Java集合框架一：Collection接口

Java集合框架中包含了大量集合接口，以及这些接口的实现类和操作它们的算法（例如排序、查找、反转、替换、复制、取最小元素、取最大元素等），具体而言，主要提供了List（列表）、Queue（队列）、Set（集合）、Stack（栈）和Map（映射表，用于存储键值对）等数据结构，其中，List，Queue，Set，Stack都继承自Collection接口。

      Collection是整个集合框架的基础，它里面存储了一组对象，表示不同类型的集合，它的作用只是提供维护一组对象的基本接口而已。在Java集合框架中最重要的3个接口是Set、List和Map。下面分别简要介绍这3个接口。

Set表示数学意义上的集合概念。其最主要的特点是集合中的元素不能重复，因此存入Set的每个元素都必须定义equals()方法来确保对象的唯一性。（这里顺便提一下equal()方法，Object默认提供的equals()只是比较对象的地址，String类的equals()方法判断两个字符串是否相等的标准是：只要两个字符串所包含的字符序列相同，通过equals()比较将返回true，否则将返回false。通常而言，正确地重写equals()方法应满足以下条件：1、自反性：对任意x，x.equals(x)一定返回true；2、对称性：对任意x和y，如果y.equals(x)返回true，则x.equals(y)也返回true；3、传递性：对任意x，y，z，如果x.equals(y)返回true，y.equals(z)返回true，则x.equals(z)一定返回true；4、一致性：对任意x和y，如果对象中用于等价比较的信息没有改变，那么无论调用x.equal(y)多少次，返回的结果应该保持一致，要么一直是true，要么一直是false；5、对任意不是null的x，x.equals(null)一定返回false）该接口有两个实现类：HashSet和TreeSet，其中TreeSet实现了SortedSet接口，因此TreeSet容器中的元素是有序的。

      List又称为有序的Collection，它按对象进入的顺序保持对象，所以它能对列表中的每个元素的插入和删除的位置进行精确的控制。同时，它可以保存重复的对象。LinkedList、ArrayList和Vector都实现了List接口。

      Map提供一个从键映射到值的数据结构，它用于保存键值对，其中键是唯一的，但是值是可以重复的。Java集合框架中提供了很多实现该接口的类，如HashMap、TreeMap、LinkedHashMap、WeakHashMap、IdentityHashMap。虽然它们都实现了相同的接口，但执行效率却并不完全相同。具体而言，HashMap是基于散列表实现的，采用对象的HashCode可以进行快速查询；LinkHashMap采用列表来维护内部顺序；TreeMap是基于红黑树的数据结构来实现的，内部是按需排列的。

Collection的框架类图如下所示：

                                            图1 list

                                             图2：set

 

                                        图3：queue

                                           图4：map

注：UML类图是用亿图画的，这里空心三角表示泛化关系，即继承关系；实心圆点表示接口实现；蓝色为接口，绿色为实现类