хранения данных в порядке добавления для ключей и для значений (для ключей поведение аналогичное LinkedHashMap, для значений LinkedHashSet). Повторяющиеся значения для одного ключа игнорируются. String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!"; // Разберем текст на слова и индексы List words = Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")); // Создаем Multimap Multimap <string, integer="">multiMap = LinkedHashMultimap.create(); // Заполним Multimap int i = 0; for(String word: words) { multiMap.put(word, i); i++; } // Выводим все вхождения слов в текст System.out.println(multiMap); // напечатает {Hello=[0, 2], World!=[1, 5], All!=[3], Hi=[4]}-в порядке добавления // Выводим все уникальные слова System.out.println(multiMap.keySet()); // напечатает [Hello, World!, All!, Hi]- в порядке добавления // Выводим все индексы вхождения слова в текст System.out.println("Hello = " + multiMap.get("Hello")); // напечатает [0, 2] System.out.println("World = " + multiMap.get("World!")); // напечатает [1, 5] System.out.println("All = " + multiMap.get("All!")); // напечатает [3] System.out.println("Hi = " + multiMap.get("Hi")); // напечатает [4] System.out.println("Empty = " + multiMap.get("Empty")); // напечатает [] // Выводим общее количества всех слов в тексте System.out.println(multiMap.size()); //напечатает 6 // Выводим общее количество всех уникальных слов System.out.println(multiMap.keySet().size()); //напечатает 4</string,> </spoiler><spoiler title="Используем LinkedListMultimapTest от guava">Обратите внимание, что порядок хранения данных в порядке добавления для ключей и для значений (для ключей поведение аналогичное LinkedHashMap, для значений LinkedList). Повторяющиеся значения для одного ключа сохраняются. String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!"; // Разберем текст на слова и индексы List words = Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")); // Создаем Multimap Multimap <string, integer="">multiMap = LinkedListMultimap.create(); // Заполним Multimap int i = 0; for(String word: words) { multiMap.put(word, i); i++; } // Выводим все вхождения слов в текст System.out.println(multiMap); // напечатает {Hello=[0, 2], World!=[1, 5], All!=[3], Hi=[4]}-в порядке добавления // Выводим все уникальные слова System.out.println(multiMap.keySet()); // напечатает [Hello, World!, All!, Hi]- в порядке добавления // Выводим все индексы вхождения слова в текст System.out.println("Hello = " + multiMap.get("Hello")); // напечатает [0, 2] System.out.println("World = " + multiMap.get("World!")); // напечатает [1, 5] System.out.println("All = " + multiMap.get("All!")); // напечатает [3] System.out.println("Hi = " + multiMap.get("Hi")); // напечатает [4] System.out.println("Empty = " + multiMap.get("Empty")); // напечатает [] // Выводим общее количества всех слов в тексте System.out.println(multiMap.size()); //напечатает 6 // Выводим общее количество всех уникальных слов System.out.println(multiMap.keySet().size()); //напечатает 4</string,> </spoiler><spoiler title="Используем TreeMultimapTest от guava">Обратите внимание, что порядок хранения данных отсортированный для ключей и для значений (для ключей поведение аналогичное TreeMap, для значений TreeSet). String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!"; // Разберем текст на слова и индексы List words = Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")); // Создаем Multimap Multimap <string, integer="">multiMap = TreeMultimap.create(); // Заполним Multimap int i = 0; for(String word: words) { multiMap.put(word, i); i++; } // Выводим все вхождения слов в текст System.out.println(multiMap); // напечатает {Hello=[0, 2], World!=[1, 5], All!=[3], Hi=[4]}-в натуральном порядке // Выводим все уникальные слова System.out.println(multiMap.keySet()); // напечатает [Hello, World!, All!, Hi]- в натуральном порядке // Выводим все индексы вхождения слова в текст System.out.println("Hello = " + multiMap.get("Hello")); // напечатает [0, 2] System.out.println("World = " + multiMap.get("World!")); // напечатает [1, 5] System.out.println("All = " + multiMap.get("All!")); // напечатает [3] System.out.println("Hi = " + multiMap.get("Hi")); // напечатает [4] System.out.println("Empty = " + multiMap.get("Empty")); // напечатает [] // Выводим общее количества всех слов в тексте System.out.println(multiMap.size()); //напечатает 6 // Выводим общее количество всех уникальных слов System.out.println(multiMap.keySet().size()); //напечатает 4</string,> </spoiler>2. разных вариантов MultiValueMap от Apache Commons Collections: <spoiler title="Используем MultiValueMap от Apache Commons Collections">Обратите внимание, что порядок хранения данных произвольный для ключей и значений (используется HashMap для ключей и ArrayList для значений) String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!"; // Разберем текст на слова и индексы List words = Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")); // Создаем Multimap MultiMap <string, integer="">multiMap = new MultiValueMap<string, integer="">(); // Заполним Multimap int i = 0; for(String word: words) { multiMap.put(word, i); i++; } // Выводим все вхождения слов в текст System.out.println(multiMap); // напечатает {Hi=[4], Hello=[0, 2], World!=[1, 5], All!=[3]} - в произвольном порядке // Выводим все уникальные слова System.out.println(multiMap.keySet()); // напечатает [Hi, Hello, World!, All!] - в произвольном порядке // Выводим все индексы вхождения слова в текст System.out.println("Hello = " + multiMap.get("Hello")); // напечатает [0, 2] System.out.println("World = " + multiMap.get("World!")); // напечатает [1, 5] System.out.println("All = " + multiMap.get("All!")); // напечатает [3] System.out.println("Hi = " + multiMap.get("Hi")); // напечатает [4] System.out.println("Empty = " + multiMap.get("Empty")); // напечатает null // Выводим общее количество всех уникальных слов System.out.println(multiMap.keySet().size()); //напечатает 4</string,></string,></spoiler><spoiler title="Используем MultiValueMap, оборачивающий TreeMap<String, TreeSet>()">Обратите внимание, что порядок хранения данных отсортированный для ключей и значений String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!"; // Разберем текст на слова и индексы List words = Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")); // Создаем Multimap MultiMap <string, integer="">multiMap = MultiValueMap.multiValueMap(new TreeMap<string, set="">(), TreeSet.class); // Заполним Multimap int i = 0; for(String word: words) { multiMap.put(word, i); i++; } // Выводим все вхождения слов в текст System.out.println(multiMap); // напечатает {All!=[3], Hello=[0, 2], Hi=[4], World!=[1, 5]} -в натуральном порядке // Выводим все уникальные слова System.out.println(multiMap.keySet()); // напечатает [All!, Hello, Hi, World!] в натуральном порядке // Выводим все индексы вхождения слова в текст System.out.println("Hello = " + multiMap.get("Hello")); // напечатает [0, 2] System.out.println("World = " + multiMap.get("World!")); // напечатает [1, 5] System.out.println("All = " + multiMap.get("All!")); // напечатает [3] System.out.println("Hi = " + multiMap.get("Hi")); // напечатает [4] System.out.println("Empty = " + multiMap.get("Empty")); // напечатает null // Выводим общее количество всех уникальных слов System.out.println(multiMap.keySet().size()); //напечатает 4</string,></string,></spoiler><spoiler title="Используем MultiValueMap, оборачивающий LinkedHashMap<String, LinkedHashSet>()">Обратите внимание, что порядок хранения данных по первому добавлению для ключей и значений String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!"; // Разберем текст на слова и индексы List words = Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")); // Создаем Multimap MultiMap <string, integer="">multiMap = MultiValueMap.multiValueMap(new LinkedHashMap<string, set="">(), LinkedHashSet.class); // Заполним Multimap int i = 0; for(String word: words) { multiMap.put(word, i); i++; } // Выводим все вхождения слов в текст System.out.println(multiMap); // напечатает {Hello=[0, 2], World!