java - Java 的集合接口(interface)和类层次结构做得不好吗？

Question

我开始知道在 Java 中，LinkedList class implements both Deque and List接口(interface)。这让我有些困惑。

在计算机科学教学大纲中，从未有人教过我队列可以是一个列表，或者更准确地说，队列可以表现得像一个列表。也就是说，有些事情列表可以做，但队列不能。但是列表可以像队列一样工作。例如，List 接口(interface)有 the following methods :

add(E e)
add(int index, E element)

但是队列 has only the following :

add(E e)

很明显 Queue 不允许在特定索引处插入，这在 List 中是允许的。其他操作也是如此，例如 Queue.remove() 与 List.remove(int index)、List.get(int index) 与 Queue.peek()。换句话说，列表是一种更通用的数据结构，可以模拟Queue。

现在能够模拟不同于拥有合约子集。也就是说，Queue 不允许 List 的某些操作(索引)，并且只允许以特定方式完成某些操作(仅在尾部插入，仅从头部删除)。所以 Queue 并没有真正对 List 的契约进行“添加”。这就是为什么 Queue 没有扩展 Java 集合框架中的 List，而是都扩展了 Collection 接口(interface)。我相信这也是为什么任何类同时实现两者都是不正确的，因为 Queue 的契约(Contract)与 List 的契约(Contract)冲突(这就是为什么他们从 Collection接口(interface)分开)。但是，LinkedList 实现了这两个接口(interface)。

我也遇到了this回答:

The LinkedList implementation happens to satisfy the Deque contract, so why not make it implement the interface?

我仍然不明白我们怎么能说“LinkedList 实现恰好满足 Deque 契约”。队列的概念不允许在任意索引处插入。因此，Queue 接口(interface)没有这样的方法。

然而，我们只能通过接口(interface)执行契约，不能禁止某些方法的实现。作为列表(名称中有“List”)，我觉得使用队列方法 peek()、pop() 和 add(int index , E 元素) 在 LinkedList 中。

我相信，相反，我们应该有单独的类 LinkedQueue，它可以有队列的链接实现，类似于 LinkedBlockingQueue，它包含 BlockingQueue 的链接实现>。

另请注意，LinkedList 是唯一继承自列表和队列系列的类，也就是说，没有其他类同时实现了 List 和 队列(AFAIK)。这是否表明 LinkedList 有问题？

我是不是完全错了，是不是多虑了？

Answer 1

您完全忽略了 programming to interface 的要点.

如果你需要一个Queue，你永远不会写:

LinkedList<String> queue = new LinkedList<>();

因为，您是对的，这将允许您使用非队列方法。相反，您可以像这样对接口(interface)进行编程:

Queue<String> queue = new LinkedList<>();

现在您只能访问 6 Queue方法(以及所有 Collection 方法)。所以，即使LinkedList实现了更多方法，您将无法再访问它们。

因此，如果您需要一个队列，您可以选择最适合您所需的性能、存储和访问特性的 Queue 接口(interface)的实现，例如

• LinkedList使用更多内存，但当队列清空时它会收缩。

• ArrayDeque使用更少的内存，但不会缩小。

• PriorityQueue是具有元素优先级的非 FIFO 队列。

• ConcurrentLinkedQueue , ConcurrentLinkedDeque支持多线程并发访问。

• 还有更多...

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I was never taught that queue can be a list, or more precisely queue can behave like a list.

请记住，implements 定义了一个behaves like 关系。 LinkedList 表现得像 List。 LinkedList 表现得像 Deque。 LinkedList 表现得像 Queue。

但是仅仅因为 LinkedList 表现得像所有这些，并不意味着 List 表现得像 Queue 或者 Queue 表现得像 List。他们没有。

表现得像关系只有一种方式。