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Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.

Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Java ist auch eine Sprache
2 Sprachbeschreibung
3 Klassen und Objekte
4 Der Umgang mit Zeichenketten
5 Mathematisches
6 Eigene Klassen schreiben
7 Angewandte Objektorientierung
8 Exceptions
9 Generics, innere Klassen
10 Die Klassenbibliothek
11 Threads und nebenläufige Programmierung
12 Datenstrukturen und Algorithmen
13 Raum und Zeit
14 Dateien und Datenströme
15 Die eXtensible Markup Language (XML)
16 Grafische Oberflächen mit Swing
17 Grafikprogrammierung
18 Netzwerkprogrammierung
19 Verteilte Programmierung mit RMI und Web–Services
20 JavaServer Pages und Servlets
21 Applets
22 Midlets und die Java ME
23 Datenbankmanagement mit JDBC
24 Reflection und Annotationen
25 Logging und Monitoring
26 Sicherheitskonzepte
27 Java Native Interface (JNI)
28 Dienstprogramme für die Java-Umgebung
Stichwort

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Java ist auch eine Insel (8. Auflage) von Christian Ullenboom
Programmieren mit der Java Standard Edition Version 6
Buch: Java ist auch eine Insel (8. Auflage)

Java ist auch eine Insel (8. Aufl.)
8., aktual. Auflage, geb., mit DVD
1.475 S., 49,90 Euro
Galileo Computing
ISBN 978-3-8362-1371-4
Pfeil 12 Datenstrukturen und Algorithmen
Pfeil 12.1 Datenstrukturen und die Collection-API
Pfeil 12.1.1 Designprinzip mit Schnittstellen, abstrakten und konkreten Klassen
Pfeil 12.1.2 Die Basis-Schnittstellen Collection und Map
Pfeil 12.1.3 Das erste Programm mit Container-Klassen
Pfeil 12.1.4 Die Schnittstelle Collection
Pfeil 12.1.5 Schnittstellen, die Collection erweitern, und Map
Pfeil 12.1.6 Konkrete Container-Klassen
Pfeil 12.1.7 Welche Klasse nehmen?
Pfeil 12.1.8 Generische Datentypen in der Collection-API
Pfeil 12.1.9 Die Schnittstelle Iterable und das erweiterte for
Pfeil 12.2 Mit einem Iterator durch die Daten wandern
Pfeil 12.2.1 Die Schnittstellen Enumeration und Iterator
Pfeil 12.2.2 Iteratoren von Sammlungen und das erweiterte for
Pfeil 12.2.3 Fail-Fast Iterator und die ConcurrentModificationException
Pfeil 12.3 Listen
Pfeil 12.3.1 Auswahlkriterium ArrayList oder LinkedList
Pfeil 12.3.2 Die Schnittstelle List
Pfeil 12.3.3 ArrayList
Pfeil 12.3.4 LinkedList
Pfeil 12.3.5 Der Feld-Adapter Arrays.asList()
Pfeil 12.3.6 toArray() von Collection verstehen – die Gefahr einer Falle erkennen
Pfeil 12.3.7 Primitive Elemente in den Collection-Datenstrukturen
Pfeil 12.4 Vergleichen von Objekten
Pfeil 12.4.1 Die Schnittstellen Comparator und Comparable
Pfeil 12.4.2 Algorithmen mit Such- und Sortiermöglichkeiten
Pfeil 12.4.3 Den größten und kleinsten Wert einer Collection finden
Pfeil 12.4.4 Sortieren
Pfeil 12.5 Mengen (Sets)
Pfeil 12.5.1 HashSet
Pfeil 12.5.2 TreeSet – die Menge durch Bäume
Pfeil 12.5.3 LinkedHashSet
Pfeil 12.6 Stack (Kellerspeicher, Stapel)
Pfeil 12.6.1 Die Methoden von Stack
Pfeil 12.6.2 Ein Stack ist ein Vector – aha!
Pfeil 12.7 Queues (Schlangen) und Deques
Pfeil 12.7.1 Die Schnittstelle Queue
Pfeil 12.7.2 Blockierende Queues und Prioritätswarteschlangen
Pfeil 12.7.3 Deque-Klassen
Pfeil 12.8 Assoziative Speicher
Pfeil 12.8.1 Die Klassen HashMap und TreeMap
Pfeil 12.8.2 Einfügen und Abfragen der Datenstruktur
Pfeil 12.8.3 equals(), hashCode() und IdentityHashMap
Pfeil 12.8.4 Das Problem von veränderbaren Elementen
Pfeil 12.8.5 Aufzählungen und Sichten auf den Assoziativspeicher
Pfeil 12.8.6 Der Gleichheitstest, Hash-Wert und Klon einer Hash-Tabelle
Pfeil 12.8.7 Die Arbeitsweise einer Hash-Tabelle
Pfeil 12.8.8 Multi-Maps
Pfeil 12.9 Die Properties-Klasse
Pfeil 12.9.1 Properties setzen und lesen
Pfeil 12.9.2 Properties verketten
Pfeil 12.9.3 Eigenschaften ausgeben
Pfeil 12.9.4 Hierarchische Eigenschaften
Pfeil 12.9.5 Properties speichern
Pfeil 12.9.6 Klassenbeziehungen: Properties und Hashtable
Pfeil 12.10 Algorithmen in Collections
Pfeil 12.10.1 Ersetzen, Kopieren, Füllen, Umdrehen, Rotieren, Durchmischen
Pfeil 12.10.2 Mit der Halbierungssuche nach Elementen fahnden
Pfeil 12.10.3 Nicht-änderbare Datenstrukturen
Pfeil 12.10.4 Häufigkeit eines Elements
Pfeil 12.10.5 nCopies()
Pfeil 12.10.6 Singletons
Pfeil 12.11 Synchronisation der Datenstrukturen
Pfeil 12.11.1 Lock-free-Algorithmen aus java.util.concurrent
Pfeil 12.11.2 Wrapper zur Synchronisation
Pfeil 12.11.3 CopyOnWriteArrayList und CopyOnWriteArraySet
Pfeil 12.12 Die Klasse BitSet für Bitmengen
Pfeil 12.12.1 Ein BitSet anlegen, füllen und erfragen
Pfeil 12.12.2 Mengenorientierte Operationen
Pfeil 12.12.3 Methodenübersicht
Pfeil 12.12.4 Primzahlen in einem BitSet verwalten


