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| author | Sven Eisenhauer <sven@sven-eisenhauer.net> | 2023-11-10 15:11:48 +0100 |
|---|---|---|
| committer | Sven Eisenhauer <sven@sven-eisenhauer.net> | 2023-11-10 15:11:48 +0100 |
| commit | 33613a85afc4b1481367fbe92a17ee59c240250b (patch) | |
| tree | 670b842326116b376b505ec2263878912fca97e2 /Master/Reference Architectures and Patterns/hjp5/html/k100098.html | |
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| -rw-r--r-- | Master/Reference Architectures and Patterns/hjp5/html/k100098.html | 273 |
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diff --git a/Master/Reference Architectures and Patterns/hjp5/html/k100098.html b/Master/Reference Architectures and Patterns/hjp5/html/k100098.html new file mode 100644 index 0000000..cf82890 --- /dev/null +++ b/Master/Reference Architectures and Patterns/hjp5/html/k100098.html @@ -0,0 +1,273 @@ +<html>
+<head>
+<title>
+Handbuch der Java-Programmierung, 5. Auflage
+</title>
+</head>
+<body>
+<a name="startofbody"></a>
+<script language="JavaScript" src="hjp4lib.js">
+</script>
+<script language="JavaScript">
+installKbdHandler("97,#startofbody;101,#endofbody;116,cover.html;122,k100003.html;115,search.html;105,index.html;100,JDKDOCS;112,APIDOCS;104,k100097.html;106,k100097.html;107,k100099.html;108,k100107.html");
+</script>
+<table border=0 cellpadding=0 cellspacing=1 width="100%">
+<tr bgcolor="#EEFFCC">
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="cover.html"> Titel </a>
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100003.html"> Inhalt </a>
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="search.html"> Suchen </a>
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="index.html"> Index </a>
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="../jdkdocs/index.html" onClick="this.href=getDocIndex()"> DOC </a>
+<td align="right">Handbuch der Java-Programmierung, 5. Auflage
+<tr bgcolor="#EEFFCC">
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100097.html"> << </a>
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100097.html"> < </a>
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100099.html"> > </a>
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100107.html"> >> </a>
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="../jdkdocs/api/index.html" onClick="this.href=getApiIndex()"> API </a>
+<td align="right">Kapitel 15 - Collections II
+</table>
+<hr>
+
+
+<!-- Section -->
+<a name="sectlevel2id015001"></a>
+<h2>15.1 Grundlagen und Konzepte </h2>
+<hr>
+<ul>
+<li><a href="k100098.html#sectlevel2id015001">15.1 Grundlagen und Konzepte</a>
+</ul>
+<hr>
+
+<p>
+Wie in <a href="k100090.html#kapitelcollections1">Kapitel 14</a> erläutert,
+gibt es seit dem JDK 1.0 die »traditionellen« Collections
+mit den Klassen <a href="index_v.html#ixb100120"><font color=#000080><tt>Vector</tt></font></a>,
+<a href="index_s.html#ixb100674"><font color=#000080><tt>Stack</tt></font></a>,
+<a href="index_d.html#ixb100675"><font color=#000080><tt>Dictionary</tt></font></a>,
+<a href="index_h.html#ixb100419"><font color=#000080><tt>Hashtable</tt></font></a>
+und <a href="index_b.html#ixb100676"><font color=#000080><tt>BitSet</tt></font></a>.
+Obwohl sie ihren Zweck durchaus erfüllen, gab es einige Kritik
+am Collections-Konzept des JDK 1.0. Zunächst wurde die geringe
+Vielseitigkeit kritisiert, etwa im Vergleich zum mächtigen Collection-Konzept
+der Sprache SmallTalk. Zudem galten die JDK-1.0-Collections als nicht
+sehr performant. Fast alle wichtigen Methoden sind <a name="ixa100919"><a href="index_s.html#ixb100715"><font color=#000080><tt>synchronized</tt></font></a></a>,
+und als generische Speicher von Elementen des Typs <a href="index_o.html#ixb100224"><font color=#000080><tt>Object</tt></font></a>
+ist bei jedem Zugriff ein Typecast bzw. eine Typüberprüfung
+notwendig (wir kommen auf diese Begriffe in <a href="k100143.html#kapitelmultithreading">Kapitel 22</a>
+zurück). Zudem gab es Detailschwächen, die immer wieder
+kritisiert wurden. Als Beispiel kann die Wahl der Methodennamen des
+<a href="index_e.html#ixb100122"><font color=#000080><tt>Enumeration</tt></font></a>-Interfaces
+genannt werden. Oder die Implementierung der Klasse <a href="index_s.html#ixb100674"><font color=#000080><tt>Stack</tt></font></a>,
+die als Ableitung von <a href="index_v.html#ixb100120"><font color=#000080><tt>Vector</tt></font></a>
+weit über ihr eigentliches Ziel hinausschießt.
