说说集合系列（一）：纲领

发表于 | 分类于 ，

【引言】作为一个Java程序员，相信即使最初级的同学也听说过集合，集合有Collection和Map的区分，集合中有各种特性：比如是否有序，是否允许为空，是否可重复，等等；既然集合是如此的有趣和多样化，这里就结合源码好好的梳理一把，也将零碎的知识系统化。


开篇两张图

粗粒度结构图

注：根据JDK源码显示，Collection和Map是两个完全独立的接口，下图仅供参考，可以忽略二者之间的Produces虚线；或者也可以理解为从Map是可以生成Collection的（比如Map的keySet方法）。

细粒度结构图

注：感谢Github的zxiaofan同学对集合结构的整理和分享（建议用新标签页打开放大查看）

集合是什么？

  Java集合类存放于 java.util 包中，是一个用来存放对象的容器。

  1. 集合只能存放对象。比如你存一个 int 型数据 1放入集合中，其实它是自动转换成 Integer 类后存入的。
  2. 集合存放的是多个对象的引用，对象本身还是放在堆内存中。
  3. 集合可以存放不同类型，不限数量的数据类型。

关于Collection

  Collection是最基本的集合接口之一，一个Collection代表一组Object，即Collection的元素（Elements）。一些Collection允许相同的元素而另一些不行；一些能排序而另一些不行。Java SDK不提供直接继承自Collection的类，Java SDK提供的类都是继承自Collection的“子接口”如List和Set。

关于Map

  Map接口储存一组成对的键-值对象，提供key（键）到value（值）的映射，Map中的key不要求有序，不允许重复。value同样不要求有序，但可以重复。最常见的Map实现类是HashMap，他的储存方式是哈希表，优点是查询指定元素效率高。
  Map接口提供了将键映射到集合的对象,一个映射不能包含重复的键.每个键最多只能映射到一个值.Map接口中同样提供了集合的常用方法,如clear()方法,isEmpty()方法,Size()方法等.

关于Iterator

  Iterator，译名一般称作迭代器，它是Java的Collection类集合的顶层接口（Map系列本身是不实现该接口的）。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
/* ......
 * @see Collection
 * @see ListIterator
 * @see Iterable
 * @since 1.2
 */
public interface Iterator<E> {

    /**
     * 是否还有下一个元素？
     */
    boolean hasNext();

    /**
     * 返回下一个元素
     */
    E next();

    /**
     * 移除迭代器当前对应的元素（不使用迭代器做remove的话，会出现Exception，可能是IllegalStateException、UnsupportedOperationException）
     */
    default void remove() {
        throw new UnsupportedOperationException("remove");
    }

    /**
     * 类似于list的foreach操作，用于通过迭代器直接遍历元素的
     * @since 1.8
     */
    default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
        Objects.requireNonNull(action);
        while (hasNext())
            action.accept(next());
    }
}

Iterator和Iterable

  通过分析Collection的源码定义可以发现，Collection并未实现Iterator接口，而是继承了Iterable这个接口；那这二者有何区别呢？

1
public interface Collection<E> extends Iterable<E> {

  稍微往后看一看，你会发现Iterable的内部实现中，已经封装了 Iterator 的获取方法了；所以只要实现了Iterable接口的类，就可以很轻松的通过obj.iterator();获取到迭代器Iterator了。

1
2
3
4
5
6
7
public interface Iterable<T> {
    /**
     * Returns an iterator over elements of type {@code T}.
     *
     * @return an Iterator.
     */
    Iterator<T> iterator();

------2019 Lin.C ------