=[1, 5], All!=[3], Hi=[4]} - в порядке добавления // Выводим все уникальные слова System.out.println(multiMap.keySet()); // напечатает [Hello, World!, All!, Hi] - в порядке добавления // Выводим все индексы вхождения слова в текст System.out.println("Hello = " + multiMap.get("Hello")); // напечатает [0, 2] System.out.println("World = " + multiMap.get("World!")); // напечатает [1, 5] System.out.println("All = " + multiMap.get("All!")); // напечатает [3] System.out.println("Hi = " + multiMap.get("Hi")); // напечатает [4] System.out.println("Empty = " + multiMap.get("Empty")); // напечатает null // Выводим общее количество всех уникальных слов System.out.println(multiMap.keySet().size()); //напечатает 4</string,></string,></spoiler>3. разных вариантов Multimap от GS Collections: <spoiler title="Использование FastListMultimap">String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!"; // Разберем текст на слова и индексы List words = Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")); // Создаем Multimap MutableListMultimap <string, integer="">multiMap = new FastListMultimap<string, integer="">(); // Заполним Multimap int i = 0; for(String word: words) { multiMap.put(word, i); i++; } // Выводим все вхождения слов в текст System.out.println(multiMap); // напечатает {Hi=[4], World!=[1, 5], Hello=[0, 2], All!=[3]}- в произвольном порядке // Выводим все уникальные слова System.out.println(multiMap.keysView()); // напечатает [Hi, Hello, World!, All!] - в произвольном порядке // Выводим все индексы вхождения слова в текст System.out.println("Hello = " + multiMap.get("Hello")); // напечатает [0, 2] System.out.println("World = " + multiMap.get("World!")); // напечатает [1, 5] System.out.println("All = " + multiMap.get("All!")); // напечатает [3] System.out.println("Hi = " + multiMap.get("Hi")); // напечатает [4] System.out.println("Empty = " + multiMap.get("Empty")); // напечатает [] // Выводим общее количество всех слов в тексте System.out.println(multiMap.size()); //напечатает 6 // Выводим общее количество уникальных слов в тексте System.out.println(multiMap.keysView().size()); //напечатает 4</string,></string,></spoiler><spoiler title="Использование HashBagMultimap">String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!"; // Разберем текст на слова и индексы List words = Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")); // Создаем Multimap MutableBagMultimap <string, integer="">multiMap = new HashBagMultimap<string, integer="">(); // Заполним Multimap int i = 0; for(String word: words) { multiMap.put(word, i); i++; } // Выводим все вхождения слов в текст System.out.println(multiMap); // напечатает {Hi=[4], World!=[1, 5], Hello=[0, 2], All!=[3]}- в п��оизвольном порядке // Выводим все уникальные слова System.out.println(multiMap.keysView()); // напечатает [Hi, Hello, World!, All!] - в произвольном порядке // Выводим все индексы вхождения слова в текст System.out.println("Hello = " + multiMap.get("Hello")); // напечатает [0, 2] System.out.println("World = " + multiMap.get("World!")); // напечатает [1, 5] System.out.println("All = " + multiMap.get("All!")); // напечатает [3] System.out.println("Hi = " + multiMap.get("Hi")); // напечатает [4] System.out.println("Empty = " + multiMap.get("Empty")); // напечатает [] // Выводим общее количество всех слов в тексте System.out.println(multiMap.size()); //напечатает 6 // Выводим общее количество уникальных слов в тексте System.out.println(multiMap.keysView().size()); //напечатает 4</string,></string,></spoiler><spoiler title="Использование TreeSortedSetMultimap">String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!"; // Разберем текст на слова и индексы List words = Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")); // Создаем Multimap MutableSortedSetMultimap <string, integer="">multiMap = new TreeSortedSetMultimap<string, integer="">(); // Заполним Multimap int i = 0; for(String word: words) { multiMap.put(word, i); i++; } // Выводим все вхождения слов в текст System.out.println(multiMap); // напечатает {Hi=[4], World!=[1, 5], Hello=[0, 2], All!=[3]}- в произвольном порядке // Выводим все уникальные слова System.out.println(multiMap.keysView()); // напечатает [Hi, Hello, World!, All!] - в произвольном порядке // Выводим все индексы вхождения слова в текст System.out.println("Hello = " + multiMap.get("Hello")); // напечатает [0, 2] System.out.println("World = " + multiMap.get("World!")); // напечатает [1, 5] System.out.println("All = " + multiMap.get("All!")); // напечатает [3] System.out.println("Hi = " + multiMap.get("Hi")); // напечатает [4] System.out.println("Empty = " + multiMap.get("Empty")); // напечатает [] // Выводим общее количество всех слов в тексте System.out.println(multiMap.size()); //напечатает 6 // Выводим общее количество уникальных слов в тексте System.out.println(multiMap.keysView().size()); //напечатает 4</string,></string,></spoiler>4. Ну и наконец, посмотрим как можно сделать тоже самое в чистом JDK с помощью эмуляции multiMap через HashMap <spoiler title="Эмуляция multiMap через HashMap">final int LIST_INDEXES_CAPACITY = 50; String INPUT_TEXT = "Hello World! Hello All! Hi World!"; // Разберем текст на слова и индексы List words = Arrays.asList(INPUT_TEXT.split(" ")); // Создаем Multimap Map<string, list<integer="">> fakeMultiMap = new HashMap<string, list<integer="">>(words.size()); // Заполним map int i = 0; for(String word: words) { List <integer>indexes = fakeMultiMap.get(word); if(indexes == null) { indexes = new ArrayList<integer>(LIST_INDEXES_CAPACITY); fakeMultiMap.put(word, indexes); } indexes.add(i); i++; } // Выводим все вхождения слов в текст System.out.println(fakeMultiMap); // напечатает {Hi=[4], Hello=[0, 2], World!=[1, 5], All!=[3]} - в произвольном порядке // Выводим все уникальные слова System.out.println(fakeMultiMap.keySet()); // напечатает [Hi, Hello, World!, All!] - в произвольном порядке // Выводим все индексы вхождения слова в текст System.out.println("Hello = " + fakeMultiMap.get("Hello")); // напечатает [0, 2] System.out.println("World = " + fakeMultiMap.get("World!")); // напечатает [1, 5] System.out.println("All = " + fakeMultiMap.get("All!")); // напечатает [3] System.out.println("Hi = " + fakeMultiMap.get("Hi")); // напечатает [4] System.out.println("Empty = " + fakeMultiMap.get("Empty")); // напечатает null // Выводим общее количество всех слов в тексте int cnt = 0; for(List <integer>lists: fakeMultiMap.values()) { cnt += lists.size(); } System.out.println(cnt); //напечатает 6 // Выводим общее количество уникальных слов в тексте System.out.println(fakeMultiMap.keySet().size()); //напечатает 4</integer></integer></integer></string,></string,></spoiler>

