Интерфейсы и коллекции в Java OTUS
2026-03-10 16:26 Diff
https://otus.ru/journal/interfejsy-i-kollekcii-v-java/image-89/

Java – популярный язык разработки, позволяющий работать, среди всего прочего, с интерфейсами и коллекциями. Соответствующие компоненты пригодятся как новичкам, так и более опытным специалистам при создании качественного программного обеспечения.

Далее предстоит изучить коллекцию set в Java, а также получше разобраться в интерфейсах и их особенностях. Соответствующие сведения ориентированы на тех, кто уже умеет немного программировать на Джаве.

Коллекция – это…

Коллекция – это набор однородных компонентов. Так называются несколько похожих друг на друга структур данных. Сложные типы, которые позволяют хранить большое количество значений – как в таблице или списке.

Для хранения данных Java использует массивы, но это не всегда удобно. Основной проблемой использования таких компонентов является фиксированная длина. Проблему удается решить за счет коллекций Джавы.

Суть гибких по размеру наборов элементов заключается в том, что классы в коллекции отвечают за реализацию различных алгоритмов и структур информации:

  • множество;
  • дерево;
  • очередь и так далее.

The collections образовывают логичную структуру. В основе каждого такого компонента языка заложено использование того или иного интерфейса. Соответствующий элемент отвечает за определение базового функционала in the collection.

Инструменты для работы с the collection собраны в Java Collection Framework (JCF). Далее предстоит изучить этот фреймворк более подробно. Особое внимание необходимо уделить set, который позволяет использовать «неупорядоченное множество».

Выше представлена структура имеющихся the collections в Java. Каждый элемент здесь имеет собственную область применения и особенности.

Кратко о каждом

Изучая interface set, необходимо рассмотреть и другие компоненты JCF. Соответствующий фреймворк включает в себя:

  1. The List – неупорядоченный список. В ней у каждого компонента имеется индекс. Дубликаты значений поддерживаются системой.
  2. The Queue. Такое название получила очередь. Соответствующий список поддерживает добавление компонентов только in the end (в конец). Удаление составляющих происходит исключительно спереди. Здесь реализуется правило «Первым пришел – первым ушел».
  3. The Deque. Это очередь и стек. Компоненты здесь можно добавлять как в начало, так и в конец. Аналогично ситуация обстоит с удалением.
  4. The Map. Пары «ключ–значение». Ключи of code уникальны. Параметры могут повторяться. В map порядок компонентов не гарантируется. Используется такая коллекция для поиска объектов по ключу.
  5. Set in Java. Коллекция, которая включает в себя (contains) неупорядоченное множество компонентов. Здесь один и тот же объект не может встречаться более одного раза. Это стандартный интерфейс, а также подтип Collection.

Далее Set будет изучен более подробно. Связано это с тем, что set interface используются в разработке очень часто.

Понятие множества

Множество – способ хранения данных. Он напоминает массив и списки. Ключевое особенностью множества является то, что оно включает в себя только уникальные значения. Именно так работает sets.

Выше – множество set, которое состоит из int. Оно включает в себя 5 компонентов. Добавить туда единицу не получится. Это связано с тем, что int = 1 уже имеется в заданном «перечне».

Set interfaces обеспечивают уникальность of the elements. Дублирующие записи в соответствующих множествах исключены.

Виды

Java new set – это интерфейс. Он поддерживает несколько реализации in the programming language:

Основных видов set три:

  • HashSet;
  • LinkedHashSet;
  • TreeSet.

Остальные множества специалистам требуются на практике редко, поэтому они изучены далее не будут.

HashSet

Interface in set часто использует класс HashSet. Он применяется для хранения информации в хеш-таблице. Так называется структура информации (structure of information), в которой все элементы (the elements) помещаются в бакеты (buckets). Они соответствуют результатам вычисления of хеш-функции.

Пример – администратор в гостинице. Он может класть ключ в коробку с номером from 1 util 9. Для этого используется алгоритм: складываются все цифры номера. Происходит это до тех пор, пока не получится одноразрядное число.

В предложенном примере заданный алгоритм расчетов – это и есть хеш-функция. Результат вычисления – это хеш-код.

В описанном примере ключ от номера 356 попадет в коробку с номером 5. В случае с комнатой 123 – в ящик с подписью 6.

Выше – наглядный пример java set of the code. Данный алгоритм применим к расчетам в случае с использованием HashSet. Аналогичным образом можно получить и другие значения.

В new HashSet string добавление (add), поиск (search), а также удаление (remove) элементов происходит за постоянное время. Количество of the element в коллекции не имеет никакого значения.

Такой метод организации позволяет хранить компоненты в произвольном порядке. Он быстро справляется с поиском. Использовать такой set interface необходимо тогда, когда порядок не имеет никакого значения, а на первое место выходит скорость. Для оптимизации поиска метод (method) HashSet хранит компоненты так, как ему удобно.

