Combinar várias coleções em uma única coleção lógica?

Suponha que eu tenho um número constante de coleções (por exemplo, 3 ArrayLists) como membros de uma classe. Agora, quero expor todos os elementos a outras classes para que possam simplesmente iterar sobre todos os elementos (de preferência, somente leitura). Estou usando coleções de goiaba e me pergunto como poderia usar iteráveis ​​/ iteradores de goiaba para gerar uma visão lógica nas coleções internas sem fazer cópias temporárias.

Com o Guava, você pode usar o Iterables.concat(Iterable<T> ...), ele cria uma visualização ao vivo de todos os iteráveis, concatenados em um (se você alterar os iteráveis, a versão concatenada também muda). Em seguida, envolva o iterável concatenado com Iterables.unmodifiableIterable(Iterable<T>)(eu não tinha visto o requisito somente leitura antes).

Dos Iterables.concat( .. )JavaDocs:

Combina vários iteráveis ​​em um único iterável. O iterável retornado possui um iterador que percorre os elementos de cada iterável nas entradas. Os iteradores de entrada não são pesquisados ​​até que sejam necessários. O iterador do iterável retornado é compatível remove() quando o iterador de entrada correspondente também.

Embora isso não diga explicitamente que se trata de uma visualização ao vivo, a última frase implica que é (suportar o Iterator.remove()método apenas se o iterador de apoio oferecer suporte, não é possível, a menos que use uma visualização ao vivo)

Código de amostra:

final List<Integer> first  = Lists.newArrayList(1, 2, 3);
final List<Integer> second = Lists.newArrayList(4, 5, 6);
final List<Integer> third  = Lists.newArrayList(7, 8, 9);
final Iterable<Integer> all =
    Iterables.unmodifiableIterable(
        Iterables.concat(first, second, third));
System.out.println(all);
third.add(9999999);
System.out.println(all);

Resultado:

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 9999999]

Editar:

Por solicitação de Damian, aqui está um método semelhante que retorna uma visualização de coleção ao vivo

public final class CollectionsX {

    static class JoinedCollectionView<E> implements Collection<E> {

        private final Collection<? extends E>[] items;

        public JoinedCollectionView(final Collection<? extends E>[] items) {
            this.items = items;
        }

        @Override
        public boolean addAll(final Collection<? extends E> c) {
            throw new UnsupportedOperationException();
        }

        @Override
        public void clear() {
            for (final Collection<? extends E> coll : items) {
                coll.clear();
            }
        }

        @Override
        public boolean contains(final Object o) {
            throw new UnsupportedOperationException();
        }

        @Override
        public boolean containsAll(final Collection<?> c) {
            throw new UnsupportedOperationException();
        }

        @Override
        public boolean isEmpty() {
            return !iterator().hasNext();
        }

        @Override
        public Iterator<E> iterator() {
            return Iterables.concat(items).iterator();
        }

        @Override
        public boolean remove(final Object o) {
            throw new UnsupportedOperationException();
        }

        @Override
        public boolean removeAll(final Collection<?> c) {
            throw new UnsupportedOperationException();
        }

        @Override
        public boolean retainAll(final Collection<?> c) {
            throw new UnsupportedOperationException();
        }

        @Override
        public int size() {
            int ct = 0;
            for (final Collection<? extends E> coll : items) {
                ct += coll.size();
            }
            return ct;
        }

        @Override
        public Object[] toArray() {
            throw new UnsupportedOperationException();
        }

        @Override
        public <T> T[] toArray(T[] a) {
            throw new UnsupportedOperationException();
        }

        @Override
        public boolean add(E e) {
            throw new UnsupportedOperationException();
        }

    }

    /**
     * Returns a live aggregated collection view of the collections passed in.
     * <p>
     * All methods except {@link Collection#size()}, {@link Collection#clear()},
     * {@link Collection#isEmpty()} and {@link Iterable#iterator()}
     *  throw {@link UnsupportedOperationException} in the returned Collection.
     * <p>
     * None of the above methods is thread safe (nor would there be an easy way
     * of making them).
     */
    public static <T> Collection<T> combine(
        final Collection<? extends T>... items) {
        return new JoinedCollectionView<T>(items);
    }

    private CollectionsX() {
    }

}

Soluções simples do Java 8 usando a Stream.