4.3 Реализация BiMap в библиотеках guava, Apache Commons Collections и GS Collections

Реализация BiMap во всех библиотеках достаточно похожа, за исключением названия HashBiMap в guava и GS Collections и BidiMap в Apache Commons Collections. Кроме простейшей HashBiMap, у guava есть отдельные коллекции для работы с Enum в качестве ключей или значений, такие как EnumHashBiMap или EnumBiMap, у Apache Commons Collections есть ряд коллекций, где ключи упорядочены по добавлению или отсортированы.

Примеры использования BiMap для создания русско-английского "переводчика", действующего в обе стороны

Есть задача: есть массивы английских и русских слов соответствующие друг другу, нужно реализовать коллекцию русско-английского словаря, с возможностью перевода в обе стороны. Посмотрим как это сделать с помощью 1. разных вариантов BiMap от Guava: <spoiler title="Используем BiMap от guava">String[] englishWords = {"one", "two", "three","ball","snow"}; String[] russianWords = {"один", "два", "три","мяч","cнег"}; // Создаем Multiset BiMap <string, string="">biMap = HashBiMap.create(englishWords.length); // создаем англо-русский словарь int i = 0; for(String englishWord: englishWords) { biMap.put(englishWord, russianWords[i]); i++; } // Выводим кол-вом вхождений слов System.out.println(biMap); // напечатает {two=два, three=три, snow=cнег, ball=мяч, one=один} - в произвольном порядке // Выводим все уникальные слова System.out.println(biMap.keySet()); // напечатает [two, three, snow, ball, one] - в произвольном порядке System.out.println(biMap.values()); // напечатает [два, три, cнег, мяч, один]- в произвольном порядке // Выводим перевод по каждому слову System.out.println("one = " + biMap.get("one")); // напечатает one = один System.out.println("two = " + biMap.get("two")); // напечатает two = два System.out.println("мяч = " + biMap.inverse().get("мяч")); // напечатает мяч = ball System.out.println("снег = " + biMap.inverse().get("cнег")); // напечатает снег = snow System.out.println("empty = " + biMap.get("empty")); // напечатает empty = null // Выводим общее количество переводов в словаре System.out.println(biMap.size()); //напечатает 5</string,> </spoiler><spoiler title="Используем EnumBiMap от guava">enum ENGLISH_WORD { ONE, TWO, THREE, BALL, SNOW } enum POLISH_WORD { JEDEN, DWA, TRZY, KULA, SNIEG } // Задача даны массивы польско-английского перевода, сделать коллекцию для перевода слова в двух напрявлениях public static void main(String[] args) { ENGLISH_WORD[] englishWords = ENGLISH_WORD.values(); POLISH_WORD[] polishWords = POLISH_WORD.values(); // Создаем Multiset BiMap <english_word, polish_word="">biMap = EnumBiMap.create(ENGLISH_WORD.class, POLISH_WORD.class); // создаем англо-польский словарь int i = 0; for(ENGLISH_WORD englishWord: englishWords) { biMap.put(englishWord, polishWords[i]); i++; } // Выводим кол-вом вхождений слов System.out.println(biMap); // напечатает {ONE=JEDEN, TWO=DWA, THREE=TRZY, BALL=KULA, SNOW=SNIEG} // Выводим все уникальные слова System.out.println(biMap.keySet()); // напечатает [ONE, TWO, THREE, BALL, SNOW] System.out.println(biMap.values()); // напечатает [JEDEN, DWA, TRZY, KULA, SNIEG] // Выводим перевод по каждому слову System.out.println("one = " + biMap.get(ENGLISH_WORD.ONE)); // напечатает one = JEDEN System.out.println("two = " + biMap.get(ENGLISH_WORD.TWO)); // напечатает two = DWA System.out.println("kula = " + biMap.inverse().get(POLISH_WORD.KULA)); // напечатает kula = BALL System.out.println("snieg = " + biMap.inverse().get(POLISH_WORD.SNIEG)); // напечатает snieg = SNOW System.out.println("empty = " + biMap.get("empty")); // напечатает empty = null // Выводим общее количество переводов в словаре System.out.println(biMap.size()); //напечатает 5 }</english_word,> </spoiler><spoiler title="Используем EnumHashBiMap от guava">enum ENGLISH_WORD { ONE, TWO, THREE, BALL, SNOW } // Задача даны массивы руссков-английского перевода, сделать коллекцию для перевода слова в двух напрявлениях public static void main(String[] args) { ENGLISH_WORD[] englishWords = ENGLISH_WORD.values(); String[] russianWords = {"один", "два", "три","мяч","cнег"}; // Создаем Multiset BiMap <english_word, string="">biMap = EnumHashBiMap.create(ENGLISH_WORD.class); // создаем англо-русский словарь int i = 0; for(ENGLISH_WORD englishWord: englishWords) { biMap.put(englishWord, russianWords[i]); i++; } // Выводим кол-вом вхождений слов System.out.println(biMap); // напечатает {ONE=один, TWO=два, THREE=три, BALL=мяч, SNOW=cнег} // Выводим все уникальные слова System.out.println(biMap.keySet()); // напечатает [ONE, TWO, THREE, BALL, SNOW] System.out.println(biMap.values()); // напечатает [один, два, три, мяч, cнег] // Выводим перевод по каждому слову System.out.println("one = " + biMap.get(ENGLISH_WORD.ONE)); // напечатает one = один System.out.println("two = " + biMap.get(ENGLISH_WORD.TWO)); // напечатает two = два System.out.println("мяч = " + biMap.inverse().get("мяч")); // напечатает мяч = BALL System.out.println("снег = " + biMap.inverse().get("cнег")); // напечатает снег = SNOW System.out.println("empty = " + biMap.get("empty")); // напечатает empty = null // Выводим общее количество переводов в словаре System.out.println(biMap.size()); //напечатает 5 }</english_word,> </spoiler>2. C помощью BidiMap от Apache Commons Collections: <spoiler title="Используем DualHashBidiMap от Apache Commons Collections">String[] englishWords = {"one", "two", "three","ball","snow"}; String[] russianWords = {"один", "два", "три","мяч","cнег"}; // Создаем Multiset BidiMap <string, string="">biMap = new DualHashBidiMap(); // создаем англо-русский словарь int i = 0; for(String englishWord: englishWords) { biMap.put(englishWord, russianWords[i]); i++; } // Выводим кол-вом вхождений слов System.out.println(biMap); // напечатает {ball=мяч, snow=cнег, one=один, two=два, three=три}- в произвольном порядке // Выводим все уникальные слова System.out.println(biMap.keySet()); // напечатает [ball, snow, one, two, three]- в произвольном порядке System.out.println(biMap.values()); // напечатает [мяч, cнег, один, два, три]- в произвольном порядке // Выводим перевод по каждому слову System.out.println("one = " + biMap.get("one")); // напечатает one = один System.out.println("two = " + biMap.get("two")); // напечатает two = два System.out.println("мяч = " + biMap.getKey("мяч")); // напечатает мяч = ball System.out.println("снег = " + biMap.getKey("cнег")); // напечатает снег = snow System.out.println("empty = " + biMap.get("empty")); // напечатает empty = null // Выводим общее количество переводов в словаре System.out.println(biMap.size()); //напечатает 5</string,> </spoiler>3. C помощью HashBiMap от GS Collections: <spoiler title="Используем HashBiMap от GS Collections">String[] englishWords = {"one", "two", "three","ball","snow"}; String[] russianWords = {"один", "два", "три","мяч","cнег"}; // Создаем Multiset MutableBiMap <string, string="">biMap = new HashBiMap(englishWords.length); // создаем англо-русский словарь int i = 0; for(String englishWord: englishWords) { biMap.put(englishWord, russianWords[i]); i++; } // Выводим кол-вом вхождений слов System.out.println(biMap); // напечатает {two=два, ball=мяч, one=один, snow=cнег, three=три} - в произвольном порядке // Выводим все уникальные слова System.out.println(biMap.keySet()); // напечатает [snow, two, one, three, ball] - в произвольном порядке System.out.println(biMap.values()); // напечатает [два, мяч, один, cнег, три] - в произвольном порядке // Выводим перевод по каждому слову System.out.println("one = " + biMap.get("one")); // напечатает one = один System.out.println("two = " + biMap.get("two")); // напечатает two = два System.out.println("мяч = " + biMap.inverse().get("мяч")); // напечатает мяч = ball System.out.println("снег = " + biMap.inverse().get("cнег")); // напечатает снег = snow System.out.println("empty = " + biMap.get("empty")); // напечатает empty = null // Выводим общее количество переводов в словаре System.out.println(biMap.size()); //напечатает 5</string,> </spoiler>4. Ну и наконец, посмотрим как можно сделать тоже самое в чистом JDK <spoiler title="Используем две HashMap для эмуляции BiMap">String[] englishWords = {"one", "two", "three","ball","snow"}; String[] russianWords = {"один", "два", "три","мяч","cнег"}; // Создаем аналог BiMap Map <string, string="">biMapKeys = new HashMap(englishWords.length); Map <string, string="">biMapValues = new HashMap(russianWords.length); // создаем англо-русский словарь int i = 0; for(String englishWord: englishWords) { biMapKeys.put(englishWord, russianWords[i]); biMapValues.put(russianWords[i], englishWord); i++; } // Выводим кол-вом вхождений слов System.out.println(biMapKeys); // напечатает {ball=мяч, two=два, three=три, snow=cнег, one=один}- в произвольном порядке // Выводим все уникальные слова System.out.println(biMapKeys.keySet()); // напечатает [ball, two, three, snow, one] - в произвольном порядке System.out.println(biMapValues.keySet()); // напечатает [два, три, мяч, cнег, один] - в произвольном порядке // Выводим перевод по каждому слову System.out.println("one = " + biMapKeys.get("one")); // напечатает one = один System.out.println("two = " + biMapKeys.get("two")); // напечатает two = два System.out.println("мяч = " + biMapValues.get("мяч")); // напечатает мяч = ball System.out.println("снег = " + biMapValues.get("cнег")); // напечатает снег = snow System.out.println("empty = " + biMapValues.get("empty")); // напечатает empty = null // Выводим общее количество переводов в словаре System.out.println(biMapKeys.size()); //напечатает 5</string,></string,></spoiler>

