Java Collections und Slices

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20.03.2021

Ich hatte neulich einen Fall, in dem ich nicht nur über die Elemente einer Liste iterieren wollte, sondern über einen Satz von jeweils drei benachbarten Elementen (Element und sein Nachfolger/Vorgänger)

Nun könnte man das relativ unelegant über Indexoperationen der Liste realisieren oder auch über Code, der Element für Element iteriert und die letzten 3 Elemente in einer FiFo-ähnlichen Struktur hält. Diese Iterationen wären aber nicht effizient - Iterieren mittels Index oder Iterator über Listen hatte ich bereits untersucht und herausgefunden, dass das gegenüber dem foreach-Operator auf Collections ineffizient ist.

Es wäre schöner, wenn es auch in Java so etwas wei die Python-Slices gäbe (jetzt sage niemand, dass es die Sublist-Operation gibt - ich kann damit ja nur Ausschnitte der Liste bearbeiten aber nicht über solche Sublisten iterieren - außer der ineffizienten Variante über Indices).

Vor einiger Zeit habe ich eine Collections-Implementierung als doppelt verkettete Liste erstellt. Ich überlegte, ob diese Implementierung mir weiterhelfen könnte. Direkt war das nicht möglich, da die Liste - entsprechend des Kontrakts - einen Iterator über die Inhalte liefert. Ich würde aber einen benötigen, mit dem ich auf die einzelnen Kettenglieder zugreifen kann, die die Inhalte bergen.

So ein Iterator ist schnell geschrieben und damit konnte ich meinen Anwendungsfall schnell und elegant umsetzen: Ich iteriere damit über die einzelnen Elemente der Kette und erhalte so in jedem Iterationsschritt Zugriff auf das aktuelle Kettenglied und den enthaltenen Inhalt. Ich kann darüber auch auf seinen Vorgänger und Nachfolger und deren jeweiligen Inhalt zugreifen und könnte sogar darüber weiter entfernte Nachbarglieder der Kette erreichen.

Die initiale Implementierung zwang mich aber, mittels Iterator über die Liste zu iterieren - der foreach-Operator benutzt den Iterator, der durch die Methode iterator() einer Collection zur Verfügung gestellt wird.

Ich wollte genau dieses Pattern erreichen und so erweiterte ich die Implementierung der doppelt verketteten Liste um eine weitere Methode, die eine Implementierung einer Collection von Kettengliedern zurücklieferte - über diese konnte ich daraufhin auch mittels des foreach-Operators iterieren.

Ein Vergleich der Performanz beider Lösungen ist hier dargestellt - Man erkennt deutlich, dass der foreach-Operator der Variante mit Iterator deutlich überlegen ist. Es macht also durchaus Sinn, den zusätzlichen Aufwand einer weiteren Collection-Implementierung zu investieren:

Gnuplot Bar-Chart 100 Tests für die Iteration über eine Liste von "poor-mans-slices" in Java mittels java.util.Iterator und foreach

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