Массивы и коллекции в Java
В языке Java есть два типа конструкций, предназначенных для хранения нескольких значений или объектов одного типа: массивы и коллекции (для моделей системной динамики AnyLogic также предлагает тип HyperArray — специальный тип коллекции, состоящей из динамических переменных).
Массив или коллекция? Массивы — это простые конструкции фиксированного размера, и поэтому они могут хранить только заданное количество элементов. Массивы встроены в ядро языка Java, и используемый при работе с ними синтаксис Java очень прост и понятен. Например, чтобы получить элемент массива с номером n , вам нужно вызвать функцию array[n] . Коллекции — это более сложный, но в то же время более гибкий тип данных. Прежде всего, размер коллекции можно изменять: вы можете добавлять в коллекцию любое количество элементов. Коллекции автоматически обрабатывают удаление элемента из любой позиции. В языке Java существует несколько типов коллекций с различной внутренней структурой хранения (линейная, список, хэш-набор, дерево элементов и другие). Вы можете выбрать тот тип коллекции, который лучше подходит для вашей задачи, чтобы наиболее часто используемые вами операции выполнялись наиболее эффективно. Коллекции — это Java классы, и для получения, например, n ого элемента из коллекции collection типа ArrayList нужно будет вызвать метод collection.get(n) .
Массивы и коллекции Java
Обратите внимание, что индексы в массивах и коллекциях Java начинаются с 0, а не с 1! В массиве или коллекции, состоящей из 10 элементов, индекс первого элемента 0, а последнего 9.
Difference between Arrays and Collection in Java
An array in Java is a group of like-typed variables referred to by a common name. Arrays in Java work differently than they do in C/C++. Following are some important points about Java arrays. On the other hand, any group of individual objects which are represented as a single unit is known as the collection of the objects. In Java, a separate framework named the “Collection Framework” has been defined in JDK 1.2 which holds all the collection classes and interface in it.
The most essential thing while dealing Collection is to have super strong grasp of Collection framework which in one go is depicted via below image as follows:
Java
[Ljava.lang.String;@3d075dc0 [g, e, e, k, s]
Now after having understanding of Arrays and Collection, let us now tabulate differences between them which is as follows:
| Arrays | Collection | |
|---|---|---|
| 1 | Arrays are fixed in size that is once we create an array we can not increased or decreased based on our requirement. | Collection are growable in nature that is based on our requirement. We can increase or decrease of size. |
| 2 | Write in memory Arrays are not recommended to use. | Write in memory collection are recommended to use. |
| 3 | With respect to performance Arrays are recommended to use. | With respect to performance collection are not recommended to use. |
| 4 | Arrays can hold only homogeneous data types elements. | Collection can hold both homogeneous and heterogeneous elements. |
| 5 | There is no underlying data structure for arrays and hence ready made method support is not available. | Every collection class is implemented based on some standard data structure, and hence, ready-made method support is available for every requirement. As performance is crucial, we can use these methods directly, and we are not responsible for implementing them. |
| 6 | Arrays can hold both object and primitive data type . | Collection can hold only object types but not primitive datatypes such as int, long, short, etc. |
Что могут спросить на собеседовании: структуры данных в Java. Часть 1
Привет! Как ни крути, вам не стать разработчиком без успешного прохождения входного технического собеседования. 
Технологий, связанных с Java, очень много, и выучить все невозможно. Что-то специфическое, как правило, на собеседованиях спрашивают только в том случае, если ищут разработчика с хорошим опытом в каком-то важном для проекта фреймворке. Если это так, вас будут гонять по этому фреймворку во весь рост, вы уж не сомневайтесь.
Но мы сейчас говорим о базе, которую должен знать каждый Java developer. О тех классических знаниях, с которых все и начинается. Сегодня хотелось бы затронуть одну из основополагающих тем любого собеседования — структуры данных в Java . Итак, вместо хождения вокруг да около, мы начнем. Ловите список вопросов, которые могут вам задать по этой теме на собеседовании.
1. Расскажите немного о структурах данных
- массивы,
- стеки,
- очереди,
- связанные списки,
- графы,
- деревья,
- префиксные деревья,
- хэш таблицы.
2. Что вы знаете о Массивах?
Массив — это контейнер для хранения однотипных значений, количество которых было задано заранее. Пример создания массива со строковыми значениями:
При создании массива выделяется память под все его элементы: чем больше ячеек под элементы задано изначально, тем больше будет выделено памяти. Если создается пустой массив с некоторым количеством ячеек, то всем элементам массива будут присваиваться значения по умолчанию. Например:
Так, для массива с элементами типа boolean начальные ( default ) значения будут равны false , для массивов с числовыми значениями — 0, с элементами типа char — \u0000 . Для массива типа класса (объекты) — null (не пустые строки — “” а именно null ). То есть, в примере выше все значения массива arr будут равны 0 до тех пор, пока они не будут непосредственно заданы. В отличие от коллекций, массивы не являются динамическими. После объявления массива определенного размера сам размер нельзя изменить. Чтобы добавить новый элемент в массив, необходимо создать новый массив большего размера и скопировать в него все элементы со старого (это принцип работы ArrayList). Есть один момент, который знают не все и на котором вас могут неплохо подловить. В Java есть два вида переменных — простые типы и ссылки на полноценные объекты. К какому из них относятся массивы? Например, вот:
Вроде бы все просто — это 10 элементов int . Получается, можно сказать, что это простой тип? Как бы не так. В Java массивы являются объектами, динамически создаются и могут быть назначены переменным типа Object. Все методы класса Object можно вызвать в массиве. Поэтому мы можем даже написать:
Object arr = new int[]; System.out.println(arr.toString()); Подробнее об особенностях массивов в Java рассказывается в этой статье o Java Array. Чтобы закрепить знания, можно решить несколько задач из этой подборки.
