【Java 21 新特性】顺序集合（Sequenced Collections）

野性酷女 2023-09-27 17:06 105阅读 0赞

Java 21 中增加了一种新的集合类型：顺序集合（Sequenced Collections）。

要介绍顺序集合，就首先要说明一下出现顺序（encounter order）。出现顺序指的是在遍历一个集合时，集合中元素的出现顺序。

有些集合类型，有确定的出现顺序，比如 `List`。不管遍历多少次这样的集合，其中元素的出现顺序始终是固定。

有些集合类型，并没有确定的出现顺序，比如 `HashSet`。如果多次遍历这样的集合，其中元素的出现顺序是不固定的。

在顺序集合出现之前，Java 并没有一个统一的接口来描述具有确定出现顺序的集合。比如 `Set` 接口虽然没有确定的出现顺序，但是它的子类型 `LinkedHashSet` 和 `SortedSet` 是有的。

另外一个问题是，对于有固定出现顺序的集合，并没有定义统一的与顺序相关的操作。与顺序集合的处理相关的方法，散落在 Java 集合类库的不同地方。这些方法并没有统一的声明，使用起来也不方便。

与顺序集合相关的操作包括：

*  获取集合的第一个和最后一个元素
 *  在集合的最前面和最后面插入或删除元素
 *  按照逆序来遍历集合

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Java 21 的顺序集合会解决这些问题。增加了 3 个新的接口。

首先是 `SequencedCollection`，该接口的声明如下所示：

interface SequencedCollection<E> extends Collection<E> {
        SequencedCollection<E> reversed();
        void addFirst(E);
        void addLast(E);
        E getFirst();
        E getLast();
        E removeFirst();
        E removeLast();
    }

`SequencedCollection` 继承自 `Collection`。

在包含的方法中：

*  `reversed` 方法返回一个逆序的 `SequencedCollection` 对象。
 *  `addFirst` 和 `addLast` 方法分别在集合的起始和结束位置添加新的元素。
 *  `getFirst` 和 `getLast` 方法分别获取集合的第一个和最后一个元素。
 *  `removeFirst` 和 `removeLast` 方法分别删除集合的第一个和最后一个元素。

除了 `SequencedCollection` 之外，还有几个具体的子类型：

`SequencedSet` 同时继承自 `Set` 和 `SequencedCollection`。

interface SequencedSet<E> extends Set<E>, SequencedCollection<E> {
        SequencedSet<E> reversed();    
    }

`SequencedMap` 继承自 `Map`，其中的 entry 有确定的出现顺序。

`SequencedMap` 中的方法比较多，如下所示：

interface SequencedMap<K,V> extends Map<K,V> {
        SequencedMap<K,V> reversed();
        SequencedSet<K> sequencedKeySet();
        SequencedCollection<V> sequencedValues();
        SequencedSet<Entry<K,V>> sequencedEntrySet();
        V putFirst(K, V);
        V putLast(K, V);
     
        Entry<K, V> firstEntry();
        Entry<K, V> lastEntry();
        Entry<K, V> pollFirstEntry();
        Entry<K, V> pollLastEntry();
    }

具体的方法说明：

*  `reversed` 方法返回一个 entry 逆序的 `SequencedMap`。
 *  `sequencedKeySet` 方法返回包含 key 的 `SequencedSet`。
 *  `sequencedValues` 方法返回包含 value 的 `SequencedCollection`。
 *  `sequencedEntrySet` 方法返回包含 entry 的 `SequencedSet`。
 *  `putFirst` 和 `putLast` 分别在 entry 的最前和最后位置插入名值对。
 *  `firstEntry` 和 `lastEntry` 分别获取第一个和最后一个 entry。
 *  `pollFirstEntry` 和 `pollLastEntry` 分别删除第一个和最后一个 entry。

添加了这3个新的接口之后，Java 集合类的层次结构发生了变化，如下图所示：

![6bb1dd37d4f262df98667f80b38c520c.png][]

绿色方框是新增的 3 个接口，从中可以看到已有集合类的继承关系的变化：

*  `List` 继承自 `SequencedCollection`。
 *  `Deque` 继承自 `SequencedCollection`。
 *  `LinkedHashSet` 实现了 `SequencedSet` 接口。
 *  `SortedSet` 继承自 `SequencedSet`。
 *  `LinkedHashMap` 实现了 `SequencedMap` 接口。
 *  `SortedMap` 继承自 `SequencedMap`。

有了这3个新的顺序集合相关的接口之后，Java 代码可以更清楚地表达顺序集合以及顺序集合上的操作。

[6bb1dd37d4f262df98667f80b38c520c.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/6bb1dd37d4f262df98667f80b38c520c.png