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Java 集合系列（1）： Collection架构

發布時間：2025/3/20 java 23 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 Java 集合系列（1）： Collection架构小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

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概要

首先，我們對Collection進行說明。下面先看看Collection的一些框架類的關系

Collection是一個接口，它主要的兩個分支是：List 和 Set。

List和Set都是接口，它們繼承于Collection。List是有序的隊列，List中可以有重復的元素；而Set是數學概念中的集合，Set中沒有重復元素！
List和Set都有它們各自的實現類。

為了方便，我們抽象出了AbstractCollection抽象類，它實現了Collection中的絕大部分函數；這樣，在Collection的實現類中，我們就可以通過繼承AbstractCollection省去重復編碼。AbstractList和AbstractSet都繼承于AbstractCollection，具體的List實現類繼承于AbstractList，而Set的實現類則繼承于AbstractSet。

另外，Collection中有一個iterator()函數，它的作用是返回一個Iterator接口。通常，我們通過Iterator迭代器來遍歷集合。ListIterator是List接口所特有的，在List接口中，通過ListIterator()返回一個ListIterator對象。

接下來，我們看看各個接口和抽象類的介紹；然后，再對實現類進行詳細的了解。

1 Collection簡介

Collection的定義如下：

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

它是一個接口，是高度抽象出來的集合，它包含了集合的基本操作：添加、刪除、清空、遍歷(讀取)、是否為空、獲取大小、是否保護某元素等等。

Collection接口的所有子類(直接子類和間接子類)都必須實現2種構造函數：不帶參數的構造函數和參數為Collection的構造函數。帶參數的構造函數，可以用來轉換Collection的類型。

2 List簡介

List的定義如下：

public interface List<E> extends Collection<E> {}

List是一個繼承于Collection的接口，即List是集合中的一種。List是有序的隊列，List中的每一個元素都有一個索引；第一個元素的索引值是0，往后的元素的索引值依次+1。和Set不同，List中允許有重復的元素。
List的官方介紹如下：

A List is a collection which maintains an ordering for its elements. Every element in the List has an index. Each element can thus be accessed by its index, with the first index being zero. Normally, Lists allow duplicate elements, as compared to Sets, where elements have to be unique.

關于API方面。既然List是繼承于Collection接口，它自然就包含了Collection中的全部函數接口；由于List是有序隊列，它也額外的有自己的API接口。主要有“添加、刪除、獲取、修改指定位置的元素”、“獲取List中的子隊列”等。

// Collection的API abstract boolean ? ? ? ? add(E object) abstract boolean ? ? ? ? addAll(Collection<? extends E> collection) abstract void ? ? ? ? ? ?clear() abstract boolean ? ? ? ? contains(Object object) abstract boolean ? ? ? ? containsAll(Collection<?> collection) abstract boolean ? ? ? ? equals(Object object) abstract int ? ? ? ? ? ? hashCode() abstract boolean ? ? ? ? isEmpty() abstract Iterator<E> ? ? iterator() abstract boolean ? ? ? ? remove(Object object) abstract boolean ? ? ? ? removeAll(Collection<?> collection) abstract boolean ? ? ? ? retainAll(Collection<?> collection) abstract int ? ? ? ? ? ? size() abstract <T> T[] ? ? ? ? toArray(T[] array) abstract Object[] ? ? ? ?toArray() // 相比與Collection，List新增的API： abstract void ? ? ? ? ? ? ? ?add(int location, E object) abstract boolean ? ? ? ? ? ? addAll(int location, Collection<? extends E> collection) abstract E ? ? ? ? ? ? ? ? ? get(int location) abstract int ? ? ? ? ? ? ? ? indexOf(Object object) abstract int ? ? ? ? ? ? ? ? lastIndexOf(Object object) abstract ListIterator<E> ? ? listIterator(int location) abstract ListIterator<E> ? ? listIterator() abstract E ? ? ? ? ? ? ? ? ? remove(int location) abstract E ? ? ? ? ? ? ? ? ? set(int location, E object) abstract List<E> ? ? ? ? ? ? subList(int start, int end)

