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Référence des collections

La Référence des collections en Java constitue un élément fondamental pour tout développeur backend travaillant sur des applications complexes et des architectures systèmes robustes. Elle fournit un cadre complet pour la gestion de données groupées, incluant les interfaces abstraites et les implémentations concrètes telles que List, Set, Queue et Map. L’importance de cette référence réside dans sa capacité à permettre une manipulation efficace et sécurisée des collections, en minimisant les risques de fuites de mémoire et en optimisant les performances algorithmiques.
Dans le développement logiciel et l’architecture des systèmes, les collections sont utilisées pour gérer les sessions utilisateurs, le caching, les files de traitement et la synchronisation entre threads. Les concepts clés comprennent la syntaxe Java, les structures de données (tableaux dynamiques, listes chaînées, tables de hachage, arbres rouges-noirs), les algorithmes de tri et de recherche, ainsi que les principes de programmation orientée objet tels que l’encapsulation, le polymorphisme et l’abstraction. À travers cette référence, le lecteur apprendra à créer, manipuler et optimiser les collections, appliquer des algorithmes avancés, gérer les exceptions correctement et adopter des pratiques de codage sûres et performantes.

Exemple de Base

java
JAVA Code
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class BasicCollectionsExample {
public static void main(String\[] args) {
List<Integer> numbers = new ArrayList<>();

numbers.add(10);
numbers.add(20);
numbers.add(30);

for (Integer num : numbers) {
System.out.println("Number: " + num);
}

System.out.println("Premier élément: " + numbers.get(0));

numbers.remove(Integer.valueOf(20));

System.out.println("Taille de la liste: " + numbers.size());
System.out.println("Contenu de la liste: " + numbers);
}

}

Exemple Pratique

java
JAVA Code
import java.util.*;
class Produit {
private String nom;
private double prix;

public Produit(String nom, double prix) {
this.nom = nom;
this.prix = prix;
}

public String getNom() { return nom; }
public double getPrix() { return prix; }

@Override
public String toString() {
return nom + " (€" + prix + ")";
}

}

public class CollectionsPracticalExample {
public static void main(String\[] args) {
Set<Produit> produits = new TreeSet<>(Comparator.comparingDouble(Produit::getPrix));

produits.add(new Produit("Ordinateur", 1200.50));
produits.add(new Produit("Téléphone", 799.99));
produits.add(new Produit("Tablette", 450.00));

System.out.println("Produits triés par prix:");
produits.forEach(System.out::println);

double seuil = 500.0;
List<Produit> produitsChers = produits.stream()
.filter(p -> p.getPrix() > seuil)
.toList();

System.out.println("Produits chers:");
produitsChers.forEach(System.out::println);
}

}

Advanced Implementation

java
JAVA Code
import java.util.*;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class AdvancedCollectionsExample {
public static void main(String\[] args) {
Map\<String, List<String>> rolesUtilisateurs = new ConcurrentHashMap<>();

rolesUtilisateurs.put("alice", new ArrayList<>(Arrays.asList("admin", "editor")));
rolesUtilisateurs.put("bob", new ArrayList<>(Arrays.asList("viewer")));
rolesUtilisateurs.put("charlie", new ArrayList<>());

rolesUtilisateurs.computeIfAbsent("charlie", k -> new ArrayList<>()).add("editor");

rolesUtilisateurs.forEach((user, roles) -> {
System.out.println(user + " rôles: " + roles);
});

try {
List<String> roles = rolesUtilisateurs.get("dave");
if (roles != null) {
System.out.println("Rôles de Dave: " + roles);
} else {
System.out.println("Utilisateur dave non trouvé.");
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}