LikesHashSet и TreeSet

Второй вариант set interface – это LikesHashSet. Данный метод позволяет организовать хранение так, как изначально был добавлен элемент в множество. Он работает чуть медленнее, чем HashSet, зато является более систематизированным.

TreeSet встречается реже. Он позволяет хранить компоненты в отсортированном виде. Способ «классификации» (то, в какой форме получать и сохранять данные) разработчик определяет самостоятельно. По умолчанию при использовании The TreeSet применяется организация в естественном порядке – в форме красно-черного дерева.

Сравнение Set со списками

Set Interface и List похожи друг на друга. Соответствующие коллекции выступают в качестве некоторого набора компонентов. Они отличаются друг от друга. Ключевая разница – методы (the methods), которые содержат the Set и the List in the programming languages:

  1. В Set e новые (new) элементы не могут быть добавлены, если они уже имеются в пределах заданного множества. В списках соответствующий принцип не работает. В таких коллекциях int (integer), str (strings) и void могут встречаться более одного раза.
  2. Второй момент, на который необходимо обратить внимание – это гарантированность внутреннего порядка. Получить 100% упорядоченный «перечень» позволяет только список. Компоненты в List могут повторяться согласно установленному внутреннему порядку.

В остальном the List и the Set похожи друг на друга.

Реализации

The Set – это интерфейс. Для использования соответствующего компонента потребуется выбрать реализацию:

  • java.util.enumset;
  • java util set (hashset);
  • jawakutilklaidakes ashset;
  • util.treeset.

Каждая предложенная реализация Set ведет себя по-разному относительно порядка расположения элементов при итерации набора и времени, необходимого для вставки и доступа к компонентам в наборах.

HashSet поддерживается HashMap. Он не поддерживает никаких гарантий относительно последовательностей элементов в процессе итерации (iterator string).

LinkedHashSet в отличие от HashSet one отличается тем, что он гарантирует сохранение порядка элементов во время итерации. Он будет совпадать с их вставкой в коллекции. При повторной вставке элемента, который уже имеется в LinkedHashSet порядок не поменяется.

Tree Set int Java тоже гарантирует получение массива в определенном порядке при повторении. Таковым является порядок сортировки. Речь идет о порядке, в котором компоненты должны быть отсортированы при использовании Collections.sort для List или массива, содержащего соответствующие элементы. Порядок будет определяться либо естественным расположением (при реализации Comparable), либо конкретной реализацией Comparator.

Методы и примеры

Далее будут рассмотрены ключевые методы в set string java. К ним относят:

  • add – добавление компонента;
  • remove – удаление;
  • size – возврат размера множества;
  • contains – определение факта нахождения составляющего в множестве;
  • clear – удаление всех компонентов из коллекции;
  • isEmpty – возвращает значение true, если множество пустое.

Ниже представлены коды, которые помогут совершать различные операции в пределах коллекции.

Добавление в набор

The set поддерживает метод add. С его помощью удается добавлять новые составляющие во множество. Он унаследован непосредственно от интерфейса Collection:

Выше – три вызова упомянутого метода. Они добавляют экземпляр к String-набору.

Перебор

Перебор составляющих в the set может осуществляться несколькими способами:

  • через цикл for–each;
  • при помощи итератора, который будет получен непосредственно из the set.

При обработки итерации компонентов в the Set порядок составляющих зависит от того, какая именно реализация была использована.

Через итератор

Для выполнения итерации компонентов через итератор, потребуется сначала получить его из имеющегося набора. Для этого применяется метод iterator:

Выше – наглядный пример кода, который поможет добиться желаемого результата.

Использование цикла

Перебор может быть реализован через цикл for–each:

Set Interface будет реализовывать Iterable. Из-за этого можно перебирать компоненты набора через for–each.

Установка размера через Size

Метод size используется для того, чтобы разработчик смог установить размер набора. В качестве соответствующего параметра выступает количество компонентов, включенных во множество:

После обработки соответствующего запроса переменная, отвечающая за размер, будет иметь значение, равное 3. Результатом обработки фрагмента кода является массив с тремя добавленными компонентами.

Проверка на пустоту

Чтобы проверить множество на пустоту, достаточно использовать метод isEmpty:

После его реализации переменная isEmpty получит значение, равное «Истина». Связано это с тем, что новый the Set является пустым: в нем отсутствуют составляющие.

Еще один вариант проверки на пустоту:

Для реализации команды используется сравнение значения, возвращаемого методом size() с нулем. Как только код обработается, переменная isEmpty получит значение true. Это связано с тем, что метод set size возвращает 0.

Содержание компонента

А вот фрагмент кода, который помогает выяснить, содержится ли заданное значение (объект) во множестве:

Для о��ределения набора на факт содержания того или иного объекта требуется внутреннее выполнение итерации компонентов множества с каждым элементов, передаваемым в качестве параметра. Сравнение реализовывается при помощи метода равенства.

Интересует Java? Добро пожаловать на курс в Otus!