java集合类库学习记录———Collection类库的结构

最新推荐文章于 2023-08-30 22:07:30 发布

qwelkjzxc369

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分类专栏：源码分析文章标签： Java 源码集合类 Collection

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qwelkjzxc369/article/details/78331697

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本文探讨了Java集合类库中的Collection接口，通过一张集合类的UML图展示了其结构。文章详细介绍了Collection接口的主要方法，包括新增的removeIf方法的默认实现。此外，还深入分析了AbstractCollection抽象类，特别是toArray方法的实现逻辑，包括无参和泛型参数版本，解释了不同情况下数组的创建和填充策略。

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先来一张Collection类的“全家福”，方便大家理解类与类之间的关系：

（集合类库UML图来自于http://blog.youkuaiyun.com/vking_wang/article/details/16965853）

从图上可以看出来，集合大概可以分成2部分，一部分用Collection作为跟接口，另一部分用Map作为根接口。

我们先了解下Collection接口，Collection接口有方法（在1.8中新加入Stream方法，不作介绍）：

可以注意到，接口中有一部分可选方法：add相关方法,clear,remove相关方法，retainAll方法。这些方法都会引起Collection结构发生改变。

Collection接口中给出了removeIf方法的默认实现：

    default boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {//给removeIf方法传递一个lambda表达式，表达式的内容为Predicate中test方法的实现
        Objects.requireNonNull(filter);
        boolean removed = false;
        final Iterator<E> each = iterator();
        while (each.hasNext()) {
            if (filter.test(each.next())) {
                each.remove();
                removed = true;
            }
        }
        return removed;
    }

下面我们来看看Collection的抽象子类AbstractCollection，AbstractCollection是java自己提供的一个最基本的Collection的实现。当然它依然是一个抽象类。对于一个不可更改的集合，只要继承这个类并且实现迭代器和size()方法就行。

在此抽象类中，提供了一部分集合操作的通用实现，我们就来看看这些通用实现的其中两个：

    public Object[] toArray() {
        // Estimate size of array; be prepared to see more or fewer elements
        Object[] r = new Object[size()];
        Iterator<E> it = iterator();
        for (int i = 0; i < r.length; i++) {
            if (! it.hasNext()) // fewer elements than expected
                return Arrays.copyOf(r, i);		//集合中的对象数目少于Size()的数目
            r[i] = it.next();
        }
        return it.hasNext() ? finishToArray(r, it) : r; //集合中的对象数目比Size()多时进入finishToArray方法，集合中对象数目与size
    }

    public <T> T[] toArray(T[] a) {
        // Estimate size of array; be prepared to see more or fewer elements
        int size = size();
        T[] r = a.length >= size ? a :
                  (T[])java.lang.reflect.Array
                  .newInstance(a.getClass().getComponentType(), size); //创建泛型数组
        Iterator<E> it = iterator();
        for (int i = 0; i < r.length; i++) {
            if (! it.hasNext()) { // fewer elements than expected
                if (a == r) {
                    r[i] = null; // null-terminate
                } else if (a.length < i) {
                    return Arrays.copyOf(r, i);
                } else {
                    System.arraycopy(r, 0, a, 0, i);
                    if (a.length > i) {
                        a[i] = null;
                    }
                }
                return a;
            }
            r[i] = (T)it.next();
        }
        // more elements than expected
        return it.hasNext() ? finishToArray(r, it) : r;
    }

toArray无参方法返回一个Object数组，它的思路如下：

1.创建一个估算的大小Object数组，并初始化一个迭代器

2.当集合中元素数量小于数组长度时，复制集合元素到数组并截断数组，最后返回数组。

3.当集合中元素数量大于数组长度时，创建更大的数组并复制集合元素，最后返回数组。

toArray泛型参数方法返回数组的运行时类型与指定数组的运行时类型相同，它的思路如下：

1.创建一个“大”数组（当输入数组长度大时就是输入数组，当size方法大时就创建新数组）。

2.当集合中的元素比创建的数组中的元素少，且输入数组长度“大“时，将集合元素放在数组中，并给集合元素后面的数组元素赋值为null；

3.当集合中的元素比创建的数组中的元素少且比传入的数组长度多时，将集合元素放在数组中，并截断数组返回。

4.当集合中的元素比创建的数组中的元素少且比传入的数组长度少时，将集合元素放在数组中，将数组复制给输入数组，输入数组的其余值为null，并返回。

5.当集合中的元素比创建的数组中的元素多时，用finishToArray方法，创建更大的数组并返回。