Java 集合系列02之 Collection架构

简介: 概要 首先,我们对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。

概要

首先,我们对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:ListSet

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都有它们各自的实现类。

  为 了方便,我们抽象出了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,我们就可以通过继承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。

  接下来,我们看看各个接口和抽象类的介绍;然后,再对实现类进行详细的了解。

本章内容包括:
1 Collection简介
2 List简介
3 Set简介
4 AbstractCollection
5 AbstractList
6 AbstractSet
7 Iterator
8 ListIterator

转载请注明出处:http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3308513.html

 

1 Collection简介

Collection的定义如下:

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。

复制代码
// 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()
复制代码

 

2 List简介

List的定义如下:

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中的每一个元素都有一个索引;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的官方介绍如下

A List is a collection which maintains an ordering for its elements. Every element in the List has an index. Each element can thus be accessed by its index, with the first index being zero. Normally, Lists allow duplicate elements, as compared to Sets, where elements have to be unique.

 

关于API方面。既然List是继承于Collection接口,它自然就包含了Collection中的全部函数接口;由于List是有序队列,它也额外的有自己的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。

复制代码
// 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)
复制代码

 

3 Set简介

Set的定义如下:

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完全一样。

复制代码
// Set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()
复制代码

 

4 AbstractCollection

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

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

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 API完全一样,Set也就没有自己单独的API。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,它是集合的迭代器。集合可以通过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通过iterator去遍历某集合的过程中,若该集 合的内容被其他线程所改变了;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,我们会在后面专门进行说明。TODO

// Iterator的API
abstract boolean hasNext()
abstract E next() abstract 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,它是队列迭代器。专门用于便利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。

复制代码
// 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)
复制代码
相关文章
|
5天前
|
存储 Java 容器
Java一分钟之-高级集合框架:LinkedList与TreeSet
【5月更文挑战第17天】这篇博客对比了Java集合框架中的LinkedList和TreeSet。LinkedList是双向链表,适合中间插入删除,但遍历效率低且占用空间大;TreeSet基于红黑树,保证元素有序且不重复,插入删除速度较LinkedList慢但查找快。选择时需根据操作需求和性能考虑。
15 2
|
7天前
|
存储 安全 算法
【常见集合】Java 常见集合重点解析
【常见集合】Java 常见集合重点解析
22 0
|
1天前
|
存储 Java 容器
Java一分钟之-高级集合框架:LinkedList与TreeSet
【5月更文挑战第21天】本文对比了Java集合框架中的LinkedList和TreeSet。LinkedList是双向链表,实现List接口,适合中间插入删除,但遍历效率低;TreeSet基于红黑树,实现Set接口,保证元素有序且无重复,插入删除速度较LinkedList慢,但查找排序快。选择时应根据具体需求考虑操作频率和排序需求。
13 1
|
3天前
|
安全 Java 容器
Java一分钟之-并发编程:线程安全的集合类
【5月更文挑战第19天】Java提供线程安全集合类以解决并发环境中的数据一致性问题。例如,Vector是线程安全但效率低;可以使用Collections.synchronizedXxx将ArrayList或HashMap同步;ConcurrentHashMap是高效线程安全的映射;CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet适合读多写少场景;LinkedBlockingQueue是生产者-消费者模型中的线程安全队列。注意,过度同步可能影响性能,应尽量减少共享状态并利用并发工具类。
17 2
|
4天前
|
安全 Java 容器
Java一分钟之-高级集合框架:并发集合(Collections.synchronizedXXX)
【5月更文挑战第18天】Java集合框架的`Collections.synchronizedXXX`方法可将普通集合转为线程安全,但使用时需注意常见问题和易错点。错误的同步范围(仅同步单个操作而非迭代)可能导致并发修改异常;错误地同步整个集合类可能引起死锁;并发遍历和修改集合需使用`Iterator`避免`ConcurrentModificationException`。示例代码展示了正确使用同步集合的方法。在复杂并发场景下,推荐使用`java.util.concurrent`包中的并发集合以提高性能。
17 3
|
4天前
|
Java 开发者
Java一分钟之-高级集合框架:优先队列(PriorityQueue)
【5月更文挑战第18天】`PriorityQueue`是Java集合框架中的无界优先队列,基于堆数据结构实现,保证队头元素总是最小。常见操作包括`add(E e)`、`offer(E e)`、`poll()`和`peek()`。元素排序遵循自然排序或自定义`Comparator`。常见问题包括错误的排序逻辑、可变对象排序属性修改和混淆`poll()`与`peek()`。示例展示了自然排序和使用`Comparator`的排序方式。正确理解和使用`PriorityQueue`能提升应用性能。
37 6
|
4天前
|
存储 Java
Java一分钟之-高级集合框架:Queue与Deque接口
【5月更文挑战第18天】本文探讨Java集合框架中的`Queue`和`Deque`接口,两者都是元素序列的数据结构。`Queue`遵循FIFO原则,主要操作有`add/remove/element/peek`,空队列操作会抛出`NoSuchElementException`。`Deque`扩展`Queue`,支持首尾插入删除,同样需注意空`Deque`操作。理解并正确使用这两个接口,结合具体需求选择合适数据结构,能提升代码效率和可维护性。
30 4
|
6天前
|
NoSQL Java 关系型数据库
爱了!阿里高工纯手打金三银四Java架构面试大全,涵盖近年来1000余道大厂面试真题
爱了!阿里高工纯手打金三银四Java架构面试大全,涵盖近年来1000余道大厂面试真题
|
6天前
|
消息中间件 架构师 算法
java架构师面试题及答案
java架构师面试题及答案
|
6天前
|
存储 算法 Java
Java 集合框架
5月更文挑战第10天