Java中的collection集合類型總結_java

Java集合是java提供的工具包，包含了常用的資料結構：集合、鏈表、隊列、棧、數組、映射等。Java集合工具包位置是java.util.*
Java集合主要可以劃分為4個部分：List列表、Set集合、Map映射、工具類(Iterator迭代器、Enumeration枚舉類、Arrays和Collections)。
Java集合工具包架構如下圖。

說明：看上面的架構圖，先抓住它的主幹，即Collection和Map。
Collection是一個介面，是高度抽象出來的集合，它包含了集合的基本操作和屬性。
Collection包含了List和Set兩大分支。
(01) List是一個有序的隊列，每一個元素都有它的索引。第一個元素的索引值是0。
List的實作類別有LinkedList, ArrayList, Vector, Stack。
(02) Set是一個不允許有重複元素的集合。
Set的實作類別有HastSet和TreeSet。HashSet依賴於HashMap，它實際上是通過HashMap實現的；TreeSet依賴於TreeMap，它實際上是通過TreeMap實現的。
Map是一個映射介面，即key-value索引值對。Map中的每一個元素包含“一個key”和“key對應的value”。
AbstractMap是個抽象類別，它實現了Map介面中的大部分API。而HashMap，TreeMap，WeakHashMap都是繼承於AbstractMap。
Hashtable雖然繼承於Dictionary，但它實現了Map介面。
接下來，再看Iterator。它是遍曆集合的工具，即我們通常通過Iterator迭代器來遍曆集合。我們說Collection依賴於Iterator，是因為Collection的實作類別都要實現iterator()函數，返回一個Iterator對象。
ListIterator是專門為遍曆List而存在的。
再看Enumeration，它是JDK 1.0引入的抽象類別。作用和Iterator一樣，也是遍曆集合；但是Enumeration的功能要比Iterator少。在上面的框圖中，Enumeration只能在Hashtable, Vector, Stack中使用。
最後，看Arrays和Collections。它們是運算元組、集合的兩個工具類。
有了上面的整體架構之後，我們接下來對每個類分別進行分析。

Collection架構
下面，我們將對Collection進行概括。下面先看看Collection的一些架構類的關係圖：

Collection是一個介面，它主要的兩個分支是：List 和 Set。
List和Set都是介面，它們繼承於Collection。List是有序的隊列，List中可以有重複的元素；而Set是數學概念中的集合，Set中沒有重複元素！
List和Set都有它們各自的實作類別。
為了方便實現，集合中定義了AbstractCollection抽象類別，它實現了Collection中的絕大部分函數；這樣，在Collection的實作類別中，我們就可以通過繼承AbstractCollection省去重複編碼。AbstractList和AbstractSet都繼承於AbstractCollection，具體的List實作類別繼承於AbstractList，而Set的實作類別則繼承於AbstractSet。
另外，Collection中有一個iterator()函數，它的作用是返回一個Iterator介面。通常，我們通過Iterator迭代器來遍曆集合。ListIterator是List介面所特有的，在List介面中，通過ListIterator()返回一個ListIterator對象。
接下來，我們看看各個介面和抽象類別的介紹；然後，再對實作類別進行詳細的瞭解。

1. Collection簡介
Collection的定義如下：

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

它是一個介面，是高度抽象出來的集合，它包含了集合的基本操作：添加、刪除、清空、遍曆(讀取)、是否為空白、擷取大小、是否保護某元素等等。
Collection介面的所有子類(直接子類和間接子類)都必須實現2種建構函式：不帶參數的建構函式 和 參數為Collection的建構函式。帶參數的建構函式，可以用來轉換Collection的類型。

// Collection的APIabstract 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()

2. List簡介
List的定義如下：

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

List是一個繼承於Collection的介面，即List是集合中的一種。List是有序的隊列，List中的每一個元素都有一個索引；第一個元素的索引值是0，往後的元素的索引值依次+1。和Set不同，List中允許有重複的元素。 List的官方介紹如下：
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.
關於API方面。既然List是繼承於Collection介面，它自然就包含了Collection中的全部函數介面；由於List是有序隊列，它也額外的有自己的API介面。主要有“添加、刪除、擷取、修改指定位置的元素”、“擷取List中的子隊列”等。

// Collection的APIabstract 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()// 相比與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)

3. Set簡介
Set的定義如下：

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

Set是一個繼承於Collection的介面，即Set也是集合中的一種。Set是沒有重複元素的集合。
關於API方面。Set的API和Collection完全一樣。

// Set的APIabstract 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()

4. AbstractCollection
AbstractCollection的定義如下：

public abstract class AbstractCollection<E> implements Collection<E> {}

AbstractCollection是一個抽象類別，它實現了Collection中除iterator()和size()之外的函數。
AbstractCollection的主要作用：它實現了Collection介面中的大部分函數。從而方便其它類實現Collection，比如ArrayList、LinkedList等，它們這些類想要實現Collection介面，通過繼承AbstractCollection就已經實現了大部分的介面了。

5. AbstractList
AbstractList的定義如下：

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

AbstractList是一個繼承於AbstractCollection，並且實現List介面的抽象類別。它實現了List中除size()、get(int location)之外的函數。
AbstractList的主要作用：它實現了List介面中的大部分函數。從而方便其它類繼承List。
另外，和AbstractCollection相比，AbstractList抽象類別中，實現了iterator()介面。

6. AbstractSet

AbstractSet的定義如下：public abstract class AbstractSet<E> extends AbstractCollection<E> implements Set<E> {}

AbstractSet是一個繼承於AbstractCollection，並且實現Set介面的抽象類別。由於Set介面和Collection介面中的API完全一樣，Set也就沒有自己單獨的API。和AbstractCollection一樣，它實現了List中除iterator()和size()之外的函數。
AbstractSet的主要作用：它實現了Set介面中的大部分函數。從而方便其它類實現Set介面。

7. Iterator
Iterator的定義如下：

public interface Iterator<E> {}

Iterator是一個介面，它是集合的迭代器。集合可以通過Iterator去遍曆集合中的元素。Iterator提供的API介面，包括：是否存在下一個元素、擷取下一個元素、刪除當前元素。
注意：Iterator遍曆Collection時，是fail-fast機制的。即，當某一個線程A通過iterator去遍曆某集合的過程中，若該集合的內容被其他線程所改變了；那麼線程A訪問集合時，就會拋出ConcurrentModificationException異常，產生fail-fast事件。關於fail-fast的詳細內容，我們會在fail-fast總結後面專門進行說明。

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

8. ListIterator
ListIterator的定義如下：

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

ListIterator是一個繼承於Iterator的介面，它是隊列迭代器。專門用於便利List，能提供向前/向後遍曆。相比於Iterator，它新增了添加、是否存在上一個元素、擷取上一個元素等等API介面。

// ListIterator的API// 繼承於Iterator的介面abstract boolean hasNext()abstract E next()abstract void remove()// 新增API介面abstract void add(E object)abstract boolean hasPrevious()abstract int nextIndex()abstract E previous()abstract int previousIndex()abstract void set(E object)