Collections Data Structure Java

/*
 * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS HEADER.
 *
 * Copyright 1997-2007 Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
 *
 * The contents of this file are subject to the terms of either the GNU
 * General Public License Version 2 only ("GPL") or the Common
 * Development and Distribution License("CDDL") (collectively, the
 * "License"). You may not use this file except in compliance with the
 * License. You can obtain a copy of the License at
 * http://www.netbeans.org/cddl-gplv2.html
 * or nbbuild/licenses/CDDL-GPL-2-CP. See the License for the
 * specific language governing permissions and limitations under the
 * License.  When distributing the software, include this License Header
 * Notice in each file and include the License file at
 * nbbuild/licenses/CDDL-GPL-2-CP.  Sun designates this
 * particular file as subject to the "Classpath" exception as provided
 * by Sun in the GPL Version 2 section of the License file that
 * accompanied this code. If applicable, add the following below the
 * License Header, with the fields enclosed by brackets [] replaced by
 * your own identifying information:
 * "Portions Copyrighted [year] [name of copyright owner]"
 *
 * Contributor(s):
 *
 * The Original Software is NetBeans. The Initial Developer of the Original
 * Software is Sun Microsystems, Inc. Portions Copyright 1997-2006 Sun
 * Microsystems, Inc. All Rights Reserved.
 *
 * If you wish your version of this file to be governed by only the CDDL
 * or only the GPL Version 2, indicate your decision by adding
 * "[Contributor] elects to include this software in this distribution
 * under the [CDDL or GPL Version 2] license." If you do not indicate a
 * single choice of license, a recipient has the option to distribute
 * your version of this file under either the CDDL, the GPL Version 2 or
 * to extend the choice of license to its licensees as provided above.
 * However, if you add GPL Version 2 code and therefore, elected the GPL
 * Version 2 license, then the option applies only if the new code is
 * made subject to such option by the copyright holder.
 */
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
import java.lang.ref.ReferenceQueue;
import java.lang.ref.WeakReference;
import java.util.AbstractSet;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.ConcurrentModificationException;
import java.util.Iterator;
import java.util.logging.Level;
import java.util.logging.Logger;
/** Set which holds its members by using of WeakReferences.
* MT level: unsafe.
 * 

Note: as of JDK 6.0 (b51), you can instead use
 * 


 * Set<T> s = Collections.newSetFromMap(new WeakHashMap<T, Boolean>());
 * 

*
* @author Ales Novak
*/
public class WeakSet extends AbstractSet implements Cloneable, Serializable {
    static final long serialVersionUID = 3062376055928236721L;
    /** load factor */
    private float loadFactor;
    /** Number of items. */
    private int size;
    /** Modification count */
    private long modcount;
    /** Reference queue of collected weak refs */
    private transient ReferenceQueue refq;
    /** Count of null in this set */
    long nullCount;
    /** An array of Entries */
    private transient Entry[] entries;
    transient Entry iterChain;
    /** Constructs a new set. */
    public WeakSet() {
        this(11, 0.75f);
    }
    /** Constructs a new set containing the elements in the specified collection.
    * @param c a collection to add
    */
    public WeakSet(Collection c) {
        this();
        addAll(c);
    }
    /** Constructs a new, empty set;
    * @param initialCapacity initial capacity
    */
    public WeakSet(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, 0.75f);
    }
    /** Constructs a new, empty set;
    *
    * @param initialCapacity initial capacity
    * @param loadFactor load factor
    */
    public WeakSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        if ((initialCapacity <= 0) || (loadFactor <= 0)) {
            throw new IllegalArgumentException();
        }
        size = 0;
        modcount = 0;
        this.loadFactor = loadFactor;
        nullCount = 0;
        refq = new ReferenceQueue();
        entries = Entry.createArray(initialCapacity);
        iterChain = null;
    }
    
    /**
     * logs iterator chain (for debugging)
     * @param msg
     */
    void logIterChain(String msg) {
        Logger log = Logger.getLogger(WeakSet.class.getName());
        log.log(Level.FINE, msg);
        if (iterChain == null) {
            log.log(Level.FINE, "Empty");
            return;
        }
        StringBuilder str = new StringBuilder();
        Entry it = iterChain;
        str.append(size + ": ");
        while (it != null) {
            str.append(it.get() + "(" + it.hashcode + ")" + "->");
            it = it.iterChainNext;
        }
        log.log(Level.FINE, str.toString());
    }
    