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12.7 Queues (Schlangen) und Deques Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

In der Klassenbibliothek von Java gibt es die Schnittstelle java.util.Queue für Datenstrukturen, die nach dem FIFO-Prinzip (First in, First out) arbeiten. Die verwandte Datenstruktur ist der Stack, der nach dem Prinzip LIFO (Last in, First out) arbeitet. Eine Deque bietet Methoden für die FIFO-Verarbeitung an beiden Enden über eine Schnittstelle java.util.Deque, die direkt java.util.Queue erweitert.


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12.7.1 Die Schnittstelle Queue Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Die Schnittstelle Queue erweitert Collection und ist somit auch vom Typ Iterable. Zu den Klassen, die Queue implementieren, gehört unter anderem LinkedList.

Listing 12.18 com/tutego/insel/util/queue/QueueDemo.java, main()

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() );

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

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

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 stünde – 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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12.7.2 Blockierende Queues und Prioritätswarteschlangen Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

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

Spannende Queue-Klassen sind:

  • ConcurrentLinkedQueue. Thread-sichere Queue durch verkettete Listen implementiert.
  • DelayQueue. Queue, der die Elemente erst nach einer gewissen Zeit entnommen werden können.
  • ArrayBlockingQueue. Queue mit einer maximalen Kapazität, abgebildet auf ein Feld.
  • LinkedBlockingQueue. Queue beschränkt oder mit maximaler Kapazität, abgebildet durch eine verkettete Liste.
  • PriorityQueue. Hält in einem Heap-Speicher Elemente sortiert und liefert bei Anfragen das jeweils kleinste Element. Wie beim TreeSet müssen die Elemente entweder Comparable implementieren, oder es muss ein Comparator angegeben werden. Unbeschränkt.
  • PriorityBlockingQueue. Wie PriorityQueue, nur blockierend.
  • SynchronousQueue. Eine blockierende Queue zum Austausch von genau einem Element. Wenn ein Thread ein Element in die Queue setzt, muss ein anderer Thread auf dieses Element warten, andernfalls blockiert die Datenstruktur den Ableger. Erwartet ein Thread ein Element, ohne dass ein anderer Thread etwas in die Queue gesetzt hat, blockiert sie ebenfalls den Holer. Durch diese Funktionsweise benötigt die SynchronousQueue keine Kapazität, denn Elemente werden, falls platziert, direkt konsumiert und müssen nicht zwischengelagert werden.

Die Priority-Klassen implementieren im Gegensatz zu den übrigen kein FIFO-Verhalten.


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12.7.3 Deque-Klassen topZur vorigen Überschrift

Die LinkedList ist eine Klasse, die schon Queue implementierte und seit dem Auftreten der Datenstruktur Deque in Java 6 auch die Schnittstelle Deque realisiert. Zwei Implementierungen von Deque sind ArrayDeque und LinkedBlockingDeque. Wie der Name ArrayDeque schon andeutet, sitzt hinter dieser Realisierung ein Feld, das die Deque beschränken kann – einer LinkedList ist diese Beschränkung fremd. Die LinkedBlockingDeque realisiert BlockingDeque als blockierende Deque, was weder ArrayDeque noch LinkedList machen.



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