Java Collections Framework

Collections sind Behälter, die beliebig viele Objekte aufnehmen können. Der Behälter übernimmt dabei die Verantwortung für die Elemente. Collections werden auch als (Daten-)Sammlungen bezeichnet. Alle Collections-Schnittstellen und Klassen befinden sich im Paket java.util. Die Grundformen der Datensammlungen sind die Schnittstellen List<E>, Set<E> und Queue<E>. Zu allen Schnittstellen existieren konkrete Implementierungen sowie abstrakte Klassen, die zum Erstellen eigener Collections-Klassen verwendet werden können.

Listen (Lists)
Mengen (Sets)
Warteschlangen (Queues)

Unter einer Liste (List) versteht man eine geordnete Folge von Objekten. Listen können doppelte Elemente enthalten. Der Zugriff auf die Elemente erfolgt über den Index oder sequentiell.

Konkrete Implementierungen der Schnittstelle List<E> stellen die Klassen ArrayList<E> und LinkedList<E> (siehe auch Feldbasierte Listen und Listen) dar.

Unter einer Menge (Set) versteht man eine Ansammlung von Elementen. Mengen können keine doppelten Elemente beinhalten. Der Zugriff erfolgt über typische Mengenoperationen.

Konkrete Implementierungen der Schnittstelle Set<E> stellen die Klassen HashSet<E> und TreeSet<E> dar. Die Klasse HashSet<E> implementiert die Menge dabei in Form einer Hashtabelle, die Klasse TreeSet<E> in Form eines Binärbaumes.

Unter einer Warteschlange (Queue) versteht man eine Folge von Objekten, bei der das Anfügen und Löschen von Objekten nach dem FIFO-Prinzip (First In First Out) funktioniert. Bei einer Warteschlange kann ein neues Objekt immer nur am Ende angefügt werden und nur das Objekt, das am Anfang der Warteschlange steht, gelöscht werden. Warteschlangen können doppelte Elemente enthalten.

Konkrete Implementierungen der Schnittstelle Queue<E> stellen die Klassen PriorityQueue<E> und LinkedList<E> dar. Die Klasse PriorityQueue<E> implementiert die Warteschlange als eine Vorrang-Warteschlange. Bei einer Vorrang-Warteschlange werden die Elemente gemäß ihrer Wichtigkeit sortiert, das heißt, sie funktioniert nicht nach dem FIFO-Prinzip.

Iteratoren

Ein Iterator erlaubt den sequentiellen Zugriff auf die Elemente einer Datensammlung. Iteratoren werden durch die Schnittstelle Iterator<E> definiert; diese bietet die Methoden boolean hasNext(), E next() und void remove(). Die von Iterator<E> abgeleitete Schnittstelle ListIterator<E> bietet zusätzliche Methoden zum Verändern einer Liste.

MainClass.java
public class MainClass {

  public static void main(String[] args) {

    List<String> names = List.of("Hans", "Peter", "Lisa");

    Iterator<String> iterator = names.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
      String name = iterator.next();
      System.out.println(name);
    }

  }

}

Auch die bereits bekannte for-each-Schleife basiert auf Iteratoren. Die ausführliche Schreibeweise mit Iteratoren wird auch als erweiterte for-Schleife bezeichnet. Beim Kompilieren werden for-each-Schleifen um Iteratoren ergänzt.

MainClass.java
public class MainClass {

  public static void main(String[] args) {

    List<String> names = List.of("Hans", "Peter", "Lisa");

    for (Iterator<String> iterator = names.iterator(); iterator.hasNext();) {
      String name = iterator.next();
      System.out.println(name);
    }

    /* Kurzschreibweise */
    for (String name: names) {
      System.out.println(name);
    }

  }

}

Iteratoren​

Iteratoren