Java for Beginner
743 subscribers
709 photos
199 videos
12 files
1.15K links
Канал от новичков для новичков!
Изучайте Java вместе с нами!
Здесь мы обмениваемся опытом и постоянно изучаем что-то новое!

Наш YouTube канал - https://www.youtube.com/@Java_Beginner-Dev

Наш канал на RUTube - https://rutube.ru/channel/37896292/
Download Telegram
Коллекции в Java

Глава 1. Введение в коллекции

Обзор Java Collections Framework. Интерфейсы Collection и Map. Иерархия коллекций. Отличия коллекций от массивов

Java Collections Framework (JCF) — это набор интерфейсов, классов и алгоритмов в пакете java.util, предназначенный для работы с коллекциями данных. JCF предоставляет унифицированный способ хранения и манипуляции объектами, делая код более гибким и эффективным.

- Компоненты JCF:
- Интерфейсы: Определяют контракт (что можно делать с коллекцией).
- Реализации: Конкретные классы, реализующие интерфейсы (например, ArrayList для List).
- Алгоритмы: Встроенные методы для сортировки, поиска и т.д. (в классе Collections).


JCF введен в Java 1.2 и значительно улучшен в Java 5 с generics (обобщениями), которые обеспечивают типобезопасность.

- Преимущества JCF:
- Гибкость: Динамический размер, в отличие от массивов.
- Типобезопасность: С generics — компилятор проверяет типы.
- Эффективность: Разные реализации для разных сценариев (быстрый доступ, уникальность элементов и т.д.).
- Полиморфизм: Работа через интерфейсы, легко менять реализации.



Интерфейсы Collection и Map

JCF построен вокруг двух основных интерфейсов: Collection для последовательностей объектов и Map для пар ключ-значение.

1. Интерфейс Collection<E>:
- Это базовый интерфейс для коллекций, где E — тип элементов (generics).
- Представляет группу объектов, позволяя добавлять, удалять, перебирать.
- Не гарантирует порядок или уникальность — зависит от реализации.


- Основные методы:
- add(E e): Добавляет элемент.
- remove(Object o): Удаляет элемент.
- size(): Возвращает размер.
- isEmpty(): Проверяет пустоту.
- iterator(): Для перебора (Iterator).
- contains(Object o): Проверяет наличие.


- Нюанс: Collection не индексирован (нет get(int index)), для этого — подинтерфейсы как List.

2. Интерфейс Map<K, V>:
- Представляет отображение: пары ключ-значение, где K — тип ключа, V — тип значения.
- Ключи уникальны, значения могут дублироваться.
- Не является подтипом Collection (Map не коллекция элементов, а ассоциация).


- Основные методы:
- put(K key, V value): Добавляет/обновляет пару.
- get(Object key): Возвращает значение по ключу.
- remove(Object key): Удаляет по ключу.
- size(), isEmpty().
- keySet(): Коллекция ключей (Set<K>).
- values(): Коллекция значений (Collection<V>).
- entrySet(): Коллекция пар (Set<Map.Entry<K, V>>).


- Нюанс: Map не упорядочен (кроме SortedMap), ключи не null (в большинстве реализаций).


#Java #для_новичков #beginner #Collections #Map
👍3
Иерархия коллекций в JCF

JCF имеет иерархию интерфейсов и реализаций. Вот подробная структура:

1. Иерархия Collection:

- Collection<E> (базовый):
- List<E>: Упорядоченная коллекция, позволяет дубликаты, индексация.
- Реализации: ArrayList (быстрый доступ), LinkedList (быстрые вставки/удаления), Vector (устаревший, synchronized).
- Set<E>: Неупорядоченная коллекция уникальных элементов.
- Реализации: HashSet (быстрый поиск), TreeSet (отсортированный), LinkedHashSet (сохраняет порядок вставки).
- Queue<E>: Для очередей (FIFO), или приоритетных.
- Реализации: LinkedList (как Queue), PriorityQueue (приоритетная), ArrayDeque (deque).
- Deque<E>: Двусторонняя очередь (добавление/удаление с обоих концов).
- Реализации: ArrayDeque, LinkedList.


2. Иерархия Map:

- Map<K, V> (базовый):
- HashMap<K, V>: Быстрый поиск по хэшу, не упорядочен.
- TreeMap<K, V>: Отсортированный по ключам (SortedMap).
- LinkedHashMap<K, V>: Сохраняет порядок вставки.
- Hashtable<K, V>: Устаревший, synchronized.


- Generics: С Java 5: Collection<String> list = new ArrayList<>(); — типобезопасно.

