Java集合库整体类结构

概述

Java的集合类均都位于java.util包下，主要分为两大类：一类是Collection，代表一组对象； 一类是Map，代表映射

Collection结构

Collection类代表一组对象，不关心对象是否重复、是否有序，提供的是基本的操作。根据是否允许重复衍生出Set、List接口，其中Set不允许元素重复，List中的元素可以重复。Queue接口代表了一种FIFO结构。
Set接口又根据是否有序衍生出SortedSet接口和其他实现类，其中TreeSet实现了SortedTree，内部元素保持有序。
List接口的实现类有ArrayList和LinkedList，Vector和Stack。

AbstractCollection类

AbstractCollection类是一个抽象类，实现了Collection接口，并将能实现的方法实现了，比如isEmpty()、contains(Object o)、remove()等方法；而将iterator()方法、size()方法实现成抽象方法，子类需要实现这两个方法。AbstractCollection的子类有AbstractList、AbstractSet、AbstractQueue，分别是List、Set和Queue接口的实现类的顶层类。

List接口

List接口提供了从某一索引得到对象、将对象插入到指定索引位置。List允许重复的元素存在以及null元素存在。List接口提供了一个特殊的迭代器，ListIterator。

AbstractList类

AbstractList是List接口的一个实现类，同时该类继承自AbstractCollection类。提供了List部分接口的基本操作，但同时依然是一个抽象类，抽象方法有get(int index)用于根据索引得到对象，实现类的底层结构不同，这个方法自然不同。

ArrayList类

ArrayList是平常使用的很多的一个集合类，继承自AbstractList类，也就意味着实现了get(int index)抽象方法。至于是如何ArrayList的内部结构，后面介绍源码的文章会介绍到，这儿就不介绍了。ArrayList是一个动态扩展的List，不需要担心索引溢出的问题；当操作查询操作时，效率很高；当操作添加、删除元素的操作时，效率较低。

Vector类

Vector类与ArrayList类类似，只不过Vector是一个线程安全的类，而ArrayList则不是。

LinkedList类

LinkedList类继承自AbstractSequentialList类，AbstractSequentailList是一个继承了AbstractList的抽象类，其抽象方法是listIterator()方法用于返回一个正确迭代元素的迭代器。LinkedList在频繁地添加、删除元素时效率很高；在查询元素时效率较低。

Set接口

Set是不包含重复元素的集合。

AbstractSet类

AbstractSet是Set接口的一个实现类，同时该类继承自AbstractCollection类。该类实现了equals、hashcode、removeAll方法，Set接口中其余方法均为抽象方法。

TreeSet

TreeSet是一个排序的Set，其add、remove、contain方法的时间复杂度为log(n)。因为有序，提供了相关方法，比如lower()、floor()、ceiling()等方法。

HashSet

HashSet继承自AbstractSet，内部维持了一张Hash表。将插入的值进行hash后放入表中，删除时，先查找hash值，再删除对象。

Queue接口

Queue代表了FIFO结构，接口中定义的是在队头取数据，在队尾添加数据的方法。其中插入、删除、检索都有抛出异常的方法和不抛出异常的方法，如下：

操作 抛出异常 返回特定的值 插入 add(e) offer(e) 删除 remove(e) poll() 检索 element() peek()

AbstractQueue类

AbstractQueue类继承自AbstractCollection类，实现了Queue接口。并将Queue接口中抛出异常的方法实现了，而没有返回特定的值的方法实现，所以AbstractQueue类是一个抽象类，其子类需要实现那些返回特定值的方法。

BlockingQueue接口

BlockingQueue接口继承自Queue接口，并在其上增加了阻塞的操作，可以实现该类简单快速地实现生产者-消费者模式。其主要方法如下：

操作 抛出异常 特定值 阻塞 定时 插入 add(e) offer(e) put(e) offer(e,time,unit) 删除 remove() poll() take() poll(time,unit) 检索 element() peek() 没有 没有

Deque接口

Deque是一个双端队列，即既可以在队列头部执行插入和删除操作，也可以在队列尾部进行插入和删除操作。其方法也分为返回异常和返回特定值。
- 插入操作
- 头部：addFirst(e)（抛出异常）、offerFirst(e)（返回特定值）
- 尾部：addLast(e)（抛出异常）、offerLast(e)（返回特定值）
- 删除操作
- 头部：removeFirst()（抛出异常）、pollFirst（返回特定值）
- 尾部：removeLast()（抛出异常）、pollLast（返回特定值）
- 检索操作
- 头部：getFirst()（抛出异常）、peekFirst()（返回特定值）
- 尾部：getLast()（抛出异常）、peekLast()（返回特定值）

Map结构

Map接口根据是否键值是否有序分为SortedMap接口和其他实现类，SortedMap接口的实现类是TreeMap。
Map结构的层次结构与Collection类似，其实现类AbstractMap是一个抽象类，Map的具体实现都继承自AbstractMap这个类。
Map常用的类有HashMap、TreeMap

Collections工具类

Collections类和Arrays类类似，都是Java提供的工具类，Arrays类用于处理数据，Collections用于处理集合。Collections提供了排序、二分查找、反转等方法。