J2SE 5.0引入了許多新型的集合API-你需要了解它們以便能夠正確地實現泛型定制的集合-它可以無縫地與多種類型和新型的"for each"結構一起工作。本文將向你展示示怎樣創建與J2SE最新特征相兼容的集合。
一、創建支持泛型的類
首先，你必須學習如何創建一個允許存在"泛型類型"的類。這意味著無論何時實例化你的類，你都能夠指定一個或多個Java類型與該類相關聯。為了說明這個問題，請考慮列表1中的一個簡單示例類。
注意，列表1中的類是如何聲明的。它在尖括號之間指定三個泛型。這些泛型是真實類型的占位符。當你聲明一個這種類型的類時，你可以指定一個類來代替ONE，TWO和THREE。如果你不這樣做，那麼該類將使用Object的默認類型。
這個類顯示出怎樣設計一個類來接收三個泛型類型。當你創建一個這種類型的類時你要支持准確的類型。
列表1.泛型類:
package com.heatonresearch.examples.collections;
public class Example<ONE, TWO, THREE> {
private ONE one;
private TWO two;
private THREE three;
public ONE getOne() { return one; }
public void setOne(ONE one) { this.one = one; }
public THREE getThree() { return three; }
public void setThree(THREE three) { this.three = three; }
public TWO getTwo() { return two; }
public void setTwo(TWO two) { this.two = two; }
public static void main(String args[]) {
Example<Double, Integer, String> example = new
Example<Double, Integer, String>();
example.setOne(1.5);
example.setTwo(2);
example.setThree("Three");
}
}
下面是如何實例化一個Example類型的類的情形：
Example example=new Example();
前面的代碼將代替具體的Double，Integer和String類型-相當於在列表1中的"ONE"、"TWO"和"THREE"占位符。你可以看到這些變量都有這些類型，通過下面三行設置它們的值。
example.setOne(1.5);
example.setTwo(2);
example.setThree("Three");
現在，既然你已經知道如何創建一個使用泛型的定制類，那麼創建一個使用泛型的定制集合類則更為簡單些。
二、創建一個Queue類
一個隊列是一個很有用的數據結構。為了理解一個隊列的功能，你可以想像在一個娛樂公園人們排隊騎馬的情形。人們從隊的後面進入到隊中。為此，他們等待而最後到達隊伍的前端。其順序不能改變。
這種情形可以被應用到一個隊列類上去。它共有兩個方法，分別是"push"和"pop"。你使用push方法來把對象放置到隊列中，而使用pop方法從隊列中刪除一項。例如，如果你使用push方法把三個對象添加到隊列上，那麼連續調用pop三次將以同樣順序從隊列中刪除這三個元素。這正與娛樂公園的情形相一致。如果有三個人以一特定的順序進入隊中，他們將以相同的順序得到騎馬娛樂。
下列代碼顯示出怎麼實現一個使用泛型的Java隊列。
package com.heatonresearch.examples.collections;
import java.util.*;
public class Queue {
private ArrayList list = new ArrayList();
public void push(T obj) { list.add(obj); }
public T pop() throws QueueException {
if (size() == 0)
throw new QueueException(
"Tried to pop something from the queue, " +
"when it was empty");
T result = list.get(0);
list.remove(0);
return result;
}
public boolean isEmpty() { return list.isEmpty(); }
public int size() { return list.size(); }
public void clear() { list.clear(); }
}
前面的代碼聲明了隊列類，這樣它可以接收一個泛型類型。
public class Queue
泛型類型"T"是該類類型-它將被放入到該隊列中去。為了把這些項存儲到一個隊列中，該類還要創建一個接收"T"類型的ArrayList。
push方法很簡單的。它接收單一的類型為泛型"T"的對象，並且把它添加到ArrayList上。
pop方法稍微復雜些。首先，如果你要從隊列中彈出一個對象，並且如果在隊列中沒有對象，那麼該類將拋出一個QueueException類型的異常。下面是QueueException類。
package com.heatonresearch.examples.collections;
public class QueueException extends Exception {
public QueueException(String msg) {
super(msg);
}
}
下面是拋出QueueException類型異常的代碼：
if (size() == 0)
throw new QueueException("Tried to pop something from the queue, " +
"when it was empty");
如果隊列不空，該方法將從隊列中檢索最後一個元素，在一個名叫result的變量中存儲它，然後從該列表中刪除這個項。下面幾行代碼實現了這一功能：
T result = list.get(0);
list.remove(0);
return result;
注意，該臨時變量也是泛型類型"T"。當這個類與真實的代表泛型類型的Java類型一起使用時，為了實現最大程度上的兼容性，無論你何時存取這些變量，確保總是使用泛型類型是非常重要的。
三、測試Queue類
下列類用於測試"泛型"隊列。
