Collections Frameworkの拡張機能
このページでは、JDKバージョン5のCollections Frameworkの拡張機能について説明します。
次の3つの新しい言語機能がCollections Frameworkを飛躍的に拡張します。
- ジェネリックス - コンパイル時の型保証がCollections Frameworkに追加され、コレクションから要素を読み込むときにキャストが不要。
- 拡張されたforループ - コレクション上で対話する場合に、明示的なイテレータが不要。
- オートボクシング/アンボクシング - コレクションに挿入する場合に、プリミティブ・クラス(intなど)をラッパー・クラス(Integerなど)に自動的に変換し、コレクションから読み取る場合にラッパー・クラスのインスタンスをプリミティブ・クラスに変換する。
3つの新しいコレクション・インタフェースが提供されます。
- Queue - 処理を行う前に要素を保持するために設計されたコレクション。基本的なCollectionオペレーションだけでなく、キューは追加の挿入、抽出、および検査オペレーションを提供する。
- BlockingQueue - 要素を取り出すときに、キューを空にしないために待機するようQueueを拡張する。また、要素を格納するときにキューで利用可能になる領域を待機する(このインタフェースは、新しいjava.util.concurrentパッケージの一部になる)。
- ConcurrentMap - 基本メソッド、putIfAbsent、removeおよびreplaceを使用する、拡張Map。(このインタフェースは、java.util.concurrentの一部です)。
2つの新しい具象Queue実装が提供されます。1つの既存のList実装がQueueを実装するために改良され、1つの抽象Queue実装が提供されます。
- PriorityQueue - ヒープに基づくアンバウンド形式の優先度キュー。
- ConcurrentLinkedQueue - リンク・ノードに基づくアンバウンド形式でスレッドセーフのFIFO (先入れ先出し)キュー。(このクラスは、java.util.concurrentの一部です)。
- LinkedList - Queueインタフェースを実装するために改良。Queueインタフェースを介してアクセスされた場合、LinkedListはFIFOキューとして動作する。
- AbstractQueue - Queueの骨格実装。
5つの新しいBlockingQueue実装が提供され、そのすべてはjava.util.concurrentの一部です。
- LinkedBlockingQueue - リンク・ノードに基づくオプションのバウンド形式のFIFOブロッキング・キュー。
- ArrayBlockingQueue - 配列に基づくバウンド形式のFIFOブロッキング・キュー。
- PriorityBlockingQueue - ヒープに基づくアンバウンド形式のブロッキング優先度キュー。
- DelayQueue - ヒープに基づく時間ベースのスケジューリング・キュー。
- SynchronousQueue - BlockingQueueインタフェースを利用する簡単な認識メカニズム。
1つのConcurrentMap実装が提供されます。
- ConcurrentHashMap - ハッシュ表に基づく、高度に並列化された高性能なConcurrentMap実装。この実装は取得を実行するときにブロックせず、クライアントに更新の並行処理レベルの選択を許可します。これは、Hashtableに対するドロップイン式の置換えとして想定されました。ConcurrentMapを実装することに加えて、Hashtableに固有のすべての「レガシー」メソッドをサポートします。
特殊目的のListおよびSet実装は、読込み操作が書込み操作よりもはるかに多く、反復が同期できない、またはするべきではない場合に使用します。
- CopyOnWriteArrayList - 配列に基づくList実装。すべての変更オペレーション(add、set、removeなど)は、配列の新しいコピーの作成により実装される。反復中でも同期は不要であり、イテレータはConcurrentModificationExceptionをスローしないことが保証される。この実装はイベント・ハンドラ・リストの維持に最適(変更がまれで、トラバーサルは頻繁に発生し、時間がかかる可能性があるため)。
- CopyOnWriteArraySet - copy-on-write配列を基とするSet実装。この実装はCopyOnWriteArrayListと本質的に同様。ほとんどのSet実装と異なり、add、remove、およびcontainsメソッドでは、メソッドはセットのサイズに比例する時間が必要。この実装は、重複を回避する必要があるイベント・ハンドラ・リストの維持に最適。
特殊目的のSetおよびMap実装は、列挙型と一緒に使用します。
- EnumSet - bit-vectorを基とする高性能のSet実装。各EnumSetインスタンスのすべての要素は、単一の列挙型の要素でなければならない。
- EnumMap - 配列を基とする高性能のMap実装。各EnumMapインスタンスのすべてのキーは、単一の列挙型の要素でなければならない。
新しいラッパー実装のファミリが提供され、主にジェネリック・コレクションとともに使用されます。
- Collections.checkedInterface - 指定されたコレクションの動的型保証ビューを返し、クライアントが間違った型の要素を追加しようとした場合ClassCastExceptionをスローする。言語にあるジェネリック・メカニズムによりコンパイル時に静的な型チェックが行われるが、このメカニズムを無効化することも可能。動的型保証ビューはこの可能性を完全に解決する。
3つの新しいジェネリック・アルゴリズムと1つのコンパレータ・コンバータがCollectionsユーティリティ・クラスに追加されました。
frequency(Collection<?> c, Object o)- あるコネクションにおいて指定した要素が発生した回数を計算する。- disjoint(Collection<?> c1, Collection<?> c2) - 2つのコレクションが互いに無関係である、つまり共通の要素を含まないかどうかを判定する。
- addAll(Collection<? super T> c, T... a) - 指定された配列のすべての要素を指定したコレクションに追加する簡易メソッド。
- Comparator<T> reverseOrder(Comparator<T> cmp) - 指定されたコンパレータの逆の順序のコンパレータを返す。
Arraysユーティリティ・クラスは、すべての型の配列に対する、コンテンツベースのhashCodeおよびtoStringメソッドに装備されました。これらのメソッドは既存のequalsメソッドを補完します。入れ子になった(多次元な)配列の操作を行うために、3つのメソッドのバージョンが提供されます。それらは、deepEquals、deepHashCodeおよびdeepToStringです。任意の配列の内容を容易に出力できます。「平坦な」配列を出力するコードを次に示します。
System.out.println(Arrays.toString(a));
入れ子の(多次元な)配列を出力するコードを次に示します。
System.out.println(Arrays.deepToString(a));
Booleanは、Comparableを実装するために改良されました。