Número constante

Supondo private Collection<T> c, c2, c3.

Uma solução:

public Stream<T> stream() {
    return Stream.concat(Stream.concat(c.stream(), c2.stream()), c3.stream());
}

Outra solução:

public Stream<T> stream() {
    return Stream.of(c, c2, c3).flatMap(Collection::stream);
}

Número variável

Supondo private Collection<Collection<T>> cs:

public Stream<T> stream() {
    return cs.stream().flatMap(Collection::stream);
}

Se você estiver usando pelo menos Java 8, veja minha outra resposta .

Se você já usa o Google Guava, veja a resposta de Sean Patrick Floyd .

Se você estiver travado no Java 7 e não quiser incluir o Google Guava, poderá escrever o seu próprio (somente leitura) Iterables.concat()usando no máximo Iterablee Iterator:

Número constante

public static <E> Iterable<E> concat(final Iterable<? extends E> iterable1,
                                     final Iterable<? extends E> iterable2) {
    return new Iterable<E>() {
        @Override
        public Iterator<E> iterator() {
            return new Iterator<E>() {
                final Iterator<? extends E> iterator1 = iterable1.iterator();
                final Iterator<? extends E> iterator2 = iterable2.iterator();

                @Override
                public boolean hasNext() {
                    return iterator1.hasNext() || iterator2.hasNext();
                }

                @Override
                public E next() {
                    return iterator1.hasNext() ? iterator1.next() : iterator2.next();
                }
            };
        }
    };
}

Número variável

@SafeVarargs
public static <E> Iterable<E> concat(final Iterable<? extends E>... iterables) {
    return concat(Arrays.asList(iterables));
}

public static <E> Iterable<E> concat(final Iterable<Iterable<? extends E>> iterables) {
    return new Iterable<E>() {
        final Iterator<Iterable<? extends E>> iterablesIterator = iterables.iterator();

        @Override
        public Iterator<E> iterator() {
            return !iterablesIterator.hasNext() ? Collections.emptyIterator()
                                                : new Iterator<E>() {
                Iterator<? extends E> iterableIterator = nextIterator();

                @Override
                public boolean hasNext() {
                    return iterableIterator.hasNext();
                }

                @Override
                public E next() {
                    final E next = iterableIterator.next();
                    findNext();
                    return next;
                }

                Iterator<? extends E> nextIterator() {
                    return iterablesIterator.next().iterator();
                }

                Iterator<E> findNext() {
                    while (!iterableIterator.hasNext()) {
                        if (!iterablesIterator.hasNext()) {
                            break;
                        }
                        iterableIterator = nextIterator();
                    }
                    return this;
                }
            }.findNext();
        }
    };
}

Você poderia criar um novo Liste addAll()de seus outros Listpara ele. Em seguida, retorne uma lista não modificável com Collections.unmodifiableList().

Aqui está minha solução para isso:

EDIT - código alterado um pouco

public static <E> Iterable<E> concat(final Iterable<? extends E> list1, Iterable<? extends E> list2)
{
    return new Iterable<E>()
    {
        public Iterator<E> iterator()
        {
            return new Iterator<E>()
            {
                protected Iterator<? extends E> listIterator = list1.iterator();
                protected Boolean checkedHasNext;
                protected E nextValue;
                private boolean startTheSecond;

                public void theNext()
                {
                    if (listIterator.hasNext())
                    {
                        checkedHasNext = true;
                        nextValue = listIterator.next();
                    }
                    else if (startTheSecond)
                        checkedHasNext = false;
                    else
                    {
                        startTheSecond = true;
                        listIterator = list2.iterator();
                        theNext();
                    }
                }

                public boolean hasNext()
                {
                    if (checkedHasNext == null)
                        theNext();
                    return checkedHasNext;
                }

                public E next()
                {
                    if (!hasNext())
                        throw new NoSuchElementException();
                    checkedHasNext = null;
                    return nextValue;

                }

                public void remove()
                {
                    listIterator.remove();
                }
            };
        }
    };
}