- Нюансы иерархии:
- Все реализации — concrete классы, кроме абстрактных helper-классов (AbstractList).
- Synchronized: Для многопоточности используйте Collections.synchronized*() или Concurrent* классы (ConcurrentHashMap).
- Performance: Выбирайте по нуждам — HashSet O(1) поиск, TreeSet O(log n) с сортировкой.
- Immutability: Collections.unmodifiable*() для read-only коллекций.



Отличия коллекций от массивов

Массивы — базовый тип в Java для хранения элементов фиксированного размера. Коллекции — более гибкий инструмент из JCF.

- Подробное сравнение:
1. Размер:
- Массивы: Фиксированный (int[] arr = new int[10]; — нельзя изменить).
- Коллекции: Динамический (ArrayList.add() расширяет автоматически).


2. Типы элементов:
- Массивы: Могут хранить примитивы (int[]) или объекты.
- Коллекции: Только объекты (Collection<Integer> для примитивов через wrapper).


3. Методы:
- Массивы: Ограничены (длина .length, доступ по индексу).
- Коллекции: Богатый API (add, remove, contains, sort, iterator).


4. Generics:
- Массивы: Нет (Object[] может хранить всё, но без проверки).
- Коллекции: С generics — типобезопасно (компилятор проверяет).


5. Performance:
- Массивы: Быстрее для фиксированного размера и примитивов.
- Коллекции: Overhead, но удобнее; ArrayList близок к массиву.


6. Многомерность:
- Массивы: Легко (int[][]).
- Коллекции: Вложенные (List<List<Integer>>).


7. Null и дубликаты:
- Оба позволяют, но Set в коллекциях запрещает дубликаты.

Пример перехода от массива к коллекции:

Массив:
String[] names = new String[3];
names[0] = "Алексей";
// Нет add, нужно вручную управлять размером


Коллекция:
List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("Алексей"); // Динамично
names.remove(0); // Легко удалить

- Нюанс: Коллекции используют массивы внутри (ArrayList — resizable array).


Как работать с JCF в IntelliJ IDEA

1. Импорт: Импортируйте java.util.* или конкретно (IDE подскажет Ctrl+Space).
2. Generics: Напишите List<String> — IDE проверит типы.
3. Коллекции: New → Collection → Выберите реализацию.
4. Методы: Автодополнение для add, remove и т.д.
5. Debug: В отладке смотрите содержимое коллекций.



Полезные советы для новичков

- Выбирайте интерфейс: Кодьте под List, а не ArrayList — легко сменить реализацию.
- Generics всегда: Избегайте raw types (List без <E> — устарело).
- Коллекции vs массивы: Массивы для фиксированных примитивов, коллекции для всего остального.
- Performance: ArrayList для доступа, LinkedList для вставок, HashSet для уникальности.



#Java #для_новичков #beginner #Collections #Map
👍3
Коллекции в Java

Глава 1. Введение в коллекции

Основные характеристики коллекций: время доступа (Big O), хранение уникальных элементов, упорядоченность и сортировка

Big O (или O-нотация) — это математическая нотация, которая описывает, как растет время выполнения операции (или использование памяти) в зависимости от размера данных (n — количество элементов). Она оценивает "наихудший случай" и помогает сравнивать эффективность коллекций.

Основные обозначения Big O:
- O(1): Постоянное время — операция не зависит от размера (например, доступ по индексу в массиве).
- O(log n): Логарифмическое время — быстро растет, но эффективно (например, поиск в отсортированном дереве).
- O(n): Линейное время — пропорционально размеру (например, перебор списка).
- O(n log n): Для сортировки (например, TreeSet).
- O(n²): Квадратичное — медленно для больших n (избегайте).


Для коллекций Big O применяется к основным операциям: добавление (add), удаление (remove), поиск (contains/get), вставка.

Почему важно: Выбор коллекции влияет на производительность. Для миллионов элементов O(1) лучше O(n).


Хранение уникальных элементов

Коллекции различаются по тому, позволяют ли они дубликаты элементов.


Коллекции с уникальными элементами:
- Интерфейс Set<E>: Не позволяет дубликаты. Если добавить существующий элемент, он игнорируется (add() возвращает false).
- Пример: HashSet, TreeSet, LinkedHashSet.
- Нюанс: Уникальность определяется методом equals() и hashCode() (для HashSet). Переопределите их для custom классов.


Коллекции с дубликатами:
- Интерфейс List<E>: Позволяет дубликаты и хранит их в порядке вставки.
- Пример: ArrayList, LinkedList.
- Queue<E> и Deque<E>: Могут позволять дубликаты, в зависимости от реализации.


- Map<K, V>: Ключи уникальны (как Set), значения могут дублироваться.