    /** Adds the specified element to this set if it is not already present.
    *
    * @param o an Object to add
    */
    public boolean add(E o) {
        if (o == null) {
            size++;
            nullCount++;
            modcount++;
            return true;
        }
        Entry e = object2Entry(o);
        if (e != null) {
            return false;
        }
        modcount++;
        size++;
        int hash = hashIt(o);
        Entry next = entries[hash];
        iterChain = entries[hash] = new Entry(this, o, refq, next, iterChain);
        rehash();
        return true;
    }
    /** Removes all of the elements from this set. */
    public void clear() {
        for (int i = 0; i < entries.length; i++) {
            entries[i] = null;
        }
        nullCount = 0;
        modcount++;
        size = 0;
        iterChain = null;
    }
    /** Returns a shallow copy of this WeakSet instance: the elements themselves are not cloned. */
    public Object clone() {
        WeakSet nws = new WeakSet(1, loadFactor);
        nws.size = size;
        nws.nullCount = nullCount;
        Entry[] cloned = Entry.createArray(entries.length);
        nws.entries = cloned;
        for (int i = 0; i < cloned.length; i++) {
            Object ref;
            if ((entries[i] == null) || ((ref = entries[i].get()) == null)) {
                cloned[i] = null;
            } else {
                cloned[i] = ((entries[i] == null) ? null : entries[i].clone(nws.refq));
                ref = null;
            }
            // chains into nws iterator chain
            Entry entry = cloned[i];
            while (entry != null) {
                entry.chainIntoIter(nws.iterChain);
                nws.iterChain = entry;
                entry = entry.next;
            }
        }
        return nws;
    }
    /** Returns true if this set contains the specified element.
    *
    * @param o an Object to examine
    */
    public boolean contains(Object o) {
        if (o == null) {
            return nullCount > 0;
        }
        return object2Entry(o) != null;
    }
    /** Returns true if this set contains no elements.
    */
    public boolean isEmpty() {
        return ((nullCount == 0) && (size() == 0));
    }
    /** Returns an iterator over the elements in this set. */
    public Iterator iterator() {
        return new WeakSetIterator();
    }
    /** Removes the given element from this set if it is present.
    *
    * @param o an Object to remove
    * @return true if and only if the Object was successfuly removed.
    */
    public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
            if (nullCount > 0) {
                nullCount--;
                modcount++;
                size--;
            }
            return true;
        }
        Entry e = object2Entry(o);
        if (e != null) {
            modcount++;
            size--;
            e.remove();
            rehash();
            return true;
        }
        return false;
    }
    /** @return the number of elements in this set (its cardinality). */
    public int size() {
        checkRefQueue();
        return size;
    }
    public  T[] toArray(T[] array) {
        ArrayList list = new ArrayList(array.length);
        Iterator it = iterator();
        while (it.hasNext()) {
            list.add(it.next());
        }
        return list.toArray(array);
    }
    public Object[] toArray() {
        ArrayList list = new ArrayList();
        Iterator it = iterator();
        while (it.hasNext()) {
            list.add(it.next());
        }
        return list.toArray();
    }
    // #14772
    public String toString() {
        StringBuffer buf = new StringBuffer();
        Iterator e = iterator();
        buf.append("[");
        while (e.hasNext()) {
            buf.append(String.valueOf(e.next()));
            if (e.hasNext()) {
                buf.append(", ");
            }
        }
        buf.append("]");
        return buf.toString();
    }
    /** Checks if the queue is empty if not pending weak refs are removed. */
    void checkRefQueue() {
        for (;;) {
            Entry entry = Entry.class.cast(refq.poll());
            if (entry == null) {
                break;
            }
            entry.remove();
            size--;
        }
    }
    /** @return modcount */
    long modCount() {
        return modcount;
    }
    /** @return an index to entries array */
    int hashIt(Object o) {
        return (o.hashCode() & 0x7fffffff) % entries.length;
    }
    /** rehashes this Set */
    void rehash() {
        /*
        float currentLF = ((float) size) / ((float) entries.length);
        if (currentLF < loadFactor) {
          return;
        }
        */
    }
    /** @return an Entry with given object */
    private Entry object2Entry(Object o) {
        checkRefQueue(); // clear ref q
        int hash = hashIt(o);
        Entry e = entries[hash];
        if (e == null) {
            return null;
