Java 集合系列02之 Collection架構(gòu)
2018年11月11日 14:17:55?qq_群947405150?
概要
首先，我們對(duì)Collection進(jìn)行說(shuō)明。下面先看看Collection的一些框架類的關(guān)系圖;
Collection是一個(gè)接口，它主要的兩個(gè)分支是：List 和 Set。
List和Set都是接口，它們繼承于Collection。List是有序的隊(duì)列，List中可以有重復(fù)的元素；而Set是數(shù)學(xué)概念中的集合，Set中沒(méi)有重復(fù)元素！
List和Set都有它們各自的實(shí)現(xiàn)類。
為了方便，我們抽象出了AbstractCollection抽象類，它實(shí)現(xiàn)了Collection中的絕大部分函數(shù)；這樣，在Collection的實(shí)現(xiàn)類中，我們就可以通過(guò)繼承AbstractCollection省去重復(fù)編碼。AbstractList和AbstractSet都繼承于AbstractCollection，具體的List實(shí)現(xiàn)類繼承于AbstractList，而Set的實(shí)現(xiàn)類則繼承于AbstractSet。
另外，Collection中有一個(gè)iterator()函數(shù)，它的作用是返回一個(gè)Iterator接口。通常，我們通過(guò)Iterator迭代器來(lái)遍歷集合。ListIterator是List接口所特有的，在List接口中，通過(guò)ListIterator()返回一個(gè)ListIterator對(duì)象。
接下來(lái)，我們看看各個(gè)接口和抽象類的介紹；然后，再對(duì)實(shí)現(xiàn)類進(jìn)行詳細(xì)的了解。
本章內(nèi)容包括：
1 Collection簡(jiǎn)介
2 List簡(jiǎn)介
3 Set簡(jiǎn)介
4 AbstractCollection
5 AbstractList
6 AbstractSet
7 Iterator
8 ListIterator
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1 Collection簡(jiǎn)介
Collection的定義如下：
public interface Collection extends Iterable {}
它是一個(gè)接口，是高度抽象出來(lái)的集合，它包含了集合的基本操作：添加、刪除、清空、遍歷(讀取)、是否為空、獲取大小、是否保護(hù)某元素等等。
Collection接口的所有子類(直接子類和間接子類)都必須實(shí)現(xiàn)2種構(gòu)造函數(shù)：不帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù) 和 參數(shù)為Collection的構(gòu)造函數(shù)。帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，可以用來(lái)轉(zhuǎn)換Collection的類型。
復(fù)制代碼
// 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()
復(fù)制代碼
2 List簡(jiǎn)介
List的定義如下：
public interface List extends Collection {}
List是一個(gè)繼承于Collection的接口，即List是集合中的一種。List是有序的隊(duì)列，List中的每一個(gè)元素都有一個(gè)索引；第一個(gè)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中允許有重復(fù)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(guān)于API方面。既然List是繼承于Collection接口，它自然就包含了Collection中的全部函數(shù)接口；由于List是有序隊(duì)列，它也額外的有自己的API接口。主要有“添加、刪除、獲取、修改指定位置的元素”、“獲取List中的子隊(duì)列”等。
復(fù)制代碼
// 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)
復(fù)制代碼
3 Set簡(jiǎn)介
Set的定義如下：
public interface Set extends Collection {}
Set是一個(gè)繼承于Collection的接口，即Set也是集合中的一種。Set是沒(méi)有重復(fù)元素的集合。
關(guān)于API方面。Set的API和Collection完全一樣。
復(fù)制代碼
// 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()
復(fù)制代碼
4 AbstractCollection
AbstractCollection的定義如下：
public abstract class AbstractCollection implements Collection {}
AbstractCollection是一個(gè)抽象類，它實(shí)現(xiàn)了Collection中除iterator()和size()之外的函數(shù)。
AbstractCollection的主要作用：它實(shí)現(xiàn)了Collection接口中的大部分函數(shù)。從而方便其它類實(shí)現(xiàn)Collection，比如ArrayList、LinkedList等，它們這些類想要實(shí)現(xiàn)Collection接口，通過(guò)繼承AbstractCollection就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大部分的接口了。
5 AbstractList
AbstractList的定義如下：
public abstract class AbstractList extends AbstractCollection implements List {}
AbstractList是一個(gè)繼承于AbstractCollection，并且實(shí)現(xiàn)List接口的抽象類。它實(shí)現(xiàn)了List中除size()、get(int location)之外的函數(shù)。
AbstractList的主要作用：它實(shí)現(xiàn)了List接口中的大部分函數(shù)。從而方便其它類繼承List。
另外，和AbstractCollection相比，AbstractList抽象類中，實(shí)現(xiàn)了iterator()接口。
6 AbstractSet
AbstractSet的定義如下：
public abstract class AbstractSet extends AbstractCollection implements Set {}
AbstractSet是一個(gè)繼承于AbstractCollection，并且實(shí)現(xiàn)Set接口的抽象類。由于Set接口和Collection接口中的API完全一樣，Set也就沒(méi)有自己?jiǎn)为?dú)的API。和AbstractCollection一樣，它實(shí)現(xiàn)了List中除iterator()和size()之外的函數(shù)。
AbstractSet的主要作用：它實(shí)現(xiàn)了Set接口中的大部分函數(shù)。從而方便其它類實(shí)現(xiàn)Set接口。
7 Iterator
Iterator的定義如下：
public interface Iterator {}
Iterator是一個(gè)接口，它是集合的迭代器。集合可以通過(guò)Iterator去遍歷集合中的元素。Iterator提供的API接口，包括：是否存在下一個(gè)元素、獲取下一個(gè)元素、刪除當(dāng)前元素。
注意：Iterator遍歷Collection時(shí)，是fail-fast機(jī)制的。即，當(dāng)某一個(gè)線程A通過(guò)iterator去遍歷某集合的過(guò)程中，若該集合的內(nèi)容被其他線程所改變了；那么線程A訪問(wèn)集合時(shí)，就會(huì)拋出ConcurrentModificationException異常，產(chǎn)生fail-fast事件。關(guān)于fail-fast的詳細(xì)內(nèi)容，我們會(huì)在后面專門進(jìn)行說(shuō)明。TODO
// Iterator的API
abstract boolean hasNext()
abstract E next()
abstract void remove()
8 ListIterator
ListIterator的定義如下：
public interface ListIterator extends Iterator {}
ListIterator是一個(gè)繼承于Iterator的接口，它是隊(duì)列迭代器。專門用于便利List，能提供向前/向后遍歷。相比于Iterator，它新增了添加、是否存在上一個(gè)元素、獲取上一個(gè)元素等等API接口。
復(fù)制代碼
// ListIterator的API
// 繼承于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)
