Java核心技术卷I：基础知识(原书第8版):13.5 遗留的集合

来源：互联网发布：黑苹果windows双系统编辑：程序博客网时间：2024/06/06 19:40

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13.5 遗留的集合

本节将讨论Java程序设计语言自问世以来就存在的集合类；Hashtable类和非常有用的子类Properties、Vector的子类Stack以及BitSet类。

13.5.1 Hashtable类

Hashtable类与HashMap类的作用一样，实际上，它们拥有相同的接口。与Vector类的方法一样。Hashtable的方法也是同步的。如果对同步性或与遗留代码的兼容性没有任何要求，就应该使用HashMap。

注释：这个类的名字是Hashtable，带有一个小写的t。在Windows操作系统下，如果使用HashTable会看到一个很奇怪的错误信息，这是因为Windows文件系统对大小写不敏感，而Java编译器却对大小写敏惑。

13.5.2 枚举

遗留集合使用Enumeration接口对元素序列进行遍历。Enumeration接口有两个方法，即hasMoreElements和nextElement。这两个方法与Iterator接口的hasNext方法和next方法十分类似。

例如，Hashtable类的elements方法将产生一个用于描述表中各个枚举值的对象：

Enumeration<Employee> e = staff.elements();

while (e.hasMoreElements()) {

Enployee employee = e.nextElenent();

}

有时还会遇到遗留的方法，其参数是枚举类型的。静态方法Collections.enumeration将产生一个枚举对象，枚举集合中的元素，例如：

List<InputStream> streams = null;

SequenceInputStream in = new SequenceInputStream(CollectTons.enumeration(streams));

// the SequenceInputStream constructor expects an enumeration

注释：在C++中，用迭代器作为参数十分普。遍幸好，在Java的编程平台中，只有极少的程序员沿用这种习惯。传递集合要比传递迭代器更为明智。集合对象的用途更大。当接受方如果需要时，总是可以从集合中获得迭代器，而且，还可以随时地使用集合的所有方法。不过，可能会在某些遗留代码中发现枚举接口，因为这是在Java SE 1.2的集合框架出现之前，它们是泛型集合唯一可以使用的机制。

API：java.util.Enumeration<E> 1.0

boolean hasMoreElements()
E nextElement()：返回被检测的下一个元素。如果hasMoreElements返回false，则不要调用这个方法。

API：java.util.Hashtable<K, V> 1.0

Enumeration<K> keys()：返回一个遍历散列表中键的枚举对象。
Enumeration<V> elements()：返回一个遍历散列表中元素的枚举对象。

API：java.util.Vector<E> 1.0

Enumeration<E> elements()：返回遍历向量中元素的枚举对象。

13.5.3 属性映射表

属性映射表（properties map）是一个类型非常恃殊的映射表结构。它有下面3个特性：

键与值都是字符串。
表可以保存到一个文件中，也可以从文件中加载。
使用一个默认的辅助表。

实现属性映射表的Java平台类称为Properties。属性映射表通常用于程序的特殊配置选项，参见第10章。

API：java.util.Properties 1.0

Properties()
Properties(Properties defaults)：创建一个带有一组默认值的空的属性映射表。
String getProperty(String key)：获得属性的对应关系，返回与键对应的字符串。如果在映射表中不存在，返回默认表中与这个键对应的字符串。
String getProperty(String key, String defaultValue)：获得在键没有找到时具有的默认值属性，它将返回与键对应的字符串，如果在映射表中不存在，就返回默认的字符串。
void load(InputStream in)：从InputStream加载属性映射表。
void store(OutputStream out, String commentString)：把属性映射表存储到OutputStream。

13.5.4 栈

从1.0版开始，标准类库中就包含了Stack类，其中有大家熟悉的push方法和pop方法。但是，Stack类扩展为Vector类，从理论角度看，Vector类并不太令人满意，它可以让栈使用不属于栈操作的insert和remove方法，即可以在任何地方进行插入或刪除操作，而不仅仅是在栈顶。

API：java.util.Stack<E> 1.0

E push(E item)
E pop()：弹出并返回栈顶的item。如果栈为空，请不要调用这个方法。
E peek()：返回栈顶元素，但不弹出。如果栈为空，请不要调用这个方法。

13.5.5 位集

Java平台的BitSet类用于存放一个位序列（它不是数学上的集，称为位向量或位数组更为合适）。如果需要高效地存储位序列（例如，标志）就可以使用位集。由于位集将位包装在字节里，所以，使用位集要比使用Boolean对象的ArrayList更加高效。