        }
        while ((e != null) && !e.equals(o)) {
            e = e.next;
        }
        return e;
    }
    private void writeObject(ObjectOutputStream obtos)
    throws IOException {
        obtos.defaultWriteObject();
        obtos.writeObject(toArray());
    }
    @SuppressWarnings("unchecked")
    private void readObject(ObjectInputStream obtis) throws IOException, ClassNotFoundException {
        obtis.defaultReadObject();
        Object[] arr = (Object[]) obtis.readObject();
        entries = new Entry[(int) (size * 1.5)];
        refq = new ReferenceQueue();
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            add((E)arr[i]);
        }
    }
    class WeakSetIterator implements Iterator {
        Entry current;
        Entry next;
        E currentObj;
        E nextObj;
        final long myModcount;
        long myNullCount;
        WeakSetIterator() {
            myModcount = modCount();
            myNullCount = nullCount;
            current = null;
            next = null;
            Entry ee = iterChain;
            if (ee == null) {
                return;
            }
            E o = ee.get();
            while (ee.isEnqueued()) {
                ee = ee.iterChainNext;
                if (ee == null) {
                    return;
                }
                o = ee.get();
            }
            nextObj = o;
            next = ee;
        }
        public boolean hasNext() {
            checkModcount();
            return ((myNullCount > 0) || (next != null));
        }
        public E next() {
            checkModcount();
            checkRefQueue();
            if (myNullCount > 0) {
                myNullCount--;
                return null;
            } else {
                if (next == null) {
                    throw new java.util.NoSuchElementException();
                }
                current = next;
                currentObj = nextObj;
                // move to next requested
                do {
                    next = next.iterChainNext;
                    if (next == null) {
                        break;
                    }
                    nextObj = next.get();
                } while (next.isEnqueued());
                return currentObj;
            }
        }
        public void remove() {
            checkModcount();
            if (current == null) {
                throw new IllegalStateException();
            }
            current.remove();
            size--;
        }
        void checkModcount() {
            if (myModcount != modCount()) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }
    }
    /** Entries of this set */
    static class Entry extends WeakReference {
        /** reference to outer WeakSet */
        private WeakSet set;
        // double linked list
        Entry prev;
        Entry next;
        private final int hashcode;
        Entry iterChainNext;
        Entry iterChainPrev;
        Entry(WeakSet set, E referenced, ReferenceQueue q, Entry next, Entry nextInIter) {
            super(referenced, q);
            this.set = set;
            this.next = next;
            this.prev = null;
            if (next != null) {
                next.prev = this;
            }
            if (referenced != null) {
                hashcode = set.hashIt(referenced);
            } else {
                hashcode = 0;
            }
            chainIntoIter(nextInIter);
        }
        @SuppressWarnings("unchecked")
        static final  Entry[] createArray(int size) {
            return new Entry[size];
        }
        void chainIntoIter(Entry nextInIter) {
            iterChainNext = nextInIter;
            if (nextInIter != null) {
                nextInIter.iterChainPrev = this;
            }
        }
        /** deques itself */
        void remove() {
            if (prev != null) {
                prev.next = next;
            }
            if (next != null) {
                next.prev = prev;
            }
            if (iterChainNext != null) {
                iterChainNext.iterChainPrev = iterChainPrev;
            }
            if (iterChainPrev != null) {
                iterChainPrev.iterChainNext = iterChainNext;
            } else { // root
                set.iterChain = iterChainNext;
            }
            if (set.entries[hashcode] == this) {
                set.entries[hashcode] = next;
            }
            prev = null;
            next = null;
            iterChainNext = null;
            iterChainPrev = null;
        }
        public int hashCode() {
            return hashcode;
        }
        public boolean equals(Object o) {
            Object oo = get();
            if (oo == null) {
                return false;
            } else {
                return oo.equals(o);
            }
        }
        public Entry clone(ReferenceQueue q) {
            return new Entry(set, get(), q, next != null ? next.clone(q) : null, null);
        }
    }
}