Java中Collection集合简介

本文详细介绍了Java集合框架中的关键概念,包括Collection、List、Set、AbstractCollection等接口与类的定义及其实现细节,同时对比了Iterator与ListIterator的不同之处。

一、Collection概括

###1. Collection继承关系
Collection概括
###2. Collection架构
Collection架构(图片来自网络)

###3.说明

  1. Collection是一个接口,是高度抽象的集合,它包含了集合的基本操作:对集合元素的增、删、改、查、判断是否为空,获取大小、遍历等操作;
  2. 根据Collection接口规范的建议:Collection接口的所有子类(直接子类和间接子类)都必须实现2种构造函数:不带参数的构造函数 和 参数为Collection的构造函数。

二、List简介

###1.定义

public interface List<E> 
extends Collection<E>

###2.说明

  1. 有序的Collection集合(也称为序列 )。用户可以精确控制列表中每个元素的插入位置。 用户可以通过整数索引(列表中的位置)访问元素,并搜索列表中的元素。
  2. 与Set集合不同,列表通常允许重复的元素。 准确的说,列表通常允许元素e1和e2成对使得e1.equals(e2) ,并且如果它们允许空元素,它们通常允许多个空元素
  3. List包含Collection全部函数接口,由于List是有序队列,它也有自己额外的接口方法,主要有对指定位置元素进行增、删、改、查操作的方法、获取List中子队列等;

三、Set简介

1.定义

public interface Set<E>
extends Collection<E>

###2.说明

  1. set是继承自Collection的一个接口,除了继承自Collection接口的所有构造函数以及add,equals和hashCode方法外,还添加了一些方便set集合操作的函数接口;
  2. set是一个不允许重复元素的集合,集合不包含一对元素e1和e2 ,使得e1.equals(e2) ,并且最多一个空元素;
  3. 正如其名称所暗示的那样,这个接口模拟了数学集抽象。

四、AbstractCollection简介

###1. 继承关系
继承结构
###2. 定义

public abstract class AbstractCollection<E>
extends Object
implements Collection<E>

###3.说明

  1. 该类提供了Collection接口的骨架实现,以尽量减少实现此接口所需的工作量。
  2. AbstractCollection作用:该类实现了大部分Collection接口中大部分方法,方便其它类实现Collection。例如:ArrayList、LinkedList等,实现Collection接口,通过继承AbstractCollection实现大部分接口。

五、AbstractList简介

###1.继承关系
继承关系
###2. 定义

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

###3.说明

  1. AbstractList是继承AbstractCollection并且实现了List的抽象类,它实现了List中除size()、get(int location)之外的函数。
  2. AbstractList通过实现集合的部分方法,来实现一个基本的“随机访问”的集合(如数组),对于顺序存储的的数据(如链表)应优先考虑继承AbstractSequentialList来实现;
  3. AbstractList的主要作用:方便其它类继承List
  4. 与AbstractCollection相比,Abstract实现了iterator()接口方法

六、AbstractSet简介

###1.继承关系
继承关系
###2.定义

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

###3.说明

  1. AbstractSet继承自AbstractCollection,AbstractCollection实现了Set中大部分功能,为Set的实现类提供便利;
  2. 请注意,此类不会覆盖AbstractCollection类中的任何实现。 它只是添加了equals和hashCode的实现;

七、Iterator简介

1.定义

public interface Iterator<E>

###2.说明

  1. 集合上的迭代器,在 Java Collections Framework中Iterator替代了Enumeration;
  2. 与Enumeration有两个方面的不同:
    1. 迭代器允许调用者在迭代期间从底层集合中删除元素,并具有明确定义的语义。
    2. 方法名得到改进
  3. Iterator的API
    接口中的方法默认为abstract
    Iterator的API

*注意:Iterator遍历Collection时,是fail-fast机制的。即,当某一个线程A通过iterator去遍历某集合的过程中,若该集合的内容被其他线程所改变了;那么线程A访问集合时,就会抛出ConcurrentModificationException异常,产生fail-fast事件。
API

八、 ListIterator简介

###1. 定义

public interface ListIterator<E>
extends Iterator<E>

###2.说明
1.ListIterator是继承自Iterator的接口,是队列迭代器,方便List使用,能够向前\向后遍历,相比Iterator它新添加了一些方法
2.ListIteratorAPI
ListIteratorAPI

