Java集合类根接口：Collection 和 Map
前言
在前文中我们了解了几种常见的数据结构，这些数据结构有着各自的应用场景，并且被广泛的应用于编程语言中，其中，Java中的集合类就是基于这些数据结构为基础。
Java的集合类是一些非常实用的工具类，主要用于存储和装载数据 (包括对象)，因此，Java的集合类也被成为容器。在Java中，所有的集合类都位于java.util包下，这些集合类主要是基于两个根接口派生而来，它们就是 Collection和 Map。
Collection接口
Collection派生出三个子接口，Set代表不可重复的无序集合、List代表可重复的有序集合、Queue是java提供的队列实现，通过它们不断的扩展出很多的集合类，例如HashMap、ArrayList、LinkedList、Deque等，其分布图如下：
作为最基本的两个根接口之一，Collection提供了很多的基础方法，供它的子类调用。下面是Collection接口的源码：
public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
int size();
boolean isEmpty();
boolean contains(Object var1);
Iterator<E> iterator();
Object[] toArray();
<T> T[] toArray(T[] var1);
boolean add(E var1);
boolean remove(Object var1);
boolean containsAll(Collection<?> var1);
boolean addAll(Collection<? extends E> var1);
boolean removeAll(Collection<?> var1);
default boolean removeIf(Predicate<? super E> var1) {
Objects.requireNonNull(var1);
boolean var2 = false;
Iterator var3 = this.iterator();
while(var3.hasNext()) {
if (var1.test(var3.next())) {
var3.remove();
var2 = true;
}
}
return var2;
}
boolean retainAll(Collection<?> var1);
void clear();
boolean equals(Object var1);
int hashCode();
default Spliterator<E> spliterator() {
return Spliterators.spliterator(this, 0);
}
default Stream<E> stream() {
return StreamSupport.stream(this.spliterator(), false);
}
default Stream<E> parallelStream() {
return StreamSupport.stream(this.spliterator(), true);
}
}
从源码可以看出，里面有很多方法是针对集合的基础操作，例如添加，删除，查询。例如：
-
int size()获取元素个数 -
boolean isEmpty()是否个数为 0 -
boolean contains(Object element)是否包含指定元素 -
boolean add(E element)添加元素，成功时返回 true -
boolean remove(Object element)删除元素，成功时返回 true -
Iterator<E> iterator()获取迭代器
还有一些操作整个集合的方法：
boolean containsAll(Collection<?> c)
是否包含指定集合 c 的全部元素
boolean addAll(Collection<? extends E> c)
添加集合 c 中所有的元素到本集合中，如果集合有改变就返回 true
boolean removeAll(Collection<?> c)
删除本集合中和 c 集合中一致的元素，如果集合有改变就返回 true
boolean retainAll(Collection<?> c)
保留本集合中 c 集合中两者共有的，如果集合有改变就返回 true
void clear()
删除所有元素
值得说明的是，在jdk1.8之后，Collection 接口还提供了从集合获取连续的或者并行流的方法：
Stream<E> stream() 在这个集合上返回一个顺序流 ，单线程
Stream<E> parallelStream() 在这个集合上返回一个并行的代码流 ，多线程
Stream相当于高级版本的iterator，可以对集合做比较，分类，甚至是过滤等操作，一般是结合lambda表达式来使用，这样会使代码变得更加简洁 (有人说会更难理解，这个仁者见仁) ，下面举几个简单的例子：
1、使用顺序流来过滤掉集合中为 “aaa” 的元素并做输出：
List<String> list = Arrays.asList("aaa", "bbb", "ccc");
list.stream().filter(e -> !e.contains("aaa"))
.forEach(e -> System.out.println(e));
2、使用并行流来操作集合：
List<String> list = Arrays.asList("aaa", "bbb", "ccc");
list.parallelStream().filter(e -> !e.contains("aaa"))
.forEach(e -> System.out.println(e));
当使用顺序流去遍历时，每个item读完后再读下一个item。
而使用并行流去遍历时，集合会被分成多个段，其中每一个都在不同的线程中处理，然后将结果一起输出，所以理论上，并行流的效率至少是顺序流的两倍以上。
Map接口
Map接口是和Collection同等级的根接口，它表示一个键值对（key-value）的映射，每一个key对应一个value，查找Map中的数据，总是根据key来获取，所以key是不可重复的，它用于标识集合里的每项数据。跟Collection一样，Map接口派生了很多的集合子类，这是Map的体系架构图：
Map接口提供了很多集合的初识方法，其底层结构是封装一个名为entry的接口，源码如下：
public interface Entry<K, V> {
K getKey();
V getValue();
V setValue(V var1);
boolean equals(Object var1);
int hashCode();
static <K extends Comparable<? super K>, V> Comparator<Map.Entry<K, V>> comparingByKey() {
return (Comparator)((Serializable)((var0x, var1x) -> {
return ((Comparable)var0x.getKey()).compareTo(var1x.getKey());
}));
}
static <K, V extends Comparable<? super V>> Comparator<Map.Entry<K, V>> comparingByValue() {
return (Comparator)((Serializable)((var0x, var1x) -> {
return ((Comparable)var0x.getValue()).compareTo(var1x.getValue());
}));
}
static <K, V> Comparator<Map.Entry<K, V>> comparingByKey(Comparator<? super K> var0) {
Objects.requireNonNull(var0);
return (Comparator)((Serializable)((var1x, var2x) -> {
return var0.compare(var1x.getKey(), var2x.getKey());
}));
}
static <K, V> Comparator<Map.Entry<K, V>> comparingByValue(Comparator<? super V> var0) {
Objects.requireNonNull(var0);
return (Comparator)((Serializable)((var1x, var2x) -> {
return var0.compare(var1x.getValue(), var2x.getValue());
}));
}
}
从源码中可以看出，entry中封装了一系列设值和比较器，这也是Map实现类的元素操作的基础接口，一个entry就相当于一个封装了键值对的元素，是Map接口里的架构核心。
除此之外，Map中还提供了两个集合来操作自身，这就是 KeySet 和 Values。
Set<K> keySet();
Collection<V> values();
KeySet 是一个 Map 中 key 的集合，以 Set 的形式保存，不允许重复，因此键存储的对象需要重写 equals() 和 hashCode() 方法。
Values 是一个 Map 中 value 的集合，以 Collection 的形式保存，可以重复。
通过这三种视图，Map可以对自身结构以及内部元素做操作，在集合中非常常用，建议读者们可以多看看源码，作深入的了解。