V. Сравнение операций работы с коллекциями

Давайте кратко посмотрим какие дополнительные методы, операции и алгоритмы предлагают альтернативные библиотеки по сравнению со стандартными возможностями JDK. Цель этого, естественно, не перечислить все возможные методы всех библиотек (это невозможно), а скорее дать краткое представление о философии и синтаксисе разных библиотек, чтобы каждый мог выбрать то что больше нравится именно ему.

5.1 Сравним создание коллекций с помощью методов различных библиотек.

Guava и gs-collections предлагают создание коллекций через статические методы утилиты вместо использование new, давайте посмотрим насколько это удобнее обычного способа jdk. 5.1.1) Создание списка (List)

<spoiler title="Примеры создания списка">// Простое создание пустых коллекций List emptyGuava = Lists.newArrayList(); // c помощью guava List emptyJDK = new ArrayList<>(); // аналог JDK MutableList emptyGS = FastList.newList(); // c помощью gs // Создать список ровно со 100 элементами List < String > exactly100 = Lists.newArrayListWithCapacity(100); // c помощью guava List exactly100JDK = new ArrayList<>(100); // аналог JDK MutableList empty100GS = FastList.newList(100); // c помощью gs // Создать список в котором ожидается около 100 элементов (чуть больше чем 100) List approx100 = Lists.newArrayListWithExpectedSize(100); // c помощью guava List approx100JDK = new ArrayList<>(115); // аналог JDK MutableList approx100GS = FastList.newList(115); // c помощью gs // Создать список из заданных элементов List withElements = Lists.newArrayList("alpha", "beta", "gamma"); // c помощью guava List withElementsJDK = Arrays.asList("alpha", "beta", "gamma"); // аналог JDK MutableList withElementsGS = FastList.newListWith("alpha", "beta", "gamma"); // c помощью gs System.out.println(withElements); System.out.println(withElementsJDK); System.out.println(withElementsGS); // Создать список из любого объекта Iterable интерфейса (то есть любой коллекции) Collection collection = new HashSet<>(3); collection.add("1"); collection.add("2"); collection.add("3"); List fromIterable = Lists.newArrayList(collection); // c помощью guava List fromIterableJDK = new ArrayList<>(collection); // аналог JDK MutableList fromIterableGS = FastList.newList(collection); // c помощью gs System.out.println(fromIterable); System.out.println(fromIterableJDK); System.out.println(fromIterableGS); /* обратите внимание у JDK необходим объект Collection интерфейса, у guava и gs достаточно Iterable */ // Создать список из Iterator'а Iterator iterator = collection.iterator(); List fromIterator = Lists.newArrayList(iterator); // c помощью guava, аналога в JDK нет System.out.println(fromIterator); // Создать список из массива String[] array = {"4", "5", "6"}; List fromArray = Lists.newArrayList(array); // c помощью guava List fromArrayJDK = Arrays.asList(array); // аналог JDK MutableList fromArrayGS = FastList.newListWith(array); // c помощью gs System.out.println(fromArray); System.out.println(fromArrayJDK); System.out.println(fromArrayGS); // Создать список из c помощью фабрики MutableList fromFabricGS = FastList.newWithNValues(10, () -> String.valueOf(Math.random())); // c помощью gs System.out.println(fromFabricGS);</spoiler> 5.1.2) Создание множества (set)

