集合框架专题1-集合框架概述

来源：互联网发布：网络百家家乐是真的吗编辑：程序博客网时间：2024/05/17 22:33

集合框架概述

前言： 本文所采用的jdk版本为：jdk1.8.0_111。

集合框架可以说是整个java的世界中对于数据操作方面，应该是最基础最重要的一套api了。从学生时代再到工作中一直都在频繁地使用着这套api，中间也断断续续地研究过部分源码，但是因为工作原因，一直没有能梳理一下这方面的知识，近期决定将集合框架中常用的一些类从源码级别入手，仔仔细细地梳理一下。

一、集合框架简述

集合框架支持两种类型的容器：

一种是为了存储一个元素集合，简称为集合（Collection）。

另一种是为了存储键/值对，称为图(Map)。

二、Collection

如果看过Collection整个接口和类的层次机构，会发现所涉及到的内容超级多，这里只列出我们最常用的一些类。

上图是Collection中常用的一些类的结构图，图中列出了一些我们实际应用中最常用的几个类的层级结构。

2.1. Collection接口

Collection接口是处理对象集合的根接口，公共方法如图（截取自eclipse）：

从图中我们可以看出平时常用的像add、remove方法皆是在根接口中定义的，所以要弄懂集合框架，首先先弄清楚上面的这些方法分别代表什么意义，具体翻译可见官方文档，这里就不一一阐述了。

2.2 AbstractCollection

AbstractCollection中除了size和iterator以外，实现了Collection中所有的方法(注：但实际上add方法的实现也是放在子类中的)，我们主要来看一下其中最常用的几个方法。

2.2.1. remove(Object o)

public boolean remove(Object o) {        Iterator<E> it = iterator();        if (o==null) {            while (it.hasNext()) {                if (it.next()==null) {                    it.remove();                    return true;                }            }        } else {            while (it.hasNext()) {                if (o.equals(it.next())) {                    it.remove();                    return true;                }            }        }        return false;    }

remove方法，源码中可以看出该方法是采用迭代的方式，去寻找equals为true的值，并且remove之后直接返回，所以假如有多个相同的值，此方法也只能移除掉第一个找到的值，此时允许Object为null。

2.2.2. removeAll(Collection<?> c)

    public boolean removeAll(Collection<?> c) {        Objects.requireNonNull(c);        boolean modified = false;        Iterator<?> it = iterator();        while (it.hasNext()) {            if (c.contains(it.next())) {                it.remove();                modified = true;            }        }        return modified;    }

removeAll方法，该方法采用的仍旧是迭代，判断的方法是contains方法，该方法也是在AbstractCollection中用迭代的方式实现的，所以这个方法的执行一共是双重迭代。

2.2.3 addAll(Collection<? extends E> c)

    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {        boolean modified = false;        for (E e : c)            if (add(e))                modified = true;        return modified;    }

该方法是将参数c进行迭代，循环去调用add方法来进行添加元素操作。

2.2.4 add(E e)

    public boolean add(E e) {        throw new UnsupportedOperationException();    }

AbstractCollection中不支持直接添加元素，否则会报错，这里可以看出AbstractCollection不进行对外服务，也就是本身不存储元素，只是将子类公用的一些方法进行实现。具体实际的应用场景皆是通过子类去实现的。

2.2.5 clear()

    public void clear() {        Iterator<E> it = iterator();        while (it.hasNext()) {            it.next();            it.remove();        }    }

该方法是采用迭代的形式，将集合内所有的元素全部删掉。

2.2.6 contains(Object)

public boolean contains(Object o) {        Iterator<E> it = iterator(); //定义迭代器        if (o==null) { //首先判断参数是否为null,如果为null，则迭代判断null元素，这里之所以单独判断Null，是为了屏蔽掉null元素引发的nullPointerException异常            while (it.hasNext())                if (it.next()==null)                    return true;        } else {            while (it.hasNext())//迭代循环判断元素是否相等                if (o.equals(it.next()))                    return true;        }        return false;    }

源码中可以看出该方法主要是判断集合内是否包含参数中的Object元素，判断是依据是equals方法，所以如果自定义的元素，可以重写equals方法来达到自己要的效果。

2.2.7 containsAll(Collection<?> c)

    public boolean containsAll(Collection<?> c) {        for (Object e : c)            if (!contains(e))                return false;        return true;    }

这里是对参数进行迭代，循环判断集合中是否包含参数c中的每一个元素，假如有一个不包含，则结果为false。

2.2.8 retainAll(Collection<?> c)

    public boolean retainAll(Collection<?> c) {        Objects.requireNonNull(c);        boolean modified = false;        Iterator<E> it = iterator();        while (it.hasNext()) {            if (!c.contains(it.next())) {                it.remove();                modified = true;            }        }        return modified;    }

这里是迭代集合中元素，然后判断该元素是否被参数c中包含，假如不包含，则删掉，包含则留下。整体解读下来，实际上就是取交集的意思。

最后，再特别说明一点，AbstractCollection 方法自身不对外服务，而是通过子类去构建实际应用的场景。

2.2.4中add(E e) 方法，实际上是没有实现具体方法，但是没有去写成抽象方法，而是默认抛出一个异常，这里也许很多人有疑问，既然没有具体实现该方法，为什么不干脆写成抽象方法呢?是因为在很多场景下，实际上这个方法用不到，但是如果写成抽象方法，则其非抽象子类必须要继承该方法，那么将会给人的感觉很奇怪。实际上在一些不可变集合中，去修改其内容，那么标准解决方案就是抛出一个UnsupportedOperationException异常，这里正是遵从了这个标准方案。

所以这种设计原则，一方面既能够保证子类可以重写该方法，另一方面又照顾了不适用该方法的场景，不去暴露不需要的方法给继承者，这在接口中有一个类似的原则：接口隔离原则。

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