JAVA集合源码攻坚战（3）——Collection

前言

集合作为java中一个重要的组成部分，必须攻克！

什么是集合

在我看来，从本质上来说，集合首先是一个容器，里面可以存放数据，不管是基本类型还是其他类型的数据。从作用上来说，集合又提供了一些方法，能对存放在里面的数据进行操作，增删查等等。

什么是集合框架

在java 2 之前，已经有许多类来存储和操作数据对象，但是没有一个统一的标准，使得使用不同的集合类有很大的不同，而为了解决这个问题，建立了一个围绕一组标准接口的一整个集合框架。
集合框架是一个用来代表和操纵集合的统一架构。

所有的集合框架都包含如下内容：
接口：是代表集合的抽象数据类型。例如 Collection、List、Set、Map 等。之所以定义多个接口，是为了以不同的方式操作集合对象
实现（类）：是集合接口的具体实现。从本质上讲，它们是可重复使用的数据结构，例如：ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。
算法：是实现集合接口的对象里的方法执行的一些有用的计算，例如：搜索和排序。这些算法被称为多态，那是因为相同的方法可以在相似的接口上有着不同的实现。
引用自菜鸟教程

集合框架整体架构

从图中可以看出，集合框架主要分为两部分，一部分为Collection，一部分为Map。
Collection及其实现类，都是存放的相同数据类型的数据。
Map及其实现类，是存储键值对类型的数据。

Collection

前面我们已经介绍过Iterator和ListIterator这两个接口了。今天开始分析Collection及其子类和实现类的源码。

方法

Collection作为一个根接口，为我们提供了以上这些方法。主要可以分成以下几类：

基础操作

• int size();
• boolean isEmpty();
• boolean contains(Object o);
• boolean add(E e);
• boolean remove(Object o);
• boolean equals(Object o);
• int hashCode();

对整个集合的操作

• boolean containsAll(Collection<?> c);
• boolean addAll(Collection<? extends E> c);
• boolean removeAll(Collection<?> c);
• boolean retainAll(Collection<?> c)

对数组的操作

• Object[] toArray();
• <T> T[] toArray(T[] a);

jdk 8 新增的方法

• default Spliterator<E> spliterator()
• default Stream<E> stream()
• default Stream<E> parallelStream()

注意

需要注意的是，虽然我们的图上，Collection类看上去是直接继承了Iterator类，但是实际上

public interface Collection<E> extends Iterable<E>

Collection接口是继承了Iterable这个接口。

Iterable接口

那么，这又是哪个接口呢，好像在图上没有显示嘛？
我们再来看Iterable接口的源码

    /**
     * 返回一个元素类型为T的迭代器
     * Returns an iterator over elements of type {@code T}.
     *
     * @return an Iterator.
     */
    Iterator<T> iterator();

其实里面主要的就是这个方法，至于jdk 8 新增的两个方法暂时放在一边。

看源码里面不就是一个Iterator吗，那为什么Collection类包括它的子接口类List和Set都是继承Iterable而不是直接继承Iterator的呢？
通过度年，查到了相关解释
Iterator、Iterable接口的使用及详解
文中解释了为什么要继承Iterable，而不是直接继承Iterator

为什么一定要去实现Iterable这个接口呢？ 为什么不直接实现Iterator接口呢？
看一下JDK中的集合类，比如List一族或者Set一族，
都是继承了Iterable接口，但并不直接继承Iterator接口。
仔细想一下这么做是有道理的。因为Iterator接口的核心方法next()或者hasNext()
是依赖于迭代器的当前迭代位置的。
如果Collection直接继承Iterator接口，势必导致集合对象中包含当前迭代位置的数据(指针)。
当集合在不同方法间被传递时，由于当前迭代位置不可预置，那么next()方法的结果会变成不可预知。
除非再为Iterator接口添加一个reset()方法，用来重置当前迭代位置。
但即时这样，Collection也只能同时存在一个当前迭代位置。
而Iterable则不然，每次调用都会返回一个从头开始计数的迭代器。
多个迭代器是互不干扰的。