Java 集合系列02之 Collection架构
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Collection概述
Collection是一个接口，它主要有两个子接口：List 和 Set。List和Set都是接口，它们继承于Collection。List是有序的队列，List中可以有重复的元素；而Set是数学概念中的集合，Set中没有重复元素，List和Set都有各自的实现类。
AbstractCollection抽象类是Collection接口的实现类，实现了Collection中的绝大部分函数；在以后的集合类中就可以通过继承AbstractCollection省去重复编码。AbstractList和AbstractSet都继承于AbstractCollection，具体的List实现类继承于AbstractList，而Set的实现类则继承于AbstractSet。
另外，Collection中有一个iterator()函数，它的作用是返回一个Iterator接口。通常，我们通过Iterator迭代器来遍历集合。ListIterator是List接口所特有的，在List接口中，通过ListIterator()返回一个ListIterator对象。
Collection的一些框架类的关系图：
1 Collection接口
Collection是一个接口，是高度抽象出来的集合，它包含了集合的基本操作：添加、删除、清空、遍历(读取)、是否为空、获取大小、是否保护某元素等等。
Collection接口的所有子类(直接子类和间接子类)都必须实现2种构造函数：不带参数的构造函数 和 参数为Collection的构造函数。带参数的构造函数，可以用来转换Collection的类型。
Collection方法列表：
public interface Collection<E> extends Iterable<E> { int size(); boolean isEmpty(); boolean contains(Object o); Iterator<E> iterator(); Object[] toArray(); <T> T[] toArray(T[] a); boolean add(E e); boolean remove(Object o); boolean containsAll(java.util.Collection<?> c); boolean addAll(java.util.Collection<? extends E> c boolean removeAll(java.util.Collection<?> c); boolean retainAll(java.util.Collection<?> c); void clear(); boolean equals(Object o); int hashCode(); @Override default Spliterator<E> spliterator() { return Spliterators.spliterator(this, 0); } default Stream<E> stream() { return StreamSupport.stream(spliterator(), false); } default Stream<E> parallelStream() { return StreamSupport.stream(spliterator(), true); } }
2 List接口
List是一个继承于Collection的接口，List是有序的队列，List中的每一个元素都有一个索引,都可以根据索引随机访问；第一个元素的索引值是0，往后的元素的索引值依次+1。和Set不同，List中允许有重复的元素。
List是继承于Collection接口，它自然就包含了Collection中的全部函数接口；同时List也有自己的API接口。主要有“添加、删除、获取、修改指定位置的元素”、“获取List中的子队列”等。
List方法列表：
public interface List<E> extends Collection<E> { int size(); boolean isEmpty(); boolean contains(Object o); Iterator<E> iterator(); Object[] toArray(); <T> T[] toArray(T[] a); boolean add(E e); boolean remove(Object o); boolean containsAll(Collection<?> c); boolean addAll(Collection<? extends E> c); boolean removeAll(Collection<?> c); boolean retainAll(Collection<?> c); void clear(); boolean equals(Object o); int hashCode(); @Override default Spliterator<E> spliterator() { return Spliterators.spliterator(this, Spliterator.ORDERED); } boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c); E get(int index); E set(int index, E element); void add(int index, E element); E remove(int index); int indexOf(Object o); int lastIndexOf(Object o); ListIterator<E> listIterator(); ListIterator<E> listIterator(int index); java.util.List<E> subList(int fromIndex, int toIndex); default void replaceAll(UnaryOperator<E> operator) { Objects.requireNonNull(operator); final ListIterator<E> li = this.listIterator(); while (li.hasNext()) { li.set(operator.apply(li.next())); } } @SuppressWarnings({"unchecked", "rawtypes"}) default void sort(Comparator<? super E> c) { Object[] a = this.toArray(); Arrays.sort(a, (Comparator) c); ListIterator<E> i = this.listIterator(); for (Object e : a) { i.next(); i.set((E) e); } } }
说明：相比与Collection，List方法列表中红色部分的方法是新增的,大多数方法是跟List集合中索引相关；ListIterator是List接口所特有的，在List接口中，通过ListIterator()返回一个ListIterator对象。
3 Set接口
Set是一个继承于Collection的接口，即Set也是集合中的一种。Set是没有重复元素的集合。
Set的方法列表和Collection完全一样，Set接口方法列表：
public interface Collection<E> extends Iterable<E> { int size(); boolean isEmpty(); boolean contains(Object o); Iterator<E> iterator(); Object[] toArray(); <T> T[] toArray(T[] a); boolean add(E e); boolean remove(Object o); boolean containsAll(java.util.Collection<?> c); boolean addAll(java.util.Collection<? extends E> c boolean removeAll(java.util.Collection<?> c); boolean retainAll(java.util.Collection<?> c); void clear(); boolean equals(Object o); int hashCode(); @Override default Spliterator<E> spliterator() { return Spliterators.spliterator(this, 0); } default Stream<E> stream() { return StreamSupport.stream(spliterator(), false); } default Stream<E> parallelStream() { return StreamSupport.stream(spliterator(), true); } }
4. AbstractCollection抽象类
AbstractCollection的定义如下：
public abstract class AbstractCollection<E> implements Collection<E> {}
AbstractCollection是一个抽象类，它实现了Collection中除iterator()和size()之外的函数。
AbstractCollection的主要作用：它实现了Collection接口中的大部分函数。从而方便其它类实现Collection，比如ArrayList、LinkedList等，它们这些类想要实现Collection接口，通过继承AbstractCollection就已经实现了大部分的接口了。
5 AbstractList抽象类
AbstractList的定义如下：
public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> {}
AbstractList是一个继承于AbstractCollection，并且实现List接口的抽象类。它实现了List中除size()、get(int location)之外的函数。
AbstractList的主要作用：它实现了List接口中的大部分函数。从而方便其它类继承List。
另外，和AbstractCollection相比，AbstractList抽象类中，实现了iterator()接口。
6 AbstractSet抽象类
AbstractSet的定义如下：
public abstract class AbstractSet<E> extends AbstractCollection<E> implements Set<E> {}
AbstractSet是一个继承于AbstractCollection，并且实现Set接口的抽象类。由于Set接口和Collection接口中的方法完全一样，Set也就没有自己单独的方法。和AbstractCollection一样，它实现了List中除iterator()和size()之外的函数。
AbstractSet的主要作用：它实现了Set接口中的大部分函数。从而方便其它类实现Set接口。
7 Iterator
Iterator的定义如下：
public interface Iterator<E> {}
Iterator是一个接口，它是Collection所有子类集合的迭代器。集合可以通过Iterator去遍历集合中的元素。Iterator功能有：是否存在下一个元素、获取下一个元素、删除当前元素。
注意：Iterator遍历Collection时，是fail-fast机制的。即，当通过iterator遍历某集合的过程中，若该集合的内容被修改，就会抛出ConcurrentModificationException异常，产生fail-fast事件。
boolean hasNext() E next() void remove()
8 ListIterator
ListIterator的定义如下：
public interface ListIterator<E> extends Iterator<E> {}
ListIterator是一个继承于Iterator的接口，它是专门用于遍历List的迭代器，能提供向前/向后遍历。相比于Iterator，它新增了添加、是否存在上一个元素、获取上一个元素等方法。