<spoiler title="Примеры создания множества">// Простое создание пустых коллекций Set emptyGuava = Sets.newHashSet(); // c помощью guava Set emptyJDK = new HashSet<>(); // аналог JDK Set emptyGS = UnifiedSet.newSet(); // c помощью gs // Создать множество в котором ожидается около 100 элементов (чуть больше чем 100) Set approx100 = Sets.newHashSetWithExpectedSize(100); // c помощью guava Set approx100JDK = new HashSet<>(130); // аналог JDK Set approx100GS = UnifiedSet.newSet(130); // c помощью gs // Создать множество из заданных элементов Set withElements = Sets.newHashSet("alpha", "beta", "gamma"); // c помощью guava Set withElementsJDK = new HashSet<>(Arrays.asList("alpha", "beta", "gamma")); // аналог JDK Set withElementsGS = UnifiedSet.newSetWith("alpha", "beta", "gamma"); // c помощью gs System.out.println(withElements); System.out.println(withElementsJDK); System.out.println(withElementsGS); // Создать множество из любого объекта Iterable интерфейса (то есть любой коллекции) Collection collection = new ArrayList<>(3); collection.add("1"); collection.add("2"); collection.add("3"); Set fromIterable = Sets.newHashSet(collection); // c помощью guava Set fromIterableJDK = new HashSet<>(collection); // аналог JDK Set fromIterableGS = UnifiedSet.newSet(collection); // c помощью gs System.out.println(fromIterable); System.out.println(fromIterableJDK); System.out.println(fromIterableGS); /* обратите внимание у JDK необходим объект Collection интерфейса, у guava достаточно Iterable */ // Создать множество из Iterator'а Iterator iterator = collection.iterator(); Set fromIterator = Sets.newHashSet(iterator); // c помощью guava, аналога в JDK нет System.out.println(fromIterator); // Создать множество из массива String[] array = {"4", "5", "6"}; Set fromArray = Sets.newHashSet(array); // c помощью guava Set fromArrayJDK = new HashSet<>(Arrays.asList(array)); // аналог JDK Set fromArrayGS = UnifiedSet.newSetWith(array); // c помощью gs System.out.println(fromArray); System.out.println(fromArrayJDK); System.out.println(fromArrayGS);</spoiler> 5.1.3) Создание Map

<spoiler title="Примеры создания map">// Простое создание пустых коллекций Map <string, string="">emptyGuava = Maps.newHashMap(); // c помощью guava Map <string, string="">emptyJDK = new HashMap<>(); // аналог JDK Map <string, string="">emptyGS = UnifiedMap.newMap(); // c помощью gs // Создать map'у в котором ожидается около 100 элементов (чуть больше чем 100) Map <string, string="">approx100 = Maps.newHashMapWithExpectedSize(100); // c помощью guava Map <string, string="">approx100JDK = new HashMap<>(130); // аналог JDK Map <string, string="">approx100GS = UnifiedMap.newMap(130); // c помощью gs // Создать map'у из другой map'ы Map <string, string="">map = new HashMap<>(3); map.put("k1","v1"); map.put("k2","v2"); Map <string, string="">withMap = Maps.newHashMap(map); // c помощью guava Map <string, string="">withMapJDK = new HashMap<>(map); // аналог JDK Map <string, string="">withMapGS = UnifiedMap.newMap(map); // c помощью gs System.out.println(withMap); System.out.println(withMapJDK); System.out.println(withMapGS); // Создать map'у из ключей Map <string, string="">withKeys = UnifiedMap.newWithKeysValues("1", "a", "2", "b"); System.out.println(withKeys);</string,></string,></string,></string,></string,></string,></string,></string,></string,></string,></string,></spoiler>

5.2 Сравним методы поиска из различных библиотек.

