Java Collections Framework - Java集合框架List，Map，Set等全面介绍之概要篇

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集合指多个元素的聚集体。Java Collections Framework是Java提供的对集合进行定义，操作，和管理的包含一组接口，类的体系结构。本文对Java Collections Framework的体系结构作一个全面深入的介绍。

Java集合框架的基本接口/类层次结构：

java.util.Collection [I]
+--java.util.List [I]
   +--java.util.ArrayList [C]
   +--java.util.LinkedList [C]
   +--java.util.Vector [C]
      +--java.util.Stack
+--java.util.Set [I]
   +--java.util.HashSet [C]
   +--java.util.SortedSet [I]
      +--java.util.TreeSet [C]
java.util.Map
+--java.util.SortedMap [I]
   +--java.util.TreeMap [C]
+--java.util.Hashtable [C]
+--java.util.HashMap [C]
+--java.util.LinkedHashMap [C]
+--java.util.WeakHashMap [C]

[I]：接口
[C]：类

Collection集合

Collection是最基本的集合接口，一个Collection代表一组Object的集合，这些Object被称作Collection的元素。
根据用途的不同，Collection又划分为List与Set。

Collection接口的主要接口方法有：

view plainprint?

1. public interface Collection  
2.     extends Iterable  
3. {  
4.     //取得Collection的容量（元素数目）  
5.     public abstract int size();  
6.     //判断是否为空  
7.     public abstract boolean isEmpty();  
8.     //判断是否包含某对象元素  
9.     public abstract boolean contains(Object obj);  
10.     //取得对所有元素的遍历。可以通过Iterator提供的方法遍历集合的元素  
11.     public abstract Iterator iterator();  
12.     //将集合元素以数据形式返回  
13.     public abstract Object[] toArray();  
14.     public abstract Object[] toArray(Object aobj[]);  
15.     //向集合体插入一个新的元素  
16.     public abstract boolean add(Object obj);  
17.     //从集合体删除一个元素  
18.     public abstract boolean remove(Object obj);  
19.     //是否包含所有collection里的所有元素  
20.     public abstract boolean containsAll(Collection collection);  
21.     //插入collection里的所有元素  
22.     public abstract boolean addAll(Collection collection);  
23.     //移除collection里的所有元素  
24.     public abstract boolean removeAll(Collection collection);  
25.     public abstract boolean retainAll(Collection collection);  
26.     //移除所有元素  
27.     public abstract void clear();  
28.     //... other methods  
29. }  

public interface Collection    extends Iterable{    //取得Collection的容量（元素数目）    public abstract int size();    //判断是否为空    public abstract boolean isEmpty();    //判断是否包含某对象元素    public abstract boolean contains(Object obj);    //取得对所有元素的遍历。可以通过Iterator提供的方法遍历集合的元素    public abstract Iterator iterator();    //将集合元素以数据形式返回    public abstract Object[] toArray();    public abstract Object[] toArray(Object aobj[]);    //向集合体插入一个新的元素    public abstract boolean add(Object obj);    //从集合体删除一个元素    public abstract boolean remove(Object obj);    //是否包含所有collection里的所有元素    public abstract boolean containsAll(Collection collection);    //插入collection里的所有元素    public abstract boolean addAll(Collection collection);    //移除collection里的所有元素    public abstract boolean removeAll(Collection collection);    public abstract boolean retainAll(Collection collection);    //移除所有元素    public abstract void clear();    //... other methods}

该接口定义了集合的基本操作方法。

List集合
List继承自Collection接口。List是一种有序集合，List中的元素可以根据索引（顺序号：元素在集合中处于的位置信息）进行取得/删除/插入操作。
跟Set集合不同的是，List允许有重复元素。对于满足e1.equals(e2)条件的e1与e2对象元素，可以同时存在于List集合中。当然，也有List的实现类不允许重复元素的存在。
同时，List还提供一个listIterator()方法，返回一个ListIterator接口对象，和Iterator接口相比，ListIterator添加元素的添加，删除，和设定等方法，还能向前或向后遍历。

List接口添加的主要方法有：

view plainprint?

1. public interface List  
2.     extends Collection  
3. {  
4.     //... other Collection methods  
5.       
6.     //根据索引取得元素  
7.     public abstract Object get(int i);  
8.     //在指定位置（索引）处插入新的元素  
9.     public abstract Object set(int i, Object obj);  
10.     //在List的尾部插入新的元素  
11.     public abstract void add(int i, Object obj);  
12.     //删除指定位置（索引）处的元素  
13.     public abstract Object remove(int i);  
14.     //取得指定对象的最开始的索引位置  
15.     public abstract int indexOf(Object obj);  
16.     //取得指定对象的最后的索引位置  
17.     public abstract int lastIndexOf(Object obj);  
18.     //List提供的新的遍历方法  
19.     public abstract ListIterator listIterator();  
20.     //从指定位置i处开始迭代。最初next()方法返回的将是位置i处的元素。  
21.     public abstract ListIterator listIterator(int i);  
22.     //取得从位置i到j的所有元素（包含i但不包含j位置的元素），返回一个新的集合对象。  
23.     public abstract List subList(int i, int j);  
24. }  

public interface List    extends Collection{    //... other Collection methods        //根据索引取得元素    public abstract Object get(int i);    //在指定位置（索引）处插入新的元素    public abstract Object set(int i, Object obj);    //在List的尾部插入新的元素    public abstract void add(int i, Object obj);    //删除指定位置（索引）处的元素    public abstract Object remove(int i);    //取得指定对象的最开始的索引位置    public abstract int indexOf(Object obj);    //取得指定对象的最后的索引位置    public abstract int lastIndexOf(Object obj);    //List提供的新的遍历方法    public abstract ListIterator listIterator();    //从指定位置i处开始迭代。最初next()方法返回的将是位置i处的元素。    public abstract ListIterator listIterator(int i);    //取得从位置i到j的所有元素（包含i但不包含j位置的元素），返回一个新的集合对象。    public abstract List subList(int i, int j);}

