Guava 3: 集合Collections

一、引子

Guava 对JDK集合的拓展，是最成熟且最受欢迎的部分。本文属于Guava的核心，需要仔细看。

二、Guava 集合

2.1 Immutable Collections不可变集合

1.作用

用不变的集合进行防御性编程和性能提升。

2.简单使用

package guava.collect;

import com.google.common.collect.ImmutableSet;

/**
 * @author denny
 * @Description 不可变集合
 * @date 2018/7/26 下午3:16
 */
public class ImmutableCollectionsTest {
    /**
     * 1.直接申明静态集合
     */
    public static final ImmutableSet<String> COLOR_NAMES_1 = ImmutableSet.of(
        "red",
        "orange",
        "yellow",
        "green");
    /**
     * 2.防御式copy
     */
    public static final ImmutableSet<String> COLOR_NAMES_2 = ImmutableSet.copyOf(COLOR_NAMES_1);

    /**
     * 3.builder建造者模式
     */
    public static final ImmutableSet<String> COLOR_NAMES_3 = ImmutableSet.<String>builder().addAll(COLOR_NAMES_2).add("blue").build();


    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("of："+COLOR_NAMES_1);
        System.out.println("防御式copy："+COLOR_NAMES_2);
        System.out.println("建造者模式："+COLOR_NAMES_3);
        System.out.println("转换成list："+COLOR_NAMES_3.asList());
    }
}

打印：

of：[red, orange, yellow, green]
防御式copy：[red, orange, yellow, green]
建造者模式：[red, orange, yellow, green, blue]
转换成list：[red, orange, yellow, green, blue]

2.2 新集合类型

1.作用

提供multisets, multimaps, tables, bidirectional maps等，方便各种使用场景。

2.简单使用

很多类，我们只举例分析multiset、multimap接口，其它的就在测试类中体现。

multiset接口

继承自JDK:java.util.Collection接口，支持多次添加相同的元素，且无序。

当把Multiset看成普通的Collection时，它表现得就像无序的ArrayList：

• add(E)添加单个给定元素
• iterator()返回一个迭代器，包含Multiset的所有元素（包括重复的元素）
• size()返回所有元素的总个数（包括重复的元素）

当把Multiset看作Map<E, Integer>时，它也提供了符合性能期望的查询操作：

• count(Object)返回给定元素的计数。HashMultiset.count的复杂度为O(1)，TreeMultiset.count的复杂度为O(log n)。
• entrySet()返回Set<Multiset.Entry<E>>，和Map的entrySet类似。
• elementSet()返回所有不重复元素的Set<E>，和Map的keySet()类似。
• 所有Multiset实现的内存消耗随着不重复元素的个数线性增长。 

multimap接口

• 支持一个key映射多个value: k1-v1, k1-v2。
• 提供asMap()视图，返回Map<K, Collection<V>>，即k1->v集合（v1,v2）

各种multimap实现类如下：

测试类如下：

package guava.collect;

import com.google.common.collect.BiMap;
import com.google.common.collect.ClassToInstanceMap;
import com.google.common.collect.HashBasedTable;
import com.google.common.collect.HashBiMap;
import com.google.common.collect.HashMultimap;
import com.google.common.collect.HashMultiset;
import com.google.common.collect.Lists;
import com.google.common.collect.Multimap;
import com.google.common.collect.Multiset;
import com.google.common.collect.MutableClassToInstanceMap;
import com.google.common.collect.Range;
import com.google.common.collect.RangeMap;
import com.google.common.collect.RangeSet;
import com.google.common.collect.Table;
import com.google.common.collect.TreeRangeMap;
import com.google.common.collect.TreeRangeSet;

/**
 * @author denny
 * @Description 多重集合测试类
 * @date 2018/7/26 下午6:29
 */
public class MultiCollectionsTest {
    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("====1.Multiset=======");
        /** 1.Multiset 专用于统计元素出现次数 */
        Multiset<String> wordsMultiset = HashMultiset.create();
        // 添加元素
        wordsMultiset.addAll(Lists.newArrayList("a", "b", "c", "a", "b", "a"));
        //遍历不同元素集合，打印次数
        wordsMultiset.elementSet().forEach(e -> System.out.println(e + ":" + wordsMultiset.count(e)));

