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Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger

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Java ist auch eine Insel von Christian Ullenboom
Programmieren für die Java 2-Plattform in der Version 5
Java ist auch eine Insel

Java ist auch eine Insel
5., akt. und erw. Auflage
1454 S., mit CD, 49,90 Euro
Galileo Computing
ISBN 3-89842-747-1
gp Kapitel 11 Datenstrukturen und Algorithmen
  gp 11.1 Datenstrukturen und die Collection-API
    gp 11.1.1 Die Schnittstelle Collection
    gp 11.1.2 Das erste Programm mit Container-Klassen
    gp 11.1.3 Die Schnittstelle Iterable und das erweiterte for
    gp 11.1.4 Generische Datentypen in der Collection-API
    gp 11.1.5 Generischer Typ bei Iterable und konkreter Typ beim erweiterten for
    gp 11.1.6 Schnittstellen, die Collection erweitern, und Map
    gp 11.1.7 Konkrete Container-Klassen
  gp 11.2 Mit einem Iterator durch die Daten wandern
    gp 11.2.1 Die Schnittstellen Enumeration und Iterator
    gp 11.2.2 Der typisierte Iterator
  gp 11.3 Listen
    gp 11.3.1 Die Schnittstelle List
    gp 11.3.2 Beispiel mit List-Methoden
    gp 11.3.3 ArrayList
    gp 11.3.4 Arrays.asList() und die »echten« Listen
    gp 11.3.5 toArray() von Collection verstehen – die Gefahr einer Falle erkennen
    gp 11.3.6 Die interne Arbeitsweise von ArrayList und Vector
    gp 11.3.7 LinkedList
  gp 11.4 Stack (Kellerspeicher, Stapel)
    gp 11.4.1 Die Methoden von Stack
    gp 11.4.2 Ein Stack ist ein Vector – aha!
  gp 11.5 Queues (Schlangen)
    gp 11.5.1 Blockierende Queues und Prioritätswarteschlangen
  gp 11.6 Assoziative Speicher HashMap und TreeMap
    gp 11.6.1 Ein Objekt der Klasse HashMap erzeugen
    gp 11.6.2 Einfügen und Abfragen der Datenstruktur
    gp 11.6.3 Wichtige Eigenschaften von Assoziativspeichern
    gp 11.6.4 Elemente im Assoziativspeicher müssen unveränderbar bleiben
    gp 11.6.5 Aufzählen der Elemente
    gp 11.6.6 Der Gleichheitstest, Hash-Wert und Klon einer Hash-Tabelle
    gp 11.6.7 Die Arbeitsweise einer Hash-Tabelle
  gp 11.7 Die Properties-Klasse
    gp 11.7.1 Properties setzen und lesen
    gp 11.7.2 Properties verketten
    gp 11.7.3 Eigenschaften ausgeben
    gp 11.7.4 Hierarchische Eigenschaften
    gp 11.7.5 Properties speichern
    gp 11.7.6 Über die Beziehung Properties und Hashtable
  gp 11.8 Mengen (Sets)
    gp 11.8.1 HashSet
    gp 11.8.2 TreeSet – die Menge durch Bäume
    gp 11.8.3 LinkedHashSet
  gp 11.9 Algorithmen in Collections
    gp 11.9.1 Datenmanipulation: Umdrehen, Füllen, Kopieren
    gp 11.9.2 Vergleichen von Objekten mit Comparator und Comparable
    gp 11.9.3 Größten und kleinsten Wert einer Collection finden
    gp 11.9.4 Sortieren
    gp 11.9.5 Elemente in der Collection suchen
    gp 11.9.6 Nicht-änderbare Datenstrukturen
    gp 11.9.7 nCopies()
    gp 11.9.8 Singletons
  gp 11.10 Synchronisation der Datenstrukturen
    gp 11.10.1 Lock-Free-Algorithmen aus java.util.concurrent
    gp 11.10.2 Wrapper zur Synchronisation
    gp 11.10.3 CopyOnWriteArrayList und CopyOnWriteArraySet
  gp 11.11 Die abstrakten Basisklassen für Container
    gp 11.11.1 Optionale Methoden
  gp 11.12 Die Klasse BitSet für Bitmengen
    gp 11.12.1 Ein BitSet anlegen und füllen
    gp 11.12.2 Mengenorientierte Operationen
    gp 11.12.3 Funktionsübersicht
    gp 11.12.4 Primzahlen in einem BitSet verwalten
  gp 11.13 Ein Design-Pattern durch Beobachten von Änderungen
    gp 11.13.1 Design-Pattern
    gp 11.13.2 Das Beobachter-Pattern (Observer/Observable)


