Java Collection Framework Collection 接口

Java Collection Framework : Collection接口一、要点Collection 接口Collection 接口的默认实现：AbstractCollectionOptional operations(可选方法)二、Collection 接口1、JDK 对Collection 接口的描述Collection 接口是Collection 层次结构中的根接口。

Collection 表示一组对象，这些对象也称为collection 的元素。

一些collection(List,Queue) 允许有重复的元素，而另一些(Set)则不允许。

一些collection (List,Queue)是有序的，而另一些(Set)则是无序的。

JDK 不提供此接口的任何直接实现：它提供更具体的子接口（如Set 和List）实现，这些子接口继承自Collection 接口。

此接口通常用来传递collection（多态），并在需要最大普遍性的地方操作这些collection。

所有通用的Collection 实现类（通常通过它的一个子接口间接实现Collection）应该提供两个“标准”构造方法：一个是void（无参数）构造方法，用于创建空collection；另一个是带有Collection 类型单参数的构造方法，用于创建一个具有与其参数相同元素新的collection。

实际上，后者允许用户复制任何collection，以生成所需实现类型的一个等效collection。

尽管无法强制执行此约定（因为接口不能包含构造方法），但是Java 平台库中所有通用的Collection 实现都遵从它。

此接口中包含的“破坏性”方法，是指可修改其所操作的collection 的那些方法，如果此collection 不支持该操作，则指定这些方法抛出UnsupportedOperationException(可选操作)。

Collections Framework 接口中的很多方法是根据equals 方法定义的。

Collections Framework 中的各个容器均是非线程安全的。

Collection 接口的定义如下：public interface Collection<E> extends Iterable<E> { ... }2、行为java.util.Collection 接口是描述Set 和List 集合类型的根接口，下面给出了Collection 的所有行为(不包括从Object 继承而来的方法),因此它们也刻画了Set 或List 执行的所有行为(List 还有额外的功能)。

Collection 的行为分类和详细列表如下：注意到，其中不包含随机访问所选择的元素get() 方法，因为Collection 包含Set，而Set 是自己维护顺序的。

因此，若想访问、遍历Collection 中的元素，则必须使用迭代器; 另外，这些方法的默认实现（AbstractCollection）均直接或间接使用了迭代器。

三、Collection 接口的默认实现：AbstractCollection1、JDK 对AbstractCollection 抽象类的描述此抽象类提供Collection 接口的骨干实现，以最大限度地减少实现此接口所需的工作。

要实现一个不可修改的collection，编程人员只需扩展此类，并提供iterator 和size 方法的实现。

（iterator 方法返回的迭代器必须实现hasNext 和next。

）; 要实现可修改的collection，编程人员必须另外重写此类的add 方法（否则，会抛出UnsupportedOperationException），iterator 方法返回的迭代器还必须另外实现其remove 方法（AbstractCollection 的移除方法间接调用迭代器的移除方法）。

按照Collection 接口规范中的建议，编程人员通常应提供一个void （无参数）和Collection 构造方法。

AbstractCollection 抽象类定义如下：public abstract class AbstractCollection<E> implements Collection<E> { ... }2、行为(对上述Collection 接口中方法的实现情况)下面给出了抽象类AbstractCollection 对Collection 接口的实现情况：public boolean add(E e) {throw new UnsupportedOperationException();}public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {boolean modified = false;Iterator<? extends E> e = c.iterator();while (e.hasNext()) {if (add(e.next())) // 调用了上面定义的add 方法modified = true;}return modified;}public abstract Iterator<E> iterator(); //未提供具体实现，将实现延迟到具体容器public boolean remove(Object o) {Iterator<E> e = iterator();if (o==null) {while (e.hasNext()) {if (e.next()==null) {e.remove(); //内部使用了迭代器的remove 方法，故具体容器的迭代器实现密切相关return true;}}} else {while (e.hasNext()) {if (o.equals(e.next())) {e.remove();return true;}}}return false;}public boolean removeAll(Collection<?> c) {boolean modified = false;Iterator<?> e = iterator();while (e.hasNext()) {if (c.contains(e.next())) {e.remove(); //内部使用了迭代器的remove 方法，故具体容器的迭代器实现密切相关modified = true;}}return modified;}public boolean retainAll(Collection<?> c) {boolean modified = false;Iterator<E> e = iterator();while (e.hasNext()) {if (!c.contains(e.next())) {e.remove(); //内部使用了迭代器的remove 方法，故具体容器的迭代器实现密切相关modified = true;}}return modified;}public void clear() {Iterator<E> e = iterator();while (e.hasNext()) {e.next();e.remove(); //内部使用了迭代器的remove 方法，故具体容器的迭代器实现密切相关}}public boolean contains(Object o) {Iterator<E> e = iterator();if (o==null) {while (e.hasNext())if (e.next()==null)return true;} else {while (e.hasNext())if (o.equals(e.next())) //内部调用了的equals方法，故与equals 方法实现密切相关return true;}return false;}public boolean containsAll(Collection<?> c) {Iterator<?> e = c.iterator();while (e.hasNext())if (!contains(e.next())) //内部调用了的contains 方法，故与contains 方法实现密切相关return false;return true;}//此处省略两个toArray 方法的实现public abstract int size(); //未提供具体实现，将实现延迟到具体容器public boolean isEmpty() {return size() == 0; //内部调用了的size 方法，故与size 方法实现密切相关}对以上实现进行总结：【增】：add, addAll 两个方法的实现是可选的，此处均默认UnsupportedOperationException ；【查】：iterator 未提供具体实现，将实现延迟到具体容器,其对外屏蔽了不同容器的差异性，以统一的方式对容器访问、遍历；【删】：remove(Object)，removeAll(Collection<?>) ，retainAll(Collection<?>) 和clear() 四个方法的实现均直接调用了具体容器的迭代器(由iterator() 方法返回)的remove 方法；【查】：contains(Object o) 和containsAll(Collection<?> c) 两个方法的实现均直接或间接调用了元素的equals 方法；【基本方法】：size 方法实现与具体容器相关，isEmpty 方法的实现均直接调用了size 方法；【容器与数组转换】：分别提供与泛型toArray 方法和原生toArray 方法；从源代码中我们可以知道，几乎所有方法的实现都与迭代器相关，并且有以下特点：执行各种不同的添加和移除方法在Collection 接口中都是可选操作，因为他们会改变容器的结构;Collection 接口中的读取方法都不是可选操作；四、Optional operations(可选操作)1、简述执行各种不同的添加和移除方法在Collection 接口中都是可选操作, 这