        System.out.println("====2.Multimap=======");
        /** 2.Multimap 1个key多value映射 */
        Multimap<String, Integer> multimap = HashMultimap.create();
        multimap.put("a", 1);
        multimap.put("b", 2);
        multimap.put("c", 3);
        multimap.put("a", 4);
        System.out.println("键-值集合映射：");
        // 键-值集合映射：asMap()转成map(key，Collection<E>),再调用map相关方法，打印
        multimap.asMap().entrySet().forEach(e -> System.out.println(e.getKey() + ":" + e.getValue()));
        System.out.println("键-单个值映射：");
        // 键-单个值映射：包括重复键
        multimap.entries().forEach(e -> System.out.println(e.getKey() + ":" + e.getValue()));

        System.out.println("====3.BiMap=======");
        /** 3.BiMap 键值反转 */
        BiMap<String, Integer> biMap = HashBiMap.create();
        biMap.put("a", 1);
        biMap.put("b", 2);
        System.out.println("键值对" + biMap);
        System.out.println("键值反转：" + biMap.inverse());

        System.out.println("====4.Table=======");
        /** 4.Table <R rowKey, C columnKey, V value> */
        Table<String, String, Integer> table = HashBasedTable.create();
        table.put("a", "b", 1);
        table.put("a", "c", 2);
        table.put("d", "b", 3);
        System.out.println(table);
        System.out.println("row a=" + table.row("a"));
        System.out.println("column b=" + table.column("b"));

        /** 5.ClassToInstanceMap 类、实例映射 */
        System.out.println("====5.ClassToInstanceMap=======");
        ClassToInstanceMap<Number> classToInstanceMap = MutableClassToInstanceMap.create();
        classToInstanceMap.putInstance(Integer.class, 1);
        classToInstanceMap.putInstance(Double.class, 2D);
        classToInstanceMap.putInstance(Long.class, 3L);
        System.out.println(classToInstanceMap);

        /** 6. RangeSet 区间运算; RangeMap 区间映射*/
        System.out.println("====6.RangeSet、RangeMap=======");
        RangeSet<Integer> rangeSet = TreeRangeSet.create();
        // [1,10]
        rangeSet.add(Range.closed(1,10));
        // 不相连区间  [1,10] [11,15)
        rangeSet.add(Range.closedOpen(11,15));
        // 相连合并[11,15）+[15,20)=[11，20），最终结果：[1,10] [11,20)
        rangeSet.add(Range.closedOpen(15,20));
        // [1,10]-(5,10)=[1,5][10,10] ,最终结果：[1,5][10,10][11,20]
        rangeSet.remove(Range.open(5,10));
        System.out.println("rangeSet="+rangeSet);
        RangeMap<Integer,String> rangeMap = TreeRangeMap.create();
        rangeMap.put(Range.closed(1,10),"区间1");
        // 不处理任何key的区间交集，只是简单映射
        rangeMap.put(Range.closed(5,20),"区间2");
        System.out.println("rangeMap="+rangeMap);
    }
}

打印日志如下：

====1.Multiset=======
a:3
b:2
c:1
====2.Multimap=======
键-值集合映射：
a:[4, 1]
b:[2]
c:[3]
键-单个值映射：
a:4
a:1
b:2
c:3
====3.BiMap=======
键值对{a=1, b=2}
键值反转：{1=a, 2=b}
====4.Table=======
{a={b=1, c=2}, d={b=3}}
row a={b=1, c=2}
column b={a=1, d=3}
====5.ClassToInstanceMap=======
{class java.lang.Integer=1, class java.lang.Double=2.0, class java.lang.Long=3}
====6.RangeSet、RangeMap=======
rangeSet=[[1..5], [10..10], [11..20)]
rangeMap=[[1..5)=区间1, [5..20]=区间2]