Обратите внимание что методы разных библиотек работают с разными сущностями, это можно определить по названию переменных: collection - любая реализация интерфейса Collection, iterable - интерфейса Iterable, list - интерфейса List, orderedIterable и mutableList соответствующих интерфейсов в GS (orderedIterable - интерфейс для всех коллекций у которых определен порядок элементов, mutableList - интерфейс для любых изменяемых списков) Примеры: <spoiler title="1) Найти количество вхождений объекта">Collection collection = Lists.newArrayList("a1", "a2", "a3", "a1"); Iterable iterable = collection; MutableCollection collectionGS = FastList.newListWith("a1", "a2", "a3", "a1"); // Вернуть количество вхождений объекта int i1 = Iterables.frequency(iterable, "a1"); // с помощью guava int i2 = Collections.frequency(collection, "a1"); // c помощью JDK int i3 = CollectionUtils.cardinality("a1", iterable); // c помощью Apache int i4 = collectionGS.count((s) -> "a1".equals(s)); long i5 = collection.stream().filter((s) -> "a1".equals(s)).count(); // c помощью stream JDK System.out.println("count = " + i1 + ":" + i2 + ":" + i3 + ":" + i4 + ":" + i5); // напечатает count = 2:2:2:2:2</spoiler> <spoiler title="2) Вернуть первый элемент коллекции">Collection collection = Lists.newArrayList("a1", "a2", "a3", "a1"); OrderedIterable orderedIterable = FastList.newListWith("a1", "a2", "a3", "a1"); Iterable iterable = collection; // вернуть первый элемент коллекции Iterator iterator = collection.iterator(); // c помощью JDK String jdk = iterator.hasNext() ? iterator.next(): "1"; String guava = Iterables.getFirst(iterable, "1"); // с помощью guava String apache = CollectionUtils.get(iterable, 0); // c помощью Apache String gs = orderedIterable.getFirst(); // c помощью GS String stream = collection.stream().findFirst().orElse("1"); // c помощью Stream API System.out.println("first = " + jdk + ":" + guava + ":" + apache + ":" + gs + ":" + stream); // напечатает first = a1:a1:a1:a1:a1</spoiler> <spoiler title="3) Вернуть последний элемент коллекции">Collection collection = Lists.newArrayList("a1", "a2", "a3", "a8"); OrderedIterable orderedIterable = FastList.newListWith("a1", "a2", "a3", "a8"); Iterable iterable = collection; // вернуть последней элемент коллекции Iterator iterator = collection.iterator(); // c помощью JDK String jdk = "1"; while(iterator.hasNext()) { jdk = iterator.next(); } String guava = Iterables.getLast(iterable, "1"); // с помощью guava String apache = CollectionUtils.get(collection, collection.size()-1); // c помощью Apache String gs = orderedIterable.getLast(); // c помощью GS String stream = collection.stream().skip(collection.size()-1).findFirst().orElse("1"); // c помощью Stream API System.out.println("last = " + jdk + ":" + guava + ":" + apache + ":" + gs + ":" + stream); // напечатает last = a8:a8:a8:a8:a8</spoiler> <spoiler title="4) Вернуть максимальный элемент">Collection collection = Lists.newArrayList("5", "1", "3", "8", "4"); OrderedIterable orderedIterable = FastList.newListWith("5", "1", "3", "8", "4"); Iterable iterable = collection; // вернуть максимальный элемент коллекции String jdk = Collections.max(collection); // c помощью JDK String gs = orderedIterable.max(); // c помощью GS String guava = Ordering.natural().max(iterable); // с помощью guava System.out.println("max = " + jdk + ":" + guava + ":" + gs); // напечатает max = 8:8:8</spoiler> <spoiler title="5) Вернуть минимальный элемент">Collection collection = Lists.newArrayList("5", "1", "3", "8", "4"); OrderedIterable orderedIterable = FastList.newListWith("5", "1", "3", "8", "4"); Iterable iterable = collection; // вернуть минимальный элемент коллекции String jdk = Collections.min(collection); // c помощью JDK String gs = orderedIterable.min(); // c помощью GS String guava = Ordering.natural().min(iterable); // с помощью guava System.out.println("min = " + jdk + ":" + guava + ":" + gs); // напечатает min = 1:1:1</spoiler> <spoiler title="6) вернуть единственный элемент коллекции">Collection collection = Lists.newArrayList("a3"); OrderedIterable orderedIterable = FastList.newListWith("a3"); Iterable iterable = collection; // вернуть единственный элемент коллекции String guava = Iterables.getOnlyElement(iterable); // с помощью guava String jdk = collection.iterator().next(); // c помощью JDK String apache = CollectionUtils.extractSingleton(collection); // c помощью Apache assert(orderedIterable.size() > 1);// c помощью GS String gs = orderedIterable.getFirst(); System.out.println("single = " + jdk + ":" + guava + ":" + apache + ":" + gs); // напечатает single = a3:a3:a3:a3</spoiler> <spoiler title="7) найти элемент в отсортированом списке">List list = Lists.newArrayList("2", "4", "13", "31", "43"); MutableList mutableList = FastList.newListWith("2", "4","13", "31", "43"); // найти элемент в отсортированом списке int jdk = Collections.binarySearch(list, "13"); int guava = Ordering.natural().binarySearch(list, "13"); int gs = mutableList.binarySearch("13"); System.out.println("find = " + jdk + ":" + guava + ":" + gs); // напечатает find = 2:2:2</spoiler> <spoiler title="8) найти элемент в неотсортированной коллекции">Collection collection = Lists.newArrayList("a1", "a2", "a3", "a1"); MutableCollection orderedIterable = FastList.newListWith("a1", "a2", "a3", "a1"); Iterable iterable = collection; // вернуть третий элемент коллекции по порядку String jdk = collection.stream().skip(2).findFirst().get(); // c помощью JDK String guava = Iterables.get(iterable, 2); // с помощью guava String apache = CollectionUtils.get(iterable, 2); // c помощью Apache System.out.println("third = " + jdk + ":" + guava + ":" + apache); // напечатает third = a3:a3:a3</spoiler> <spoiler title="9) выбрать все элементы по условию">Collection collection = Lists.newArrayList("2", "14", "3", "13", "43"); MutableCollection mutableCollection = FastList.newListWith("2", "14", "3", "13", "43"); Iterable iterable = collection; // выбрать все элементы по шаблону List jdk = collection.stream().filter((s) -> s.contains("1")).collect(Collectors.toList()); // c помощью JDK Iterable guava = Iterables.filter(iterable, (s) -> s.contains("1")); // с помощью guava Collection apache = CollectionUtils.select(iterable, (s) -> s.contains("1")); // c помощью Apache MutableCollection gs = mutableCollection.select((s) -> s.contains("1")); // c помощью GS System.out.println("select = " + jdk + ":" + guava + ":" + apache + ":" + gs); // напечатает select = [14, 13]:[14, 13]:[14, 13]:[14, 13]</spoiler>