package com.heatonresearch.examples.collections;
public class TestQueue {
public static void main(String args[]) {
Queue<Integer> queue = new Queue<Integer>();
queue.push(1);
queue.push(2);
queue.push(3);
try {
System.out.println("Pop 1:" + queue.pop());
System.out.println("Pop 2:" + queue.pop());
System.out.println("Pop 3:" + queue.pop());
}
catch (QueueException e) { e.printStackTrace(); }
}
}
前面的代碼中創建的隊列僅接收整型對象。
Queue<Integer> queue = new Queue<Integer>();
接下來的測試把三個整數添加到該隊列上。
queue.push(1);
queue.push(2);
queue.push(3);
注意，添加到該隊列中的這些數字都是原始的類型。因為J2SE的自動裝箱特性，這些原始的int類型被自動地轉變成Integer對象。
接下來，該測試使用pop方法檢索對象。在該隊列為空的情況下，該測試捕獲到QueueException異常。從隊列中彈出三個數字的結果是：
1
2
3
盡管在這裡作為一接收的整數隊列顯示，但是因為泛型，所以隊列類對於任何Java對象情況都能正常工作。
四、創建一個可預知的Stack集合
這裡是一個更復雜的集合類型-它實現了一個堆棧以使你在實際刪除一個對象之前能夠預知或"可偷看"。你可以或者通過使用一個迭代算子或使用J2SE 5.0的新的"for each"結構語句來進行預知。
這個PeekableStack類是一個先進後出（FILO）棧-讓你遍歷當前棧中的內容。它的實現使用了兩個類。首先，PeekableStack類實現實際的棧部分。其次，PeekableStackIterator類實現一個"Java標准的"Iterator類-你可以用它來遍歷整個棧。列表2（見所附源代碼文件）顯示出PeekableStack類的具體編碼。
注意，列表2中的PeekableStack類實現了Iterable接口。這對於支持新型的J2SE 5.0"for-each"結構語句是必要的。該Iterable接口用於指定你的集合支持"iterator"方法-它返回一個迭代算子。如果沒有這個接口，你的類將無法與新型的"for-each"結構語句相兼容。
這個可預知的棧包含push和pop方法，就象隊列一樣。該push方法僅僅是比隊列稍微復雜些。而push方法負責把對象添加到棧上去並增加版本數（version）。
這個version變量允許PeekableStackIterator類保證沒有修改操作發生。在迭代算子創建時，這個算子保留一份當前版本數。如果棧上通過調用push方法發生任何變化，那麼這個版本數就不會匹配；此不匹配將導致算子拋出一個ConcurrentModificationException異常。
pop方法稍微復雜些。首先，它必須決定在該列表中的最後一個元素，這是通過獲得列表的大小並且減去1而得到的。
int last = list.size() - 1;
如果這個結果是一個小於零的數字，那麼該棧就是空的，因此pop方法就返回null。
if (last < 0) return null;
如果在棧中存在最後一個元素，那麼就從列表中檢索它。在從列表中成功地檢索這個項後，你可以把它刪除。
T result = list.get(last);
list.remove(last);
最後，返回從列表中檢索的對象。
return result;
為支持"for each"迭代，PeekableStack類的iterator方法返回一個"Java標准的"Iterator類-你可以用它來遍歷包含在棧中的所有對象。iterator方法創建一個新的iterator並且返回之。
PeekableStackIterator peekableStackIterator=new
PeekableStackIterator(this, list);
如你所見，該iterator類接收當前棧和棧的項目列表作為構造器參數。這些值將為PeekableStackIterator所用-下一節將討論之。
五、創建一個可預知的Stack迭代算子
如果PeekableStack類將要同Java中新的"for each"結構語句一起使用，那麼你必須創建一個"Java標准的"Iterator。列表3顯示出一個PeekableStackIterator類的實現。
在列表3中，迭代子實際上並沒有以任何方式改變棧的值；代之的是，該迭代子追蹤它在元素列表中的當前位置並且總是返回下一個元素。因為這個信息被存儲在iteration類本身，所以有可能存在多個算子運行於相同的棧上。
下列程序用於測試可預知的棧。
package com.heatonresearch.examples.collections;
import java.util.*;
public class TestPeekableStack {
public static void main(String args[]) {
PeekableStack<Integer> stack = new
PeekableStack<Integer>();
stack.push(1);
stack.push(2);
stack.push(3);
for (int i : stack) { System.out.println(i); }
System.out.println("Pop 1:" + stack.pop());
System.out.println("Pop 2:" + stack.pop());
System.out.println("Pop 3:" + stack.pop());
}
}
如你所見，有三個項被添加到棧上去。然後，這三個項被使用新的"for each"結構語句顯示出來。
for( int i: stack)
{
System.out.println( i );
}
因此，你看到怎樣成功地實現一集合-它支持新型的J2SE慣例-既有泛型也有"for each"結構語句。如你所見，創建與J2SE 5.0中新型的結構相兼容的集合是相當容易的-這只需要利用泛型並且實現恰當的接口即可。你會發現這樣的集合類被無縫地集成到J2SE 5.0中。