+
+<p>
+Diese Kritik wurde von den Java-Designern zum Anlaß genommen,
+das Collection-Konzept im Rahmen der Version 1.2 neu zu überdenken.
+Herausgekommen ist dabei eine Sammlung von gut 20 Klassen und Interfaces
+im Paket <a name="ixa100920"><a href="index_j.html#ixb100127"><font color=#000080><tt>java.util</tt></font></a></a>,
+die das Collections-Framework des JDK 1.2 bilden. Wer bei dieser Zahl
+erschreckt, sei getröstet. Letztlich werden im wesentlichen die
+drei Grundformen <a name="ixa100921"><a href="index_s.html#ixb100716"><font color=#000080><tt>Set</tt></font></a></a>,
+<a name="ixa100922"><a href="index_l.html#ixb100717"><font color=#000080><tt>List</tt></font></a></a>
+und <a name="ixa100923"><a href="index_m.html#ixb100718"><font color=#000080><tt>Map</tt></font></a></a>
+realisiert. Die große Anzahl ergibt sich aus der Bereitstellung
+verschiedender Implementierungsvarianten, Interfaces und einiger abstrakter
+Basisklassen, mit denen die Implementierung eigener Collections vereinfacht
+werden kann. Wir wollen uns zunächst mit der grundlegenden Arbeitsweise
+der Collection-Typen vertraut machen:
+<ul>
+<li>Eine <a href="index_l.html#ixb100717"><font color=#000080><tt>List</tt></font></a>
+ist eine beliebig große Liste von Elementen beliebigen Typs,
+auf die sowohl wahlfrei als auch sequenziell zugegriffen werden kann.
+<li>Ein <a href="index_s.html#ixb100716"><font color=#000080><tt>Set</tt></font></a>
+ist eine (doublettenlose) Menge von Elementen, auf die mit typischen
+Mengenoperationen zugegriffen werden kann.
+<li>Eine <a href="index_m.html#ixb100718"><font color=#000080><tt>Map</tt></font></a>
+ist eine Abbildung von Elementen eines Typs auf Elemente eines anderen
+Typs, also eine Menge zusammengehöriger Paare von Objekten.
+</ul>
+
+<p>
+Jede dieser Grundformen ist als Interface unter dem oben angegebenen
+Namen implementiert. Zudem gibt es jeweils eine oder mehrere konkrete
+Implementierungen. Sie unterscheiden sich in den verwendeten Datenstrukturen
+und Algorithmen und damit in ihrer Eignung für verschiedene Anwendungsfälle.
+Weiterhin gibt es eine abstrakte Implementierung des Interfaces, mit
+dessen Hilfe das Erstellen eigener Collections erleichtert wird.
+<p>
+<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
+<tr>
+<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#FF9900"><img src="trp1_1.gif"></td>
+<td><img src="trp1_1.gif" width=1></td>
+<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#FF9900"><img src="trp1_1.gif"></td>
+<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
+<td valign=top width=1000>
+
+<p>
+Im Gegensatz zu den 1.1-Klassen sind die Collections des JDK 1.2 aus
+Performancegründen durchgängig unsynchronisiert. Soll also
+von mehr als einem Thread gleichzeitig auf eine Collection zugegriffen
+werden (Collections sind häufig Kommunikationsmittel zwischen
+gekoppelten Threads), so ist unbedingt darauf zu achten, die Zugriffe
+selbst zu synchronisieren. Andernfalls können leicht Programmfehler
+und Dateninkonsistenzen entstehen. Wie Sie den Zugriff auf die Klassen
+des Collection Frameworks synchronisieren erfahren Sie in <a href="k100104.html#subsectionsynccollections">Abschnitt 15.7.2</a>.</td>
+<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
+<td valign=top>
+<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#FF9900">
+<tr>
+<td><font color="#FFFFFF"> JDK1.1-6.0 </font></td>
+</tr>
+</table>
+</td>
+<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#FF9900"><img src="trp1_1.gif"></td>
+</tr>
+</table>
+
+<p>
+Die Namensgebung der Interfaces und Klassen folgt einem einfachen
+Schema. Das Interface hat immer den allgemein verwendeten Namen der
+zu implementierenden Collection, also beispielsweise <a href="index_l.html#ixb100717"><font color=#000080><tt>List</tt></font></a>,
+<a href="index_s.html#ixb100716"><font color=#000080><tt>Set</tt></font></a>
+oder <a href="index_m.html#ixb100718"><font color=#000080><tt>Map</tt></font></a>.
