Collections Framework の概要

コレクションインタフェースの変更メソッドの多くには、「省略可能」というラベルが付いています。実装によっては、いくつかのオペレーションが実行されないことがあります。 実行しようとすると、実行時例外 (UnsupportedOperationException) がスローされます。実装のドキュメントには、実装でサポートされるオプションのオペレーションを記述する必要があります。この仕様を理解するための助けとして、いくつかの用語が導入されています。

• 変更操作 (add、remove、および clear など) をサポートしないコレクションのことを「変更不可能」であると言う。変更不可能ではないコレクションのことを「変更可能」であると言う
• Collection オブジェクト内にどのような変更も見られないことを保証するコレクションは、「不変」であると言う。不変ではないコレクションのことを「可変」であると言う
• 要素は変化しても、サイズが定数値であることが保証されたリストは、「固定サイズ」であると言う。固定サイズでないリストは、「可変サイズ」であると言う
• 高速 (通常は一定時間) インデックスの付いた要素のアクセスをサポートするリストは、「ランダムアクセス」リストと呼ばれます。高速インデックスの付いた要素のアクセスをサポートしないリストは、「順次アクセス」リストと呼ばれます。ランダムアクセスをサポートすることを通知するためのリストを示すために、RandomAccess マーカインタフェースが提供されます。これにより汎用アルゴリズムがランダムアクセスリストまたは順次アクセスリストのいずれかに適用されるとき、その動作を変更してパフォーマンスを向上することができます。

実装によっては、格納する要素 (Maps の場合はキーおよび値) を限定する場合があります。要素を限定する条件には、次のようなものがあります。

• 特定の型
• null 以外
• 任意に選んだある述語に適合

実装の制限に適合しない要素を追加しようとすると、実行時例外が発生します。 典型的な実行時例外には、ClassCastException、IllegalArgumentException、また NullPointerException があります。実装の制限に適合しない要素を削除またはテストしようとすると、「制限付きのコレクション」のどれかがその使用法を許可しているとしても、例外が発生します。

コレクションの実装

汎用の実装は、コレクションインタフェースの省略可能なオペレーションをすべてサポートしています。また、格納する要素に制限はありません。これらの実装は非同期ですが、Collections クラスには、「同期ラッパー」と呼ばれる静的ファクトリが含まれます。同期ラッパーは、同期をとらない多くのコレクションに同期をとる機能を追加するために使用されます。新規の実装にはすべて、「フェイルファスト反復子」が含まれます。 フェイルファスト反復子は、不正な並列変更を探知し、素早く、クリーンにフェイルします。 不規則な動作はしません。

AbstractCollection、AbstractSet、AbstractList、AbstractSequentialList、および AbstractMap クラスは、コアコレクションインタフェースのスケルトン実装を提供し、実装に必要な手間を最小限に抑えます。これらのクラスの API ドキュメントには、各メソッドがどのように実装されているかが説明されているため、実装者は、特定の実装の「基本オペレーション」のパフォーマンスに基づき、どのメソッドをオーバーライドしたらよいかがわかります。

設計目標

設計上の主要な目標は、実際のサイズにおいて、またより重要性の高い「概念の重さ」においても妥当な小ささの API を作成することでした。現在の Java プログラマにとって、この新機能が違和感のないものにするということも非常に重要な点でした。 このため、既存の機能を置き換えるのではなく、機能を追加する必要がありました。同時に、この新しい API は、上記の利点すべてを提供できるような強力なものにする必要がありました。

コアインタフェースを小さく保つために、インタフェースはこのようなわずかな違いを可変、修正、サイズ変更としてはとらえません。コアインタフェースでのある種の呼び出しは「省略可能」であり、実装は、特定の省略可能なオペレーションに関しては UnsupportedOperationException をスローして、サポートしないことを示せるようにしました。もちろん、コレクションの実装者は、実装が省略可能なオペレーションのうち、どれをサポートしているかをドキュメントに明示する必要があります。

各コアインタフェース内のメソッドの数を少数に保つために、メソッドが次のどれかの場合にだけ、インタフェースはメソッドを格納します。

1. 真に「基礎的なオペレーション」である。つまり、このメソッドを利用して他のメソッドを定義可能である
2. 重要な実装がそのメソッドをオーバーライドすることを望むだけの、パフォーマンス上の強力な理由がある

コレクションの妥当な表現が、すべて相互運用可能であることは重要な要件です。この表現には配列が含まれます。配列は、言語を変えずに直接 Collection インタフェースを実装することはできません。このため、フレームワークには、コレクションを配列にダンプできるメソッド、コレクションと見なすことのできる配列、およびコレクションと見なすことのできるマップが含まれています。

Copyright © 1995-2004 Sun Microsystems, Inc.All Rights Reserved. コメントの送付先:collections-comments@java.sun.com

Java Software