Пример кода для уникальности:
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
public static void main(String[] args) {
// Set: Уникальные элементы
Set<String> uniqueNames = new HashSet<>();
uniqueNames.add("Алексей");
uniqueNames.add("Алексей"); // Игнорируется
System.out.println(uniqueNames.size()); // 1

// List: Дубликаты разрешены
List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("Алексей");
names.add("Алексей");
System.out.println(names.size()); // 2
}
}


- Нюанс: Для custom объектов в Set переопределите equals() и hashCode(), иначе дубликаты возможны (сравнение по ссылке).


#Java #для_новичков #beginner #Collections #BigO
👍3
Упорядоченность элементов

Упорядоченность — это сохранение порядка элементов (по вставке или сортировке).

Коллекции с порядком вставки:
- List<E>: Всегда упорядочены по индексу (порядок добавления).
- Пример: ArrayList, LinkedList.
- LinkedHashSet<E>: Set с порядком вставки.
- LinkedHashMap<K, V>: Map с порядком вставки.

Коллекции без порядка:
- HashSet<E>: Не гарантирует порядок (зависит от хэша).
- HashMap<K, V>: Не упорядочен.


Отсортированные коллекции: Подробнее в разделе о сортировке.

Пример:
import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedHashSet;

public class Main {
public static void main(String[] args) {
// HashSet: Без порядка
Set<String> hashSet = new HashSet<>();
hashSet.add("Яблоко");
hashSet.add("Банан");
hashSet.add("Апельсин");
System.out.println(hashSet); // Может быть [Банан, Яблоко, Апельсин] — непредсказуемо

// LinkedHashSet: Порядок вставки
Set<String> linkedSet = new LinkedHashSet<>();
linkedSet.add("Яблоко");
linkedSet.add("Банан");
linkedSet.add("Апельсин");
System.out.println(linkedSet); // [Яблоко, Банан, Апельсин] — сохраняет порядок
}
}


- Нюанс: Порядок в HashSet может меняться при ресайзе (rehashing), так что не полагайтесь на него.


Сортировка элементов

Сортировка — это автоматическое упорядочивание элементов по какому-то критерию (натуральный порядок или Comparator).

Отсортированные коллекции:
- SortedSet<E> (подинтерфейс Set): Уникальные, отсортированные элементы.
- Реализация: TreeSet<E> — использует красно-черное дерево.
- SortedMap<K, V> (подинтерфейс Map): Отсортированные ключи.
- Реализация: TreeMap<K, V>.


Как работает сортировка:
- Элементы должны быть Comparable<E> (метод compareTo()) для натурального порядка (числа по возрастанию, строки по алфавиту).
- Или используйте Comparator при создании: new TreeSet<>(comparator).
- Нюанс: Добавление/поиск — O(log n), так как дерево балансировано.


Пример TreeSet:
import java.util.TreeSet;
import java.util.Set;

public class Main {
public static void main(String[] args) {
Set<Integer> numbers = new TreeSet<>();
numbers.add(5);
numbers.add(1);
numbers.add(3);
System.out.println(numbers); // [1, 3, 5] — отсортировано

// Custom Comparator для обратного порядка
Set<Integer> reverseNumbers = new TreeSet<>((a, b) -> b - a);
reverseNumbers.add(5);
reverseNumbers.add(1);
reverseNumbers.add(3);
System.out.println(reverseNumbers); // [5, 3, 1]
}
}


- Нюанс: TreeSet не позволяет null (NullPointerException), так как сравнивает элементы.
Для сортировки существующих коллекций используйте Collections.sort(List list) или List.sort(Comparator).



Полезные советы для новичков

- Big O в практике: Для малого n (сотни элементов) разница мала, но для миллионов — критична (выберите HashSet для быстрого contains).
- Уникальность: Set для словарей, List для списков с повторами.
- Упорядоченность: Linked* для сохранения вставки, Tree* для автосортировки.
- Сортировка: TreeSet/Map для постоянной сортировки; Collections.sort() для разовой.
- Ошибки: Null в TreeSet — NPE; дубли в Set — игнор.
- Ресурсы: Java API docs для java.util.



#Java #для_новичков #beginner #Collections #BigO
👍3
Раздел 6. Коллекции в Java

Глава 1. Введение в коллекции

(Практика):
Начать проект «Библиотека».
Создать класс Book с полями title, author, year.
Сделать список книг (пока как массив) и вывести их на экран


Перед тем, как писать код, важно правильно настроить среду разработки. Это обеспечит удобную работу и избежание ошибок на старте.

Запустите IntelliJ IDEA:
Если IDE не открыта, запустите её. Убедитесь, что у вас установлен JDK. Если проект новый, выберите "New Project" на приветственном экране.