+Jede Implementierungsvariante stellt vor den Namen dann eine spezifische
+Bezeichnung, die einen Hinweis auf die Art der verwendeten Datenstrukturen
+und Algorithmen geben soll. So gibt es für das Interface <a href="index_l.html#ixb100717"><font color=#000080><tt>List</tt></font></a>
+beispielsweise die Implementierungsvarianten <a name="ixa100924"><a href="index_l.html#ixb100695"><font color=#000080><tt>LinkedList</tt></font></a></a>
+und <a name="ixa100925"><a href="index_a.html#ixb100719"><font color=#000080><tt>ArrayList</tt></font></a></a>
+sowie die abstrakte Implementierung <a name="ixa100926"><a href="index_a.html#ixb100720"><font color=#000080><tt>AbstractList</tt></font></a></a>.
+Wenn man dieses Schema einmal begriffen hat, verliert der »Collection-Zoo«
+viel von seinem Schrecken.
+
+<p>
+Die Interfaces spielen eine wichtige Rolle, denn sie beschreiben bereits
+recht detailliert die Eigenschaften der folgenden Implementierungen.
+Dabei wurde im JDK 1.2 eine weitreichende Design-Entscheidung getroffen.
+Um nicht für jede denkbare Collection-Klasse ein eigenes Interface
+definieren zu müssen, wurde ein Basisinterface <a name="ixa100927"><a href="index_c.html#ixb100721"><font color=#000080><tt>Collection</tt></font></a></a>
+geschaffen, aus dem die meisten Interfaces abgeleitet wurden. Es fasst
+die wesentlichen Eigenschaften einer großen Menge unterschiedlicher
+Collections zusammen:
+<p>
+<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#EEFFCC">
+<tr>
+<td valign=top width=100%>
+<font color="#660066">
+<pre>
+int size()
+boolean isEmpty()
+boolean contains(Object o)
+Iterator iterator()
+Object[] toArray()
+Object[] toArray(Object[] a)
+boolean add(Object o)
+boolean remove(Object o)
+boolean containsAll(Collection c)
+boolean addAll(Collection c)
+boolean removeAll(Collection c)
+boolean retainAll(Collection c)
+void clear()
+boolean equals(Object o)
+int hashCode()
+</pre>
+</font>
+</td>
+<td valign=top>
+<a href="../jdkdocs/api/java/util/Collection.html" onClick="this.href=getApiDoc('java.util.Collection')"><font color="#660066" size=-1>java.util.Collection</font></a></td>
+</tr>
+</table>
+
+<p>
+Zusätzlich fordert die JDK-1.2-Spezifikation für jede Collection-Klasse
+zwei Konstruktoren (was ja leider nicht im Rahmen der Interface-Definition
+sichergestellt werden kann). Ein parameterloser Konstruktor wird verwendet,
+um eine leere Collection anzulegen. Ein weiterer, der ein einzelnes
+<a href="index_c.html#ixb100721"><font color=#000080><tt>Collection</tt></font></a>-Argument
+besitzt, dient dazu, eine neue Collection anzulegen und mit allen
+Elementen aus der als Argument übergebenen Collection zu füllen.
+Die Interfaces <a href="index_l.html#ixb100717"><font color=#000080><tt>List</tt></font></a>
+und <a href="index_s.html#ixb100716"><font color=#000080><tt>Set</tt></font></a>
+sind direkt aus <a href="index_c.html#ixb100721"><font color=#000080><tt>Collection</tt></font></a>
+abgeleitet, <a name="ixa100928"><a href="index_s.html#ixb100722"><font color=#000080><tt>SortedSet</tt></font></a></a>
+entstammt ihr (als Nachfolger von <a href="index_s.html#ixb100716"><font color=#000080><tt>Set</tt></font></a>)
+mittelbar. Lediglich die Interfaces <a href="index_m.html#ixb100718"><font color=#000080><tt>Map</tt></font></a>
+und das daraus abgeleitete Interface <a name="ixa100929"><a href="index_s.html#ixb100723"><font color=#000080><tt>SortedMap</tt></font></a></a>
+wurden nicht aus <a href="index_c.html#ixb100721"><font color=#000080><tt>Collection</tt></font></a>
+abgeleitet.