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11.5 Queues (Schlangendowntop

In der Klassenbibliothek von Java gibt es seit Java 5 eine Schnittstelle java.util.Queue für FIFO-Datenstrukturen. Die Schnittstelle erweitert Collection und ist somit auch vom Typ Iterable.


interface java.util.  Queue<E>
  extends Collection<E>

gp  boolean empty()
gp  E element()
gp  boolean offer( E o )
gp  E peek()
gp  E poll()
gp  E remove()

Zu den Klassen, die Queue implementieren, gehört auch LinkedList.

Listing 11.5   QueueTest.java

import java.util.*;
public class QueueTest
{
  public static void main( String[] args )
  {
    Queue<String> queue = new LinkedList<String>();
    queue.offer( "Fischers" );
    queue.offer( "Fritze" );
    queue.offer( "fischt" );
    queue.offer( "frische" );
    queue.offer( "Fische" );
    queue.poll();
    queue.offer( "Nein, es war Paul!" );
    while ( !queue.isEmpty() )
      System.out.println( queue.poll() );
  }
}

Auf den ersten Blick sieht es so aus, als ob es für das Erfragen zwei Methoden gibt: element() und peek(). Doch der Unterschied besteht darin, dass element() eine NoSuchElementException auslöst, wenn die Queue kein Element mehr liefern kann, peek() jedoch null bei leerer Queue liefert. Da null als Element erlaubt ist, kann peek() das nicht detektieren; die Rückgabe könnte für das null-Element oder als Anzeige für eine leere Queue stehen. Daher ist peek() nur sinnvoll, wenn keine null-Elemente vorkommen. Gefüllt wird die Liste statt mit add() – was durch Collection zur Verfügung stehen würde – mit offer(). Der Unterschied: Im Fehlerfall löst add() eine Exception aus, während offer() durch die Rückgabe false anzeigt, dass das Element nicht hinzugefügt wurde. Die folgende Tabelle macht den Zusammenhang deutlich:


  Mit Ausnahme Ohne Ausnahme
Einfügen add() offer()
Erfragen element() peek()
Löschen remove() poll()


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11.5.1 Blockierende Queues und Prioritätswarteschlangen  toptop

Die Schnittstelle java.util.concurrent.BlockingQueue erweitert die Schnittstelle java.util.Queue. Klassen, die BlockingQueue implementieren, blockieren, falls eine Operation wie take() auf Grund fehlender Daten nicht durchgeführt werden konnte. Die Konsumenten/Produzenten sind mit diesen Klassen ausgesprochen einfach zu implementieren.

Spannende Queue-Klassen sind:

gp  ConcurrentLinkedQueue. Thread-sichere Queue durch verkettete Listen implementiert.
gp  DelayQueue. Queue, aus der die Elemente erst nach einer gewissen Zeit entnommen werden können.
gp  ArrayBlockingQueue. Queue mit einer maximalen Kapazität, abgebildet auf ein Feld.
gp  LinkedBlockingQueue. Queue beschränkt oder mit maximalen Kapazität, abgebildet durch eine verkettete Liste.
gp  PriorityQueue. Hält Elemente sortiert und liefert bei Anfragen das jeweils kleinste Element. Vergleichbar mit TreeSet müssen die Elemente entweder Comparable implementieren, oder es muss ein Comparator angegeben werden. Unbeschränkt.
gp  PriorityBlockingQueue. Wie PriorityQueue, nur blockierend.
gp  SynchronousQueue. Eine blockierende Queue, in der nur ein Element eingefügt werden kann.
gp  Die Priority-Klassen implementieren im Gegensatz zu den übrigen kein FIFO-Verhalten: first in first out.
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