Создайте новый проект:
В окне создания проекта выберите "Java" как тип.
Укажите имя проекта, например, "LibraryProject".
Выберите JDK в поле Project SDK (если не настроено, добавьте путь к JDK).
Оставьте остальные настройки по умолчанию (без Maven или Gradle для простоты) и нажмите "Create".
IDE создаст структуру проекта с папкой src для исходного кода.

Настройте структуру проекта:
В дереве проекта (слева) найдите src.
Если нужно, создайте пакет для организации кода: Правой кнопкой на src → New → Package → Назовите "library" (или другое имя). Это хорошая практика для группировки классов.

Создание класса Book
Теперь создадим основной класс для представления книги. Это будет простой класс с полями, который позже расширим.

Создайте класс Book:
В пакете (или прямо в src, если без пакета) щелкните правой кнопкой → New → Java Class.
Назовите класс "Book".
IDE создаст файл
Book.java с базовой структурой

public class Book {}


Добавьте поля:
В теле класса объявите три приватных поля:
title типа String (для названия книги).
author типа String (для автора).
year типа int (для года издания).


Используйте модификатор private для инкапсуляции, как мы изучали в ООП.


Добавьте конструктор:
Создайте публичный конструктор, который принимает три параметра (String title, String author, int year) и присваивает их соответствующим полям с помощью this.
Это позволит создавать объекты Book с начальными значениями.

Добавьте метод для вывода:
Создайте публичный метод, например, printDetails(), который выводит информацию о книге на экран с помощью System.out.println.
В нём используйте поля для формирования строки вроде "Название: [title], Автор: [author], Год: [year]".



Создание списка книг с использованием массива


Пока мы используем массив как простую структуру для хранения списка книг — это поможет сравнить с коллекциями позже.

Создайте класс Main:
Аналогично создайте новый класс "Main" в том же пакете.
Добавьте статический метод main(String[] args) — точку входа.


Объявите массив:
В методе main объявите массив объектов Book фиксированного размера, например, Book[] books = new Book[3]; (размер выберите небольшой для теста).

Инициализируйте массив:
Создайте несколько объектов Book с помощью new Book(title, author, year) и присвойте их элементам массива (books[0] = new Book(...); и т.д.).
Используйте разные значения для демонстрации (например, книги разных авторов и годов).


Выведите список на экран:
Используйте цикл for (или for-each: for (Book book : books)) для перебора массива.
В цикле вызовите метод printDetails() для каждого элемента, чтобы вывести информацию о книгах.


#Java #для_новичков #beginner #Collections #Практика
👍2🔥1
Тестирование и отладка проекта

После реализации протестируйте проект, чтобы убедиться, что всё работает.

Запустите проект:
Правой кнопкой на файле Main.java → Run 'Main.main()'.
В консоли IDE вы должны увидеть вывод списка книг с их деталями.


Отладка:
Если ошибки: Проверьте синтаксис (точки с запятой, скобки).
Используйте отладчик: Установите breakpoint (красная точка слева от строки в main), запустите в debug-режиме (Shift+F9) и шагайте по коду (F8).
Общие проблемы: NullPointerException (если массив не инициализирован), IndexOutOfBoundsException (если выход за пределы массива).


Проверьте вывод:
Убедитесь, что книги выводятся в порядке добавления в массив.
Попробуйте изменить размер массива или добавить больше книг — увидите, как фиксированный размер ограничивает (это мотивирует к коллекциям позже).



Полезные советы для новичков

Организация кода: Используйте пакеты для группировки (например, library.models для Book).
Инкапсуляция: Даже в простом проекте делайте поля private и добавьте геттеры/сеттеры, если нужно изменять.
Массивы vs коллекции: Заметьте ограничения массива (фиксированный размер, ручное управление) — в следующих уроках заменим на ArrayList.
Комментарии: Добавляйте // комментарии к шагам, чтобы код был читаемым.
Версионирование: Если используете Git, создайте репозиторий и закоммитьте начальную версию проекта.
Ресурсы: Документация Oracle по классам и массивам для напоминания синтаксиса.



Практическое задание

Задача 1: Расширьте класс Book, добавив приватное поле isbn (String) и обновите конструктор и метод printDetails() для его включения.
Задача 2: Увеличьте массив до 5 элементов, добавьте больше книг и убедитесь, что вывод работает.
Задача 3: Попробуйте вывести только книги после определенного года — используйте if в цикле перебора массива.

Реализуйте эти задачи самостоятельно, следуя шагам урока. Это поможет закрепить основы перед переходом к коллекциям.


#Java #для_новичков #beginner #Collections #Практика
👍3🔥1