+
+<p>
+Der Vorteil dieses Designs ist natürlich, dass eine flexible
+Schnittstelle für den Umgang mit <i>Mengen von Objekten</i> zur
+Verfügung steht. Wenn eine Methode einen Rückgabewert vom
+Typ <a href="index_c.html#ixb100721"><font color=#000080><tt>Collection</tt></font></a>
+besitzt, können die Aufrufer dieser Methode auf die zurückgegebenen
+Elemente - unabhängig vom Typ der tatsächlich zurückgegebenen
+Collection-Klasse - einheitlich zugreifen. Selbst wenn eine andere
+<i>Implementierung</i> gewählt wird, ändert sich für
+den Aufrufer nichts, solange das zurückgegebene Objekt das <a href="index_c.html#ixb100721"><font color=#000080><tt>Collection</tt></font></a>-Interface
+implementiert.
+
+<p>
+Soweit zur Theorie. Der designerische Nachteil dieses Ansatzes besteht
+darin, dass längst nicht alle tatsächlichen Collections
+eine Schnittstelle besitzen, wie sie in <a href="index_c.html#ixb100721"><font color=#000080><tt>Collection</tt></font></a>
+definiert wurde. Während diese für eine Liste noch passen
+mag, besitzt eine Queue oder ein Stack gänzlich anders arbeitende
+Zugriffsroutinen. Dieser Konflikt wurde dadurch zu lösen versucht,
+dass die Methoden <i>zum Ändern</i> der Collection <i>optional</i>
+sind. Während also <a name="ixa100930"><a href="index_c.html#ixb100700"><font color=#000080><tt>contains</tt></font></a></a>,
+<a name="ixa100931"><a href="index_c.html#ixb100724"><font color=#000080><tt>containsAll</tt></font></a></a>,
+<a href="index_e.html#ixb100223"><font color=#000080><tt>equals</tt></font></a>,
+<a name="ixa100932"><a href="index_h.html#ixb100418"><font color=#000080><tt>hashCode</tt></font></a></a>,
+<a name="ixa100933"><a href="index_i.html#ixb100678"><font color=#000080><tt>isEmpty</tt></font></a></a>,
+<a name="ixa100934"><a href="index_s.html#ixb100679"><font color=#000080><tt>size</tt></font></a></a>
+und <a name="ixa100935"><a href="index_t.html#ixb100725"><font color=#000080><tt>toArray</tt></font></a></a>
+obligatorisch sind, müssen die übrigen Methoden in einer
+konkreten Implementierung nicht unbedingt zur Verfügung gestellt
+werden, sondern können weggelassen, ersetzt oder ergänzt
+werden.
+
+<p>
+Aus <a href="k100057.html#kapiteloop3">Kapitel 9</a> wissen wir allerdings,
+dass <i>alle</i> definierten Methoden eines Interfaces in einer konkreten
+Implementierung zur Verfügung gestellt werden müssen. Davon
+sind natürlich auch die Collection-Klassen nicht ausgenommen.
+Wenn sich diese entschließen, eine optionale Methode nicht zu
+realisieren, so muss diese zwar implementiert werden, löst aber
+beim Aufruf eine Exception des Typs <a name="ixa100936"><a href="index_u.html#ixb100726"><font color=#000080><tt>UnsupportedOperationException</tt></font></a></a>
+aus. Die tatsächliche Schnittstelle einer konkreten Collection-Klasse
+kann also nicht dem Interface entnommen werden, das sie implementiert,
+sondern erfordert zusätzlich die schriftliche Dokumentation der
+Klasse.
+
+<p>
+Über diesen Designansatz kann man sich streiten. Da sowieso nur
+die nicht-verändernden Methoden nicht-optional sind, hätte
+man ebenso gut diese allein in ein generisches Collection-Interface
+stecken können und von allen Collection-Klassen implementieren
+lassen können. Zusätzliche Methoden wären dann in abgeleiteten
+Interfaces passend zur jeweiligen Collection-Klasse zu definieren.
+<hr>
+<table border=0 cellpadding=0 cellspacing=1 width="100%">
+<tr bgcolor="#EEFFCC">
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="cover.html"> Titel </a>
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100003.html"> Inhalt </a>
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="search.html"> Suchen </a>
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="index.html"> Index </a>
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="../jdkdocs/index.html" onClick="this.href=getDocIndex()"> DOC </a>
+<td align="right">Handbuch der Java-Programmierung, 5. Auflage, Addison
+Wesley, Version 5.0.1
+<tr bgcolor="#EEFFCC">
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100097.html"> << </a>
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100097.html"> < </a>
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100099.html"> > </a>
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100107.html"> >> </a>
+<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="../jdkdocs/api/index.html" onClick="this.href=getApiIndex()"> API </a>
+<td align="right">© 1998, 2007 Guido Krüger & Thomas
+Stark, <a href="http://www.javabuch.de">http://www.javabuch.de</a>
+</table>
+<a name="endofbody"></a>
+</body>
+</html>
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