java 集合框架(一)概述

一.概述

　　Java Collection Framework (JCF) 提供给我们一系列的类和接口,方便开发者处理集合对象.

　　在Java 2之前，Java是没有完整的集合框架的。它只有一些简单的可以自扩展的容器类，比如Vector，Stack，Hashtable等。这些容器类在使用的过程中由于效率问题饱受诟病，因此在Java 2中，Java设计者们进行了大刀阔斧的整改，重新设计，于是就有了现在的集合框架。需要注意的是，之前的那些容器类库并没有被弃用而是进行了保留，主要是为了向下兼容的目的，但我们在平时使用中还是应该尽量少用。

　　Java集合框架大部分在java.util包中,此外还有一系列的并发集合在java.util.concurrent包中.在Java 7之后添加了泛型机制,使集合框架中在运行时期可能出现的类型转换问题,提前到编译时期来检查.

二.整体框架

　　从上图可以看出,java集合框架主要分两大类型,一种是集合(Collection),另一种是图(Map),Collection我们可以理解为一个大小可变,提供各种操作数据方法的数组,而Map是一种key-value数据结构的集合.Java集合框架的通用实现类的都提供两个"标准"的构造方法,一个无参构造,一个用来初始化集合大小的有参构造,但这并不是java的强制规范,但是集合框架中所有的通用类都遵循这个规则.

　　Collection是存储一组对象的集合容器,它主要有以下三个接口子类

List	可以有重复元素的有序集合
Set	没有重复元素的集合,存储无序
Queue	JDK 1.5后新添加的队列数据结构集合,主要是为了存储数据而设计的,而不是处理数据,适合做FIFO(先进先出)

　　Map并不是一个真正意义上的集合（are not true collections），但是这个接口提供了三种“集合视角”（collection views ），使得可以像操作集合一样操作它们，具体如下：

把map的内容看作key的集合(Set<K> keySet())
把map的内容看作value的集合(Collection<V> values)
把map的内容看作key-value映射的集合(Set<Map.Entry<K,V>> entrySet())

三. 通用实现

　　集合框架具体实现子类,可由不同接口类型集合与不同数据结构组合而成

接口	哈希表	可变数组	平衡二叉树	链表	哈希表+链表
List		ArrayList		LinkedList
Set	HashSet		TreeSet		LinkedHashSet
Deque		ArrayDeque		LinkedList
Map	HashMap		TreeMap		LinkedHashMap

　　通用接口实现类支持接口中所有可选的数据操作,并且没有任何的限制.这些通用类都是非同步的,如果要在多线程环境下使用线程安全的同步集合,可以调用Collections中的静态同步封装器,它可以将非同步的集合封装成同步集合.此外这些实现都有fail-fast机制的迭代器,可以用来探测无效的并发修改,快速而简洁的抛出错误.详细的可见Java ConcurrentModificationException

　　此外,为了保证集合框架的核心接口易于管理,一些修改集合的操作方法在接口中是被设计为可选的,一些通用实现可以选择不支持此类操作方法,如果这些方法被调用的话,则会抛出UnsupportedOperationException,例如在AbstractList类中,调用有些方法,比如add(int,E)就会直接抛出UnsupportedOperationException异常,子类必须重写这个方法才能支持添加元素操作,否则就意味着这个子类是被设计为不可变集合.但是在java集合框架中所有的通用实现类都支持所有的元素操作方法.

一.Iterable接口

二.Collection集合

1.Set接口

　　1.1 HashSet

　　1.2 TreeSet

　　1.3 LinkedHashSet

2.List接口

3.Queue接口

4.Deque接口

三.Map集合

四.Collections工具类

五.便利实现