Java 集合系列-第二篇-Collection架构

概要

首先，咱们对Collection进行说明。下面先看看Collection的一些框架类的关系图：

Collection架构

概要 首先，咱们对Collection进行说明。下面先看看Collection的一些框架类的关系图：

Collection是一个接口，它主要的两个分支是：List 和 Set。

List和Set都是接口，它们继承于Collection。List是有序的队列，List中能够有重复的元素；而Set是数学概念中的集合，Set中没有重复元素！

List和Set都有它们各自的实现类。

• 为了方便，咱们抽象出了AbstractCollection抽象类，它实现了Collection中的绝大部分函数；这样，在Collection的实现类中，咱们就能够经过继承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。

• Collection中有一个iterator()函数，它的做用是返回一个Iterator接口。一般，咱们经过Iterator迭代器来遍历集合。ListIterator是List接口所特有的，在List接口中，经过ListIterator()返回一个ListIterator对象。

Collection简介

public interface Collection<E> extends Iterable<E> {}

它是一个接口，是高度抽象出来的集合，它包含了集合的基本操做：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接口的全部子类(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，能够用来转换Collection的类型。

// Collection的API
abstract boolean         add(E object)
abstract boolean         addAll(Collection<? extends E> collection)
abstract void            clear()
abstract boolean         contains(Object object)
abstract boolean         containsAll(Collection<?> collection)
abstract boolean         equals(Object object)
abstract int             hashCode()
abstract boolean         isEmpty()
abstract Iterator<E>     iterator()
abstract boolean         remove(Object object)
abstract boolean         removeAll(Collection<?> collection)
abstract boolean         retainAll(Collection<?> collection)
abstract int             size()
abstract <T> T[]         toArray(T[] array)
abstract Object[]        toArray()

List简介

public interface List<E> extends Collection<E> {}

List是一个继承于Collection的接口，即List是集合中的一种。List是有序的队列，List中的每个元素都有一个索引；第一个元素的索引值是0，日后的元素的索引值依次+1。和Set不一样，List中容许有重复的元素。

关于API方面。既然List是继承于Collection接口，它天然就包含了Collection中的所有函数接口；因为List是有序队列，它也额外的有本身的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。

// Collection的API
abstract boolean         add(E object)
abstract boolean         addAll(Collection<? extends E> collection)
abstract void            clear()
abstract boolean         contains(Object object)
abstract boolean         containsAll(Collection<?> collection)
abstract boolean         equals(Object object)
abstract int             hashCode()
abstract boolean         isEmpty()
abstract Iterator<E>     iterator()
abstract boolean         remove(Object object)
abstract boolean         removeAll(Collection<?> collection)
abstract boolean         retainAll(Collection<?> collection)
abstract int             size()
abstract <T> T[]         toArray(T[] array)
abstract Object[]        toArray()
// 相比与Collection，List新增的API：
abstract void                add(int location, E object)
abstract boolean             addAll(int location, Collection<? extends E> collection)
abstract E                   get(int location)
abstract int                 indexOf(Object object)
abstract int                 lastIndexOf(Object object)
abstract ListIterator<E>     listIterator(int location)
abstract ListIterator<E>     listIterator()
abstract E                   remove(int location)
abstract E                   set(int location, E object)
abstract List<E>             subList(int start, int end)

Set简介

public interface Set<E> extends Collection<E> {}

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。

关于API方面。Set的API和Collection彻底同样。

AbstractCollection

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()以外的函数。 AbstractCollection的主要做用：它实现了Collection接口中的大部分函数。从而方便其它类实现Collection，好比ArrayList、LinkedList等，它们这些类想要实现Collection接口，经过继承AbstractCollection就已经实现了大部分的接口了。

AbstractList

public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> {}

AbstractList是一个继承于AbstractCollection，而且实现List接口的抽象类。它实现了List中除size()、get(int location)以外的函数。 AbstractList的主要做用：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。

AbstractSet

public abstract class AbstractSet<E> extends AbstractCollection<E> implements Set<E> {}

AbstractSet是一个继承于AbstractCollection，而且实现Set接口的抽象类。因为Set接口和Collection接口中的API彻底同样，Set也就没有本身单独的API。和AbstractCollection同样，它实现了List中除iterator()和size()以外的函数。 AbstractSet的主要做用：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。

Iterator

Iterator是一个接口，它是集合的迭代器。集合能够经过Iterator去遍历集合中的元素。Iterator提供的API接口，包括：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，当某一个线程A经过iterator去遍历某集合的过程当中，若该集合的内容被其余线程所改变了；那么线程A访问集合时，就会抛出ConcurrentModificationException异常，产生fail-fast事件。关于fail-fast的详细内容，咱们会在后面专门进行说明。TODO

// Iterator的API
abstract boolean hasNext()
abstract E next()
abstract void remove()

ListIterator

public interface ListIterator<E> extends Iterator<E> {}

ListIterator是一个继承于Iterator的接口，它是队列迭代器。专门用于遍历List，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、获取上一个元素等等API接口。

// ListIterator的API
// 继承于Iterator的接口
abstract boolean hasNext()
abstract E next()
abstract void remove()
// 新增API接口
abstract void add(E object)
abstract boolean hasPrevious()
abstract int nextIndex()
abstract E previous()
abstract int previousIndex()
abstract void set(E object)