2.3 强大的集合工具类

1.作用

提供java.util.Collections中没有的集合工具

2.简单使用

集合接口、所属关系、Guava对应的工具映射关系如下表：

package guava.collect;

import com.google.common.base.Function;
import com.google.common.collect.ImmutableMap;
import com.google.common.collect.ImmutableSet;
import com.google.common.collect.Iterables;
import com.google.common.collect.Lists;
import com.google.common.collect.MapDifference;
import com.google.common.collect.Maps;
import com.google.common.collect.Sets;
import com.google.common.primitives.Ints;

import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/**
 * @Description 
 * @author denny
 * @date 2018/7/27 下午2:46
 */
public class UtilityClassesTest {

    public static void main(String[] args) {
        /** 1.Iterables 迭代器工具集 */
        System.out.println("=========Iterables=========");
        Iterable<Integer> concate = Iterables.concat(Ints.asList(1,2,3),Ints.asList(2,3,4));
        System.out.println("链接："+concate);
        System.out.println("元素2出现次数："+Iterables.frequency(concate,2));
        System.out.println("按照指定长度拆分集合："+Iterables.partition(concate,2));
        System.out.println("取第一个元素，为空返回默认："+Iterables.getFirst(concate,99));
        System.out.println("取最后元素："+Iterables.getLast(concate));

        /** 2.Lists 列表工具集 */
        System.out.println("=========Lists=========");
        List list = Lists.newArrayList(1,2,3,4,5);
        System.out.println("反转："+Lists.reverse(list));
        System.out.println("拆分:"+Lists.partition(list,2));

        /** 3.Sets 集合工具集 */
        System.out.println("=========Sets=========");
        Set<Integer> set1 = Sets.newHashSet(1,2,3);
        Set<Integer> set2 = Sets.newHashSet(3,4,5);
        System.out.println("并集："+Sets.union(set1,set2));
        System.out.println("交集："+Sets.intersection(set1,set2));
        System.out.println("差集（set1有set2没有）："+Sets.difference(set1,set2));
        System.out.println("并集-交集："+Sets.symmetricDifference(set1,set2));
        System.out.println("笛卡尔积："+Sets.cartesianProduct(set1,set2));
        System.out.println("全部子集：");
        Sets.powerSet(set1).forEach(System.out::println);

        /** 4.Maps 集合工具集 */
        System.out.println("=========Maps=========");
        Map<String,Integer> map1 = Maps.newHashMap();
        map1.put("a",1);
        map1.put("b",2);
        map1.put("d",5);
        Map<String,Integer> map2 = Maps.newHashMap();
        map2.put("a",1);
        map2.put("b",3);
        map2.put("c",4);
        MapDifference<String,Integer> mapDifference = Maps.difference(map1,map2);
        System.out.println("共有的："+mapDifference.entriesInCommon());
        System.out.println("key相同，value不同："+mapDifference.entriesDiffering());
        System.out.println("左边独有的："+mapDifference.entriesOnlyOnLeft());
        System.out.println("右边独有的："+mapDifference.entriesOnlyOnRight());
        // 字符串长度
        ImmutableSet<String> allColors = ImmutableSet.of("red", "green", "blue");
        ImmutableMap<Integer,String> immutableMap = Maps.uniqueIndex(allColors, input -> input.length());
        System.out.println("字符串长度作为唯一key:"+immutableMap);
    }
}

打印结果如下：

=========Iterables=========
链接：[1, 2, 3, 2, 3, 4]
元素2出现次数：2
按照指定长度拆分集合：[[1, 2], [3, 2], [3, 4]]
取第一个元素，为空返回默认：1
取最后元素：4
=========Lists=========
反转：[5, 4, 3, 2, 1]
拆分:[[1, 2], [3, 4], [5]]
=========Sets=========
并集：[1, 2, 3, 4, 5]
交集：[3]
差集（set1有set2没有）：[1, 2]
并集-交集：[1, 2, 4, 5]
笛卡尔积：[[1, 3], [1, 4], [1, 5], [2, 3], [2, 4], [2, 5], [3, 3], [3, 4], [3, 5]]
全部子集：
[]
[1]
[2]
[1, 2]
[3]
[1, 3]
[2, 3]
[1, 2, 3]
=========Maps=========
共有的：{a=1}
key相同，value不同：{b=(2, 3)}
左边独有的：{d=5}
右边独有的：{c=4}
字符串长度作为唯一key{3=red, 5=green, 4=blue}

2.4 扩展工具类

1.作用

让实现和扩展集合类变得更容易，比如创建Collection的装饰器，或实现迭代器

2.简单使用

不提供。guava本生就是JDK拓展，自己再去拓展，你再逗我吗...

三、总结

 本文根据官方文档简单理解并使用了Guava Collect包下的类，主要包含Immutable Collections不可变集合、新集合类型、集合工具类、拓展工具类。其中前三个建议使用，最后一个拓展工具类就算了吧。