}

📊 Référence Complète

Property/Method Description Syntax Example Notes
add(E e) Ajoute un élément collection.add(element) numbers.add(10) Pour List et Set
remove(Object o) Supprime un élément par valeur collection.remove(element) numbers.remove(Integer.valueOf(20)) Évite les confusions d’index
get(int index) Accès par index list.get(index) numbers.get(0) List uniquement
size() Taille de la collection collection.size() numbers.size() Général
isEmpty() Vérifie si vide collection.isEmpty() numbers.isEmpty() Sécurité des boucles
contains(Object o) Vérifie existence collection.contains(element) numbers.contains(30) Recherche linéaire dans List
clear() Vide la collection collection.clear() numbers.clear() Évite fuites mémoire
iterator() Obtient un Iterator Iterator<E> it = collection.iterator() Iterator<Integer> it = numbers.iterator() Parcours avancé
forEach(Consumer<? super E> action) Parcours avec lambda collection.forEach(e -> ...) numbers.forEach(System.out::println) Programmation fonctionnelle
toArray() Convertit en tableau collection.toArray() Object[] arr = numbers.toArray() Compatibilité API ancienne
stream() Crée un Stream collection.stream() numbers.stream().filter(n -> n>10) Traitement parallèle possible
parallelStream() Stream parallèle collection.parallelStream() numbers.parallelStream().forEach(...) Optimisation performances
addAll(Collection<? extends E> c) Ajout multiple collection.addAll(other) numbers.addAll(otherList) Ajout en lot
removeAll(Collection<?> c) Supprime multiples collection.removeAll(other) numbers.removeAll(toRemove) Filtrage de données
retainAll(Collection<?> c) Conserve intersection collection.retainAll(other) numbers.retainAll(toKeep) Inverse de removeAll
equals(Object o) Compare collections collection.equals(other) numbers.equals(otherNumbers) List sensible à l’ordre
hashCode() Code de hachage collection.hashCode() int hash = numbers.hashCode() Important pour Map et Set
addFirst(E e) Ajoute au début linkedList.addFirst(e) linkedList.addFirst(5) LinkedList uniquement
addLast(E e) Ajoute à la fin linkedList.addLast(e) linkedList.addLast(10) LinkedList uniquement
getFirst() Premier élément linkedList.getFirst() linkedList.getFirst() LinkedList uniquement
getLast() Dernier élément linkedList.getLast() linkedList.getLast() LinkedList uniquement
offer(E e) Ajoute à Queue queue.offer(e) queue.offer(15) Retourne false si plein
poll() Retire tête Queue queue.poll() Integer head = queue.poll() Retourne null si vide
peek() Lit tête Queue queue.peek() Integer head = queue.peek() Retourne null si vide
push(E e) Empile Stack stack.push(e) stack.push(20) Stack uniquement
pop() Dépile Stack stack.pop() Integer top = stack.pop() Exception si vide
peek() Lit Stack stack.peek() Integer top = stack.peek() Stack uniquement
computeIfAbsent(K key, Function<? super K,? extends V> mappingFunction) Créé si absent map.computeIfAbsent(key, k -> new ArrayList<>()) userRoles.computeIfAbsent("dave", k -> new ArrayList<>()) Initialisation automatique
put(K key, V value) Ajoute paire clé/valeur map.put(key,value) map.put("alice", list) Map uniquement
get(Object key) Récupère valeur map.get(key) map.get("alice") Retourne null si absent
remove(Object key) Supprime entrée map.remove(key) map.remove("bob") Map uniquement
keySet() Récupère clés map.keySet() Set<String> keys = map.keySet() Pour itération
values() Récupère valeurs map.values() Collection<List<String>> vals = map.values() Pour itération
entrySet() Récupère entrées map.entrySet() Set<Map.Entry<String,List<String>>> entries = map.entrySet() Itération avancée
merge(K key, V value, BiFunction<? super V,? super V,? extends V> remappingFunction) Fusionne valeurs map.merge("alice", newList, (oldV,newV)->oldV.addAll(newV)) Fusion efficace Évite écrasement
replace(K key, V value) Remplace valeur map.replace("alice", newList) Mise à jour Map Retourne null si clé absente
replaceAll(BiFunction<? super K,? super V,? extends V> function) Mise à jour globale map.replaceAll((k,v)->v) Modification en lot Programmation fonctionnelle
Collections.sort(List<T> list) Tri liste Collections.sort(list) Collections.sort(numbers) Tri interne
Collections.reverse(List<?> list) Inverse liste Collections.reverse(list) Collections.reverse(numbers) Aide aux algos
Collections.shuffle(List<?> list) Mélange aléatoire Collections.shuffle(list) Collections.shuffle(numbers) Aléatoire
Collections.unmodifiableList(List<? extends T> list) Liste immuable List<Integer> unmod = Collections.unmodifiableList(numbers) Protection modification Sécurité
Collections.synchronizedList(List<T> list) Liste thread-safe List<Integer> syncList = Collections.synchronizedList(numbers) Multi-thread Synchronisation nécessaire
Collections.binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key) Recherche binaire int idx = Collections.binarySearch(numbers, 20) Liste triée O(log n)
Collections.frequency(Collection<?> c, Object o) Nombre occurrences Collections.frequency(numbers, 10) Analyse données O(n)
Collections.max(Collection<? extends T> c) Valeur max Collections.max(numbers) Comparable nécessaire Algo fréquent
Collections.min(Collection<? extends T> c) Valeur min Collections.min(numbers) Comparable nécessaire Algo fréquent
Collections.addAll(Collection<? super T> c, T... elements) Ajout multiple Collections.addAll(numbers, 1,2,3) Réduit boucles Efficace
Collections.copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) Copie liste Collections.copy(dest, src) dest.size() >= src.size() Évite IndexOutOfBounds
Collections.rotate(List<?> list, int distance) Rotation Collections.rotate(numbers, 2) Algorithme circulaire Déplacement circulaire
Collections.fill(List<? super T> list, T obj) Remplir liste Collections.fill(numbers, 0) Initialisation Remplace tout
Collections.nCopies(int n, T obj) Liste immuable List<Integer> zeros = Collections.nCopies(5,0) Lecture seule Taille fixe
Collections.disjoint(Collection<?> c1, Collection\<?> c2) Pas d’éléments communs Collections.disjoint(list1,list2) Boolean Vérification
Collections.emptyList() Liste vide Collections.emptyList() List<Integer> empty = Collections.emptyList() Immuable
Collections.emptySet() Set vide Collections.emptySet() Set<String> emptySet = Collections.emptySet() Immuable
Collections.emptyMap() Map vide Collections.emptyMap() Map\<String,Integer> emptyMap = Collections.emptyMap() Immuable
Collections.singleton(T o) Set à un élément Collections.singleton(1) Immuable Fixe
Collections.singletonList(T o) Liste à un élément Collections.singletonList("one") Immuable Thread-safe
Collections.singletonMap(K key, V value) Map à un élément Collections.singletonMap("k","v") Immuable Thread-safe