3. Расскажите об иерархии коллекций
Коллекции используются в ситуациях, когда нужна гибкость при работе с данными. Коллекции могут добавлять элемент, удалять элемент и выполнять множество других операций. В Java есть множество различных реализаций, а нам нужно всего лишь выбрать правильную коллекцию для текущей ситуации. Как правило, когда вы упоминаете интерфейс Collection , вас просят перечислить некоторые его реализации и отношение с Map . Что ж, давайте разбираться. Итак, Collection и Map — это две разные иерархии для структур данных. Как выглядит иерархия Collection :Интерфейс Collection является ключевым верховным звеном с перечнем базовых методов, от которого и берут начало три базовых вида структур данных — Set , List , Queue . Set — интерфейс, представляющий собой совокупность объектов, в которой каждый объект является уникальным. List — интерфейс, представляющий упорядоченную последовательность объектов, которая называется списком. Queue — интерфейс, отвечающий за структуры, которые организованы в виде очереди (последовательное хранение элементов). Как говорилось раньше, Map является отдельной иерархией: Map — интерфейс, представляющий словарь, в котором элементы содержатся в виде пар «ключ-значение». При этом все ключи (K) уникальные в пределах объекта Map . Данный вид коллекции облегчает поиск элемента, если нам известен ключ — уникальный идентификатор объекта.
4. Что вы знаете о Set?
Как говорилось ранее, данная коллекция представляет множество уникальных элементов. Иначе говоря, один и тот же объект не может встречаться в Java Set более одного раза. Также хотелось бы обозначить, что из Set мы не можем вытащить элемент по номеру (индексу) — только перебором. Важно то, что разные реализации Set имеют разный способ структуризации данных. Конкретные реализации мы и рассмотрим далее. Итак, основные реализации Set : HashSet — множество, которое основано на хеш-таблице, что в свою очередь помогает при поиске. Использует хеш-функцию, которая улучшает производительно при поиске и вставке. Независимо от количества элементов, в основном, вставка и поиск (иногда и удаление) выполняются за время, близкое к постоянному — O(1). Подробнее с хеш-функцией мы ознакомимся чуть позже. Также хотелось бы отметить, что HashSet содержит в себе HashMap , в котором и происходит вся магия. Вот подробная статья о HashSet в Java. LinkedHashSet — данный класс расширяет HashSet , при этом не добавляя никаких новых методов. Как и LinkedList , данный класс поддерживает связный список элементов набора в том порядке, в котором они вставлялись. Это позволяет организовать необходимый порядок в данной реализации Set . Класс TreeSet создает множество, которое для организации структуры хранения элементов основано на красно-черном дереве. Другими словами, в данном множестве мы можем сортировать элементы в возрастающем порядке. Если мы используем некоторые стандартные объекты из “коробки”, например, Integer , то для выстраивания множества Integer в возрастающем порядке нам ничего и не нужно делать:
TreeSet set = new TreeSet<>(); set.add(4); set.add(2); set.add(3); set.add(1); System.out.println(set); То есть, в данном set числа хранятся в отсортированном виде. Если мы будем использовать элементы String в TreeSet , они будут отсортированы, но по алфавиту. Ну а что если у нас есть некоторый стандартный (пользовательский) класс? Каким образом объекты данного класса будет структуризировать TreeSet ? Если мы попробуем задать произвольный объект в данный Set :
TreeSet set = new TreeSet<>(); set.add(new Cat(4, "Мурзик")); set.add(new Cat(2, "Барсик")); set.add(new Cat(3, "Гарфилд")); System.out.println(set); Мы получим ClassCastException , так как TreeSet не знает, как сортировать объекты данного типа. В таком случае нужно, чтобы наш кастомный объект реализовал интерфейс Comparable , и его метод compareTo :
public class Cat implements Comparable < int age; String name; public Cat(int age, String name) < this.age = age; this.name = name; >@Override public int compareTo(Cat cat) < return age >cat.age ? 1 : -1; > @Override public String toString() < return "Cat'; > > - 1, если текущий (this) объект считается большим;
- -1, если текущий объект считается меньшим, чем тот, который пришел аргументом;
- 0, если объекты равны (в данном случае мы это не используем).
Другой способ — создание отдельного класса, ответственного за сортировку, который реализует интерфейс comparator и его метод compare :
public class CatComparator implements Comparator < @Override public int compare(Cat o1, Cat o2) < return o1.age >o2.age ? 1 : -1; > > TreeSet set = new TreeSet<>(new CatComparator()); После этого все объекты класса Cat , попавшие в TreeSet , будут отсортированы с помощью класса Cat Comparator . Больше о Comparator и Comparable в Java можно узнать из этой статьи.
5. Расскажите о Queue
- add и offer — вставляет элемент в конец очереди,
- remove — извлекает и удаляет заголовок этой очереди,
- peek — извлекает, но не удаляет заголовок очереди.