BitSet类提供了一个便于读取、设置或清除各个位的接口。使用这个接口可以避免屏蔽和其他麻烦的位操作。如果将这些位存储在int或long变量中就必须进行这些繁琐的操作。

例如，对于一个名为bucketOfBits的BitSet，

bucketOfBits.get(i)

如果第i位处于“开”状态，就返回true；否则返回false。同样地，

bucketOfBits.set(i)

将第i位置为“开”状态。最后，

bucKetOfBfts.clear(i)

将第i位置为“关”状态。

C++注释：C++位集糢板与Java平台的BitSet功能一样。

API：java.util.BitSet 1.0

BitSet(int initialCapacity)：创建一个位集
int length()：返回位集的“逻辑长度，即1加上位集的最高设置位的索引。
boolean get(int bit)
void set(int bit)
void clear(int bit)
void and(BitSet set)
void or(BitSet set)
void xor(BttSet set)
void andNot(BitSet set)：清除这个位集中对应另一个位集中设置的所有位。

“Eratosthenes筛子”基准测试

作为位集应用的一个示例，这里给出一个采用“Eratosthenes筛子”算法査找素数的实现（素数是指只能被1和本身整除的数，例如2、3或5，“Eratosthenes筛子”算法是最早发现的用来枚举这些基本数字的方法之一）。这并不是一种查找素数的最好方法，但是由于某种原因，它已经成为测试编译程序性能的一种流行的基准。（这也不是一种最好的基准测试方法，它主要用于测试位操作。）

在此，将尊重这个传统，并给出实现。其程序将计算2~2 000 000之间的所有素数（一共有148 933个素数，或许不打算把它们全部打印出来吧）。

这里并不想深入程序的细节，关键是要遍历一个拥有200万个位的位集。首先将所有的位置为“开”状态，然后，将已知素数的倍数所对应的位都置为“关”状态。经过这个操作保留下来的位对应的就是素数。例13-7是用Java程序设计语言实现的这个算法程序，而例13-8是用C++实现的这个算法程序。

注释：尽管筛选并不是一种好的基准测试方法，这里还是对这个算法的两个算法的运行时间进行了测试，下面是在1.66 GHz双核IBM ThinkPad计算机上运行时间的结果，这台计算机内存为2GB，操作系统为Ubuntu 7.04。

C++ (g++ 4.1.2): 360毫秒
Java(Java SE 6):105毫秒

我们已经对《Java核心技术》7个版本进行了这项测试，在最后的3个版本中，Java轻松地战胜了C++。公平地说，如果有人改变C++优化器的级别，将可以用60毫秒的时间战胜Java。如果程序运行的时间长到触发Hotspot即时编译器时，Java只与C++打个平手。

例13-7 Sieve.java

import java.util.*;

/**

* This program runs the Sieve of Erathostenes benchmark. It computes all primes

* up to 2,000,000.

* @version 1.21 2004-08-03

* @author Cay Horstmann

public class Sieve {

public static void main(String[] s) {

int n = 2000000;

long start = System.currentTimeMillis();

BitSet b = new BitSet(n + 1);

int count = 0;

int i;

for (i = 2; i <= n; i++)

b.set(i);

i = 2;

while (i * i <= n) {

if (b.get(i)) {

count++;

int k = 2 * i;

while (k <= n) {

b.clear(k);

k += i;

}

i++;

}

while (i <= n) {

if (b.get(i))

count++;

i++;

}

long end = System.currentTimeMillis();

System.out.println(count +" primes");

System.out.println((end - start) +" milliseconds");

}

例13-8 Sieve.cpp

/**

@version 1.21 2004-08-03

@author Cay Horstmann

#include <bitset>

#include <iostream>

#include <ctime>

using namespace std;

int main()

{

const int N = 2000000;

clock_t cstart = clock();

bitset<N + 1> b;

int count = 0;

int i;

for (i = 2; i <= N; i++)

b.set(i);

i = 2;

while (i * i< = N)

{

if (b.test(i))

{

count++;

int k = 2 * i;

while (k <= N)

{

b.reset(k);

k += i;

}

i++;

}

while (i< = N)

{

if (b.test(i))

count++;

i++;

}

clock_t cend = clock();

double millis = 1000.0 * (cend - cstart) / CLOCKS_PER_SEC;

cout << count << " primes\n" << millis <<" milliseconds\n";

return 0;

}

到此为止，Java集合框架的旅程就结束了，正如所看到的，Java类库提供了大量的集合类以适应程序设计的需要。在本书的最后—章，将讨论非常重要的并发程序设计。

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