📊 Complete Properties Reference

Property Values Default Description Browser Support
ArrayList Tableau dynamique Vide Liste modifiable Toutes JVM
LinkedList Liste doublement chaînée Vide Insertion/suppression efficace Toutes JVM
HashSet Set haché Vide Éléments uniques et non ordonnés Toutes JVM
TreeSet Arbre rouge-noir Vide Éléments uniques et triés Toutes JVM
HashMap Map hachée Vide Accès clé/valeur rapide Toutes JVM
TreeMap Map arbre rouge-noir Vide Clés triées Toutes JVM
ConcurrentHashMap Map concurrente Vide Thread-safe Toutes JVM
Stack Pile Vide LIFO Toutes JVM
Queue File Vide FIFO Toutes JVM
PriorityQueue File prioritaire Vide Tri par priorité Toutes JVM
Vector Tableau synchronisé Vide Ancien, thread-safe Toutes JVM
Collections.unmodifiableList Liste immuable N/A Protection modification Toutes JVM

La maîtrise des collections Java permet de gérer efficacement les données, d’implémenter des algorithmes complexes et de construire des systèmes backend fiables. Les types incluent List, Set, Map et Queue, et le choix du type approprié influence directement la performance et la sécurité. L’usage avancé implique tri, filtrage, collections immuables, synchronisation et intégration avec Stream API, crucial pour les applications d’entreprise. Les étapes suivantes consistent à explorer les collections concurrentes, les implémentations spécialisées comme LinkedHashMap et WeakHashMap, et la combinaison avec la programmation fonctionnelle. Pour appliquer ces concepts, sélectionnez toujours la collection adaptée, évitez les fuites mémoire et optimisez les accès. Les ressources incluent la documentation officielle Java, tutoriels avancés et projets open source, fournissant un apprentissage continu et des cas pratiques.

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