5.3 Сравним методы сравнений, объединений и пересечений коллекций

Примеры: <spoiler title="1) Проверить полное соответствие двух коллекций">Collection collection1 = Lists.newArrayList("a1", "a2", "a3", "a1"); Collection collection2 = Lists.newArrayList("a1", "a2", "a3", "a1"); Iterable iterable1 = collection1; Iterable iterable2 = collection2; MutableCollection mutableCollection1 = FastList.newListWith("a1", "a2", "a3", "a1"); MutableCollection mutableCollection2 = FastList.newListWith("a1", "a2", "a3", "a1"); // Проверить полное соответствие двух коллекций boolean jdk = collection1.containsAll(collection2); // c помощью JDK boolean guava = Iterables.elementsEqual(iterable1, iterable2); // с помощью guava boolean apache = CollectionUtils.containsAll(collection1, collection2); // c помощью Apache boolean gs = mutableCollection1.containsAll(mutableCollection2); // c помощью GS System.out.println("containsAll = " + jdk + ":" + guava + ":" + apache + ":" + gs); // напечатает containsAll = true:true:true:true</spoiler> <spoiler title="2) Проверить наличие хотя бы одного общего элемента у двух коллекций">Collection collection1 = Lists.newArrayList("a1", "a2", "a3", "a1"); Collection collection2 = Lists.newArrayList("a4", "a8", "a3", "a5"); Set set1 = Sets.newHashSet("a1", "a2", "a3", "a1"); Set set2 = Sets.newHashSet("a4", "a8", "a3", "a5"); MutableSet mutableSet1 = UnifiedSet.newSetWith("a1", "a2", "a3", "a1"); MutableSet mutableSet2 = UnifiedSet.newSetWith("a4", "a8", "a3", "a5"); // Проверить наличие хотя бы одного общего элемента у двух коллекций boolean jdk = !Collections.disjoint(collection1, collection2); // c помощью JDK boolean guava = !Sets.intersection(set1, set2).isEmpty(); // с помощью guava boolean apache = CollectionUtils.containsAny(collection1, collection2); // c помощью Apache boolean gs = !mutableSet1.intersect(mutableSet2).isEmpty(); // c помощью GS System.out.println("containsAny = " + jdk + ":" + guava + ":" + apache + ":" + gs); // напечатает containsAny = true:true:true:true</spoiler> <spoiler title="3) Найти все общие элементы (пересечение) у двух коллекций">Collection collection1 = Lists.newArrayList("a1", "a2", "a3", "a1"); Collection collection2 = Lists.newArrayList("a4", "a8", "a3", "a5"); Set set1 = Sets.newHashSet("a1", "a2", "a3", "a1"); Set set2 = Sets.newHashSet("a4", "a8", "a3", "a5"); MutableSet mutableSet1 = UnifiedSet.newSetWith("a1", "a2", "a3", "a1"); MutableSet mutableSet2 = UnifiedSet.newSetWith("a4", "a8", "a3", "a5"); // Найти все общие элементы у двух коллекций Set jdk = new HashSet<>(set1); // c помощью JDK jdk.retainAll(set2); Set guava = Sets.intersection(set1, set2); // с помощью guava Collection apache = CollectionUtils.intersection(collection1, collection2); // c помощью Apache Set gs = mutableSet1.intersect(mutableSet2); // c помощью GS System.out.println("intersect = " + jdk + ":" + guava + ":" + apache + ":" + gs); // напечатает intersect = [a3]:[a3]:[a3]:[a3]</spoiler> <spoiler title="4) Найти все элементы, которые есть в одной коллекции и нет в другой (difference)">Collection collection1 = Lists.newArrayList("a2", "a3"); Collection collection2 = Lists.newArrayList("a8", "a3", "a5"); Set set1 = Sets.newHashSet("a2", "a3"); Set set2 = Sets.newHashSet("a8", "a3", "a5"); MutableSet mutableSet1 = UnifiedSet.newSetWith("a2", "a3"); MutableSet mutableSet2 = UnifiedSet.newSetWith("a8", "a3", "a5"); // Найти все элементы, которые есть в одной коллекции и нет в другой (difference) Set jdk = new HashSet<>(set1); // c помощью JDK jdk.removeAll(set2); Set guava = Sets.difference(set1, set2); // с помощью guava Collection apache = CollectionUtils.removeAll(collection1, collection2); // c помощью Apache Set gs = mutableSet1.difference(mutableSet2); // c помощью GS System.out.println("difference = " + jdk + ":" + guava + ":" + apache + ":" + gs); // напечатает difference = [a2]:[a2]:[a2]:[a2]</spoiler> <spoiler title="5) Найти все различные элементы (symmetric difference) у двух коллекций">Collection collection1 = Lists.newArrayList("a2", "a3"); Collection collection2 = Lists.newArrayList("a8", "a3", "a5"); Set set1 = Sets.newHashSet("a2", "a3"); Set set2 = Sets.newHashSet("a8", "a3", "a5"); MutableSet mutableSet1 = UnifiedSet.newSetWith("a2", "a3"); MutableSet mutableSet2 = UnifiedSet.newSetWith("a8", "a3", "a5"); // Найти все различные элементы (symmetric difference) у двух коллекций Set intersect = new HashSet<>(set1); // c помощью JDK intersect.retainAll(set2); Set jdk = new HashSet<>(set1); jdk.addAll(set2); jdk.removeAll(intersect); Set guava = Sets.symmetricDifference(set1, set2); // с помощью guava Collection apache = CollectionUtils.disjunction(collection1, collection2); // c помощью Apache Set gs = mutableSet1.symmetricDifference(mutableSet2); // c помощью GS System.out.println("symmetricDifference = " + jdk + ":" + guava + ":" + apache + ":" + gs); // напечатает symmetricDifference = [a2, a5, a8]:[a2, a5, a8]:[a2, a5, a8]:[a2, a5, a8]</spoiler> <spoiler title="6) Получить объедение двух коллекций">Set set1 = Sets.newHashSet("a1", "a2"); Set set2 = Sets.newHashSet("a4"); MutableSet mutableSet1 = UnifiedSet.newSetWith("a1", "a2"); MutableSet mutableSet2 = UnifiedSet.newSetWith("a4"); Collection collection1 = set1; Collection collection2 = set2; // Получить объедение двух коллекций Set jdk = new HashSet<>(set1); // c помощью JDK jdk.addAll(set2); Set guava = Sets.union(set1, set2); // с помощью guava Collection apache = CollectionUtils.union(collection1, collection2); // c помощью Apache Set gs = mutableSet1.union(mutableSet2); // c помощью GS System.out.println("union = " + jdk + ":" + guava + ":" + apache + ":" + gs); // напечатает union = [a1, a2, a4]:[a1, a2, a4]:[a1, a2, a4]:[a1, a2, a4]</spoiler>