<think>嗯,用户问的是Java中的Collection单列集合。首先,我需要回忆一下Java集合框架的基础知识。记得Java集合框架主要分为Collection和Map两大类,而Collection是单列集合,Map是双列的键值对。用户可能想了解Collection的体系结构、常用接口和实现类,以及它们的使用场景。 首先,应该从Collection的顶层接口开始介绍,说明它继承了Iterable接口,所以所有Collection的实现类都支持迭代。然后,Collection分为ListSet和Queue三个子接口,每个子接口有不同的特性。 List部分,需要提到有序、可重复的特点,常用的实现类有ArrayList、LinkedList和Vector。要比较它们的底层实现,比如ArrayList基于数组,查询快,增删慢;LinkedList基于链表,增删快,查询慢;Vector是线程安全的,但性能较差,现在可能不常用了。 接下来是Set,强调元素唯一且无序。常用的实现类有HashSet、LinkedHashSet和TreeSet。HashSet基于哈希表,LinkedHashSet维护插入顺序,TreeSet可以排序。可能需要提到TreeSet是基于红黑树实现的,自然排序或者通过Comparator定制排序。 然后是Queue,队列,常用的有LinkedList、PriorityQueue,还有线程安全的ArrayBlockingQueue等。需要说明队列的先进先出特性,以及优先级队列的特殊之处。 用户可能还想知道如何选择不同的集合类,比如需要快速访问用ArrayList,需要频繁插入删除用LinkedList,需要唯一性用HashSet,需要排序用TreeSet,需要线程安全的话考虑使用Collections工具类或者并发包下的类。 另外,可能需要提到集合的遍历方式,比如for-each循环、迭代器、Java8的Stream API等。还要注意集合的线程安全问题,比如ArrayList不是线程安全的,多线程环境下应该用CopyOnWriteArrayList或者同步包装类。 用户可能的疑问还包括如何正确实现对象的equals和hashCode方法,特别是当使用HashSet或HashMap的时候。这也是确保集合正确行为的关键点。 最后,总结一下Collection的层次结构,以及各个实现类的适用场景,帮助用户在实际开发中做出合适的选择。可能还需要提醒一些常见错误,比如在遍历集合时修改导致的ConcurrentModificationException异常,以及如何避免。</think>Java中的Collection单列集合是存储一组对象的容器,属于Java集合框架的核心部分。以下从体系结构、常用接口和实现类进行分步解析: 1. **Collection顶层接口** - 继承自`Iterable`接口,支持迭代遍历 - 核心方法: ```java boolean add(E e); // 添加元素 boolean remove(Object o); // 删除元素 int size(); // 元素数量 boolean contains(Object o); // 判断包含 Iterator<E> iterator(); // 获取迭代器 ``` 2. **三大子接口** $$\begin{array}{|c|c|c|} \hline \text{接口} & \text{特点} & \text{常用实现类} \\ \hline \text{List} & \text{有序、可重复} & ArrayList, LinkedList, Vector \\ \text{Set} & \text{无序、唯一} & HashSet, LinkedHashSet, TreeSet \\ \text{Queue} & \text{队列结构} & LinkedList, PriorityQueue \\ \hline \end{array}$$ 3. **List接口详解** - **ArrayList**(数组实现): - 查询效率高($O(1)$随机访问) - 增删效率较低(需要移动元素) - **LinkedList**(双向链表实现): - 增删效率高($O(1)$头尾操作) - 查询效率低($O(n)$顺序访问) - **Vector**(线程安全数组): - 已被`Collections.synchronizedList()`取代 4. **Set接口详解** - **HashSet**(哈希表实现): - 基于`HashMap`实现 - 要求元素正确实现`hashCode()`和`equals()` - **LinkedHashSet**: - 维护插入顺序的HashSet - **TreeSet**(红黑树实现): - 支持自然排序或`Comparator`定制排序 - 元素必须实现`Comparable`接口 5. **Queue接口特性** - **PriorityQueue**: - 基于堆结构实现优先级队列 - 元素按自然顺序或Comparator排序 - **LinkedList**: - 可同时作为List和Deque使用 6. **使用示例** ```java // ArrayList示例 List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("Java"); list.add("Python"); System.out.println(list.get(0)); // 输出:Java // HashSet示例 Set<Integer> set = new HashSet<>(); set.add(1); set.add(1); // 重复元素不会添加 System.out.println(set.size()); // 输出:1 // TreeSet排序示例 Set<String> sortedSet = new TreeSet<>(); sortedSet.add("Banana"); sortedSet.add("Apple"); System.out.println(sortedSet); // 输出:[Apple, Banana] ``` 7. **选择策略** - 需要快速随机访问 → ArrayList - 频繁插入删除 → LinkedList - 元素唯一性 → HashSet - 需要排序 → TreeSet - 线程安全需求 → 使用`Collections.synchronizedCollection()`包装或改用并发集合 8. **遍历方式** - 传统for循环(仅List) - 增强for循环 - Iterator迭代器 - Java8 Stream API: ```java list.stream().forEach(System.out::println); ``` 理解Collection体系需要掌握: 1. 各实现类的底层数据结构 2. 时间空间复杂度差异 3. 特定场景下的最佳实践 4. 线程安全问题的处理方式 建议通过实际编码练习加深理解,特别注意不同集合对元素相等性的判断机制,以及排序集合对元素可比性的要求。
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值