Java集合框架综述

集合框架（collections framework）

首先要明确，集合代表了一组对象（和数组一样，但数组长度不能变，而集合能）。Java中的集合框架定义了一套规范，用来表示、操作集合，使具体操作与实现细节解耦。

其实说白了，可以把一个集合看成一个微型数据库，操作不外乎“增删改查”四种操作，我们在学习使用一个具体的集合类时，需要把这四个操作的时空复杂度弄清楚了，基本上就可以说掌握这个类了。

设计理念

主要理念用一句话概括就是：提供一套“小而美”的API。API需要对程序员友好，增加新功能时能让程序员们快速上手。

为了保证核心接口足够小，最顶层的接口（也就是Collection与Map接口）并不会区分该集合是否可变（mutability）,是否可更改（modifiability）,是否可改变大小（resizability）这些细微的差别。相反，一些操作是可选的，在实现时抛出UnsupportedOperationException即可表示集合不支持该操作。集合的实现者必须在文档中声明那些操作是不支持的。

为了保证最顶层的核心接口足够小，它们只能包含下面情况下的方法：

基本操作，像之前说的“增删改查”

There is a compelling performance reason why an important implementation would want to override it.

此外，所有的集合类都必须能提供友好的交互操作，这包括没有继承Collection类的数组对象。因此，框架提供一套方法，让集合类与数组可以相互转化，并且可以把Map看作成集合。

两大基类Collection与Map

在集合框架的类继承体系中，最顶层有两个接口：

Collection表示一组纯数据

Map表示一组key-value对

一般继承自Collection或Map的集合类，会提供两个“标准”的构造函数：

没有参数的构造函数，创建一个空的集合类

有一个类型与基类（Collection或Map）相同的构造函数，创建一个与给定参数具有相同元素的新集合类

因为接口中不能包含构造函数，所以上面这两个构造函数的约定并不是强制性的，但是在目前的集合框架中，所有继承自Collection或Map的子类都遵循这一约定。

Collection

java-collection-hierarchy

如上图所示，Collection类主要有三个接口：

Set表示不允许有重复元素的集合（A collection that contains no duplicate elements）

List表示允许有重复元素的集合（An ordered collection (also known as a sequence)）

Queue JDK1.5新增，与上面两个集合类主要是的区分在于Queue主要用于存储数据，而不是处理数据。（A collection designed for holding elements prior to processing.）

Map

MapClassHierarchy

Map并不是一个真正意义上的集合（are not true collections），但是这个接口提供了三种“集合视角”（collection views ），使得可以像操作集合一样操作它们，具体如下：

把map的内容看作key的集合（map’s contents to be viewed as a set of keys）

把map的内容看作value的集合（map’s contents to be viewed as a collection of values）

把map的内容看作key-value映射的集合（map’s contents to be viewed as a set of key-value mappings）