5.4 Сравним методы изменения коллекции

<spoiler title="1) Сортировка коллекции">List jdk = Lists.newArrayList("a1", "a2", "a3", "a1"); Iterable iterable = jdk; MutableList gs = FastList.newList(jdk); // Сортировка коллекции Collections.sort(jdk); // с помощью jdk List guava = Ordering.natural().sortedCopy(iterable); // с помощью guava gs.sortThis(); // c помощью gs System.out.println("sort = " + jdk + ":" + guava + ":" + gs); // напечатает sort = [a1, a1, a2, a3]:[a1, a1, a2, a3]:[a1, a1, a2, a3]</spoiler> <spoiler title="2) Удалить все элементы соответствующие условию">Collection jdk = Lists.newArrayList("a1", "a2", "a3", "a1"); Iterable guava = Lists.newArrayList(jdk); Iterable apache = Lists.newArrayList(jdk); MutableCollection gs = FastList.newList(jdk); // Удалить все элементы соответствующие условию jdk.removeIf((s) -> s.contains("1")); // с помощью jdk Iterables.removeIf(guava, (s) -> s.contains("1")); // с помощью guava CollectionUtils.filter(apache, (s) -> !s.contains("1")); // с помощью apache gs.removeIf((Predicate) (s) -> s.contains("1")); // c помощью gs System.out.println("removeIf = " + jdk + ":" + guava + ":" + apache + ":" + gs); // напечатает removeIf = [a2, a3]:[a2, a3]:[a2, a3]:[a2, a3]</spoiler> <spoiler title="3) Удалить все элементы не соответствующие условию">Collection jdk = Lists.newArrayList("a1", "a2", "a3", "a1"); Iterable guava = Lists.newArrayList(jdk); Iterable apache = Lists.newArrayList(jdk); MutableCollection gs = FastList.newList(jdk); // Удалить все элементы не соответствующие условию jdk.removeIf((s) -> !s.contains("1")); // с помощью jdk Iterables.removeIf(guava, (s) -> !s.contains("1")); // с помощью guava CollectionUtils.filter(apache, (s) -> s.contains("1")); // с помощью apache gs.removeIf((Predicate) (s) -> !s.contains("1")); // c помощью gs System.out.println("retainIf = " + jdk + ":" + guava + ":" + apache + ":" + gs); // напечатает retainIf = [a1, a1]:[a1, a1]:[a1, a1]:[a1, a1]</spoiler> <spoiler title="4) Преобразовать все элементы коллекции">Collection collection = Lists.newArrayList("a1", "a2", "a3", "a1"); Iterable iterable = collection; Collection apache = Lists.newArrayList(collection); MutableCollection mutableCollection = FastList.newList(collection); // Преобразовать все элементы коллекции в другие элементы List jdk = collection.stream().map((s) -> s + "_1").collect(Collectors.toList()); // с помощью jdk Iterable guava = Iterables.transform(iterable, (s) -> s + "_1"); // с помощью guava CollectionUtils.transform(apache, (s) -> s + "_1"); // с помощью apache MutableCollection gs = mutableCollection.collect((s) -> s + "_1"); // c помощью gs System.out.println("transform = " + jdk + ":" + guava + ":" + apache + ":" + gs); // напечатает transform = [a1_1, a2_1, a3_1, a1_1]:[a1_1, a2_1, a3_1, a1_1]:[a1_1, a2_1, a3_1, a1_1]:[a1_1, a2_1, a3_1, a1_1]</spoiler> <spoiler title="5) Изменить свойства каждого элемента коллекции">Collection <stringbuilder>jdk = Lists.newArrayList(new StringBuilder("a1"), new StringBuilder("a2"), new StringBuilder("a3")); Iterable <stringbuilder>iterable = Lists.newArrayList(new StringBuilder("a1"), new StringBuilder("a2"), new StringBuilder("a3"));; Collection <stringbuilder>apache = Lists.newArrayList(new StringBuilder("a1"), new StringBuilder("a2"), new StringBuilder("a3")); MutableCollection <stringbuilder>gs = FastList.newListWith(new StringBuilder("a1"), new StringBuilder("a2"), new StringBuilder("a3")); // Изменить свойства каждого элемента коллекции jdk.stream().forEach((s) -> s.append("_1")); // с помощью jdk Iterable <stringbuilder>guava = Iterables.transform(iterable, (s) -> s.append("_1")); // с помощью guava CollectionUtils.transform(apache, (s) -> s.append("_1")); // с помощью apache gs.forEach((Procedure<stringbuilder>) (s) -> s.append("_1")); // c помощью gs System.out.println("change = " + jdk + ":" + guava + ":" + apache + ":" + gs); // changeAll = [a1_1, a2_1, a3_1]:[a1_1, a2_1, a3_1]:[a1_1, a2_1, a3_1]:[a1_1, a2_1, a3_1]</stringbuilder></stringbuilder></stringbuilder></stringbuilder></stringbuilder></stringbuilder></spoiler>

VI. Сравнение стандартных и альтернативных коллекций

5.1 Какие вообще бывают коллекции

Для начала рассмотрим какие основные коллекции встречаются в программировании (не только в Java, а вообще): 1) Вектор (Список)— элементы коллекции упорядочены, можно обойти все элементы по очереди или обратиться по индексу, - Массив — реализация вектора, когда данные находятся в памяти непосредственно друг за другом - Динамический массив - реализация массива, когда размер массива может увеличиваться во время выполнения, - Односвязный список — реализация списка, когда каждый элемент списка содержит значение и ссылку на следующий элемент, в отличии от массива более структурно гибок, - Двусвязный список — реализация списка когда каждый элемент списка содержит значение и ссылку на следующий и предыдущий элемент, 2) Стек (Stack) — коллекция, реализующая принцип хранения «LIFO» («последним пришёл — первым вышел»). В стеке постоянно доступен элемент добавленый последним, если он ещё не удален/извлечен. 3) Очередь (Queue) — коллекция, реализующая принцип хранения «FIFO» («первым пришёл— первым вышел»). В очереди постоянно доступен только добавлен самым первым из имеющихся и ещё не удален/извлечен. 4) Двухсторонняя очередь (Double-ended queue) - очередь, которая позволяет добавлять и извлекать данные и с начала очереди и с конца. 5) Очередь с приоритетом (англ. priority queue) - очередь, позволяющая добавить новый элемент и извлечь максимум. Все данные хранятся в порядке убывания приоритета, - куча (heap) - одна из реализаций очереди с приоритетом, с помощью дерева, 6) Ассоциативный массив (словарь), (Associative array, Dictionary) — неупорядоченная коллекция, хранящая пары «ключ— значение» - Хеш-таблица (hashtable) — реализация ассоциативного массива, построенная на вычислении хеша значения, - Хеш-таблица со связями один ко многим (Multimap или multihash) — реализация Хеш-таблицы, которая хранит отношение ключ и много значений, - Двух-сторонняя хеш-таблица (bi-map) - реализация Хеш-таблицы, которая позволяет получать как значение по ключу, так и ключ по значению, - Упорядоченная хеш-таблица (hashtable) - хеш-таблица, возвращающая элементы в порядке добавления, - Отсортированная хеш-таблица (hashtable) - хеш-таблица, возвращающая элементы отсортированном порядке, 7) Множество— неупорядоченная коллекция, хранящая набор уникальных значений и поддерживающая аналогичные операциям с математическими множествами, - Мультимножество— неупорядоченная коллекция, аналогичная множеству, но допускающая наличие в коллекции одновременно двух и более одинаковых значений, - Упорядоченное множество— коллекция, аналогичная множеству, но возвращает элементы в порядке добавления, - Отсортированное множество— коллекция, аналогичная множеству, но возвращает элементы в отсортированном порядке, 8)Битовый массив - то есть массив значений 1 или 0, 9) Множество зарытых или открытых отрезков - то есть структура хранящая и работающая с геометрическими интервалами, 10) Деревья - структура данных, хранящая данные в виде дерева, 11) Кеши - коллекции для работы с устаревающими за определенное время данными, Давайте посмотрим какие из данных сущностей соответствуют каким коллекциям и интерфейсам Java и альтернативных библиотек: Внимание: если таблица не помещается целиком, попробуйте уменьшить масштаб страницы или открыть в другом браузере.

VII. Заключение

Я специально не буду делать выводов какая библиотека хуже или лучше, так как во многом это дело вкуса, но в любом случае в альтернативных коллекциях можно найти много полезных коллекций и методов, если знать где искать. Спасибо, за то что дочитали (или долистали) до конца, надеюсь вы сумели найти в этой статье что-нибудь для себя полезное. Исходные коды всех примеров можно найти на github'е . Источники, которые использовались для написания статьи: 1. Обзор java.util.concurrent.* tutorial 2. Trove library: using primitive collections for performance 3. Java performance tuning tips 4. Large HashMap overview 5. Memory consumption of popular Java data types 6. И, естественно, официальная документация, javadoc и исходные коды всех рассмотренных библиотек</t,></dependency></dependency></dependency></dependency></dependency></dependency></cut>