Set集合
Set继承自Collection接口。Set是一种不能包含有重复元素的集合，即对于满足e1.equals(e2)条件的e1与e2对象元素，不能同时存在于同一个Set集合里，换句话说，Set集合里任意两个元素e1和e2都满足e1.equals(e2)==false条件，Set最多有一个null元素。
因为Set的这个制约，在使用Set集合的时候，应该注意：
1，为Set集合里的元素的实现类实现一个有效的equals(Object)方法。
2，对Set的构造函数，传入的Collection参数不能包含重复的元素。

Set接口里定义的方法与Collection基本一样，这里不再重述。

Map集合

Map没有继承Collection接口。也就是说Map和Collection是2种不同的集合。Collection可以看作是（value）的集合，而Map可以看作是（key，value）的集合。
Map接口由Map的内容提供3种类型的集合视图，一组key集合，一组value集合，或者一组key-value映射关系的集合

Map接口

view plainprint?

1. public interface Map  
2. {  
3.     //  
4.     public static interface Entry  
5.     {  
6.         public abstract Object getKey();  
7.         public abstract Object getValue();  
8.         public abstract Object setValue(Object obj);  
9.         //...  
10.     }  
11.     //作用基本等同Collection接口的方法  
12.     public abstract int size();  
13.     public abstract boolean isEmpty();  
14.     public abstract boolean containsKey(Object obj);  
15.     public abstract boolean containsValue(Object obj);  
16.     public abstract Object get(Object obj);  
17.     public abstract Object put(Object obj, Object obj1);  
18.     public abstract Object remove(Object obj);  
19.     public abstract void clear();  
20.       
21.     //添加map里包含的所有元素  
22.     public abstract void putAll(Map map);  
23.     //key集合  
24.     public abstract Set keySet();  
25.     //value集合  
26.     public abstract Collection values();  
27.     //key-value映射关系的集合Set<Entry>  
28.     public abstract Set entrySet();  
29.     //...  
30. }  

public interface Map{    //    public static interface Entry    {        public abstract Object getKey();        public abstract Object getValue();        public abstract Object setValue(Object obj);        //...    }    //作用基本等同Collection接口的方法    public abstract int size();    public abstract boolean isEmpty();    public abstract boolean containsKey(Object obj);    public abstract boolean containsValue(Object obj);    public abstract Object get(Object obj);    public abstract Object put(Object obj, Object obj1);    public abstract Object remove(Object obj);    public abstract void clear();        //添加map里包含的所有元素    public abstract void putAll(Map map);    //key集合    public abstract Set keySet();    //value集合    public abstract Collection values();    //key-value映射关系的集合Set<Entry>    public abstract Set entrySet();    //...}

集合的遍历：

所有java.util.Collection的实现类必须实现
public abstract Iterator iterator();
方法以支持对所包含的对象进行遍历。

java.util.Iterator [I]
+--java.util.ListIterator [I]

Iterator接口：

view plainprint?

1. public interface Iterator  
2. {  
3.     //判断是否存在下一个元素  
4.     public abstract boolean hasNext();  
5.     //返回下一个可用的元素  
6.     public abstract Object next();  
7.     //移除当前元素  
8.     public abstract void remove();  
9. }  

public interface Iterator{    //判断是否存在下一个元素    public abstract boolean hasNext();    //返回下一个可用的元素    public abstract Object next();    //移除当前元素    public abstract void remove();}

ListIterator接口：

view plainprint?

1. public interface ListIterator  
2.     extends Iterator  
3. {  
4.     //other methods defined in Iterator  
5.       
6.     //判断是否存在上一个元素  
7.     public abstract boolean hasPrevious();  
8.     //返回上一个可用的元素  
9.     public abstract Object previous();  
10.     //取得下一个可用元素的索引位置  
11.     public abstract int nextIndex();  
12.     //取得上一个可用元素的索引位置  
13.     public abstract int previousIndex();  
14.     //替换当前位置的元素  
15.     public abstract void set(Object obj);  
16.     //在当前位置插入新元素  
17.     public abstract void add(Object obj);  
18. }  

public interface ListIterator    extends Iterator{    //other methods defined in Iterator        //判断是否存在上一个元素    public abstract boolean hasPrevious();    //返回上一个可用的元素    public abstract Object previous();    //取得下一个可用元素的索引位置    public abstract int nextIndex();    //取得上一个可用元素的索引位置    public abstract int previousIndex();    //替换当前位置的元素    public abstract void set(Object obj);    //在当前位置插入新元素    public abstract void add(Object obj);}

对集合操作的工具类

Java提供了java.util.Collections，以及java.util.Arrays类简化对集合的操作
java.util.Collections主要提供一些static方法用来操作或创建Collection，Map等集合。
java.util.Arrays主要提供static方法对数组进行操作。

参考资料

Java Collections Framework：
http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/guide/collections/

• 相关文章链接

• Java Collections Framework - Java集合框架之List篇 ArrayList与LinkedList等的性能比较 - (2007-11-28 11:37)