3 Set簡介

Set的定義如下：

public interface Set<E> extends Collection<E> {}

Set是一個繼承于Collection的接口，即Set也是集合中的一種。Set是沒有重復元素的集合。

關于API方面。Set的API和Collection完全一樣。

// Set的API abstract boolean ? ? ? ? add(E object) abstract boolean ? ? ? ? addAll(Collection<? extends E> collection) abstract void ? ? ? ? ? ? clear() abstract boolean ? ? ? ? contains(Object object) abstract boolean ? ? ? ? containsAll(Collection<?> collection) abstract boolean ? ? ? ? equals(Object object) abstract int ? ? ? ? ? ? hashCode() abstract boolean ? ? ? ? isEmpty() abstract Iterator<E> ? ? iterator() abstract boolean ? ? ? ? remove(Object object) abstract boolean ? ? ? ? removeAll(Collection<?> collection) abstract boolean ? ? ? ? retainAll(Collection<?> collection) abstract int ? ? ? ? ? ? size() abstract <T> T[] ? ? ? ? toArray(T[] array) abstract Object[] ? ? ? ? toArray()

4 AbstractCollection

AbstractCollection的定義如下：

public abstract class AbstractCollection<E> implements Collection<E> {}

AbstractCollection是一個抽象類，它實現了Collection中除iterator()和size()之外的函數。
AbstractCollection的主要作用：它實現了Collection接口中的大部分函數。從而方便其它類實現Collection，比如ArrayList、LinkedList等，它們這些類想要實現Collection接口，通過繼承AbstractCollection就已經實現了大部分的接口了。

5 AbstractList

AbstractList的定義如下：

public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> {}

AbstractList是一個繼承于AbstractCollection，并且實現List接口的抽象類。它實現了List中除size()、get(int location)之外的函數。
AbstractList的主要作用：它實現了List接口中的大部分函數。從而方便其它類繼承List。
另外，和AbstractCollection相比，AbstractList抽象類中，實現了iterator()接口。

6 AbstractSet

AbstractSet的定義如下：

public abstract class AbstractSet<E> extends AbstractCollection<E> implements Set<E> {}

AbstractSet是一個繼承于AbstractCollection，并且實現Set接口的抽象類。由于Set接口和Collection接口中的API完全一樣，Set也就沒有自己單獨的API。和AbstractCollection一樣，它實現了List中除iterator()和size()之外的函數。
AbstractSet的主要作用：它實現了Set接口中的大部分函數。從而方便其它類實現Set接口。

7 Iterator

Iterator的定義如下：

public interface Iterator<E> {}

Iterator是一個接口，它是集合的迭代器。集合可以通過Iterator去遍歷集合中的元素。Iterator提供的API接口，包括：是否存在下一個元素、獲取下一個元素、刪除當前元素。
注意：Iterator遍歷Collection時，是fail-fast機制的。即，當某一個線程A通過iterator去遍歷某集合的過程中，若該集合的內容被其他線程所改變了；那么線程A訪問集合時，就會拋出ConcurrentModificationException異常，產生fail-fast事件。關于fail-fast的詳細內容，我們會在后面專門進行說明。TODO

// Iterator的API abstract boolean hasNext() abstract E next() abstract void remove()

8 ListIterator

ListIterator的定義如下：

public interface ListIterator<E> extends Iterator<E> {}

ListIterator是一個繼承于Iterator的接口，它是隊列迭代器。專門用于便利List，能提供向前/向后遍歷。相比于Iterator，它新增了添加、是否存在上一個元素、獲取上一個元素等等API接口。

// ListIterator的API // 繼承于Iterator的接口 abstract boolean hasNext() abstract E next() abstract void remove() // 新增API接口 abstract void add(E object) abstract boolean hasPrevious() abstract int nextIndex() abstract E previous() abstract int previousIndex() abstract void set(E object)

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java 集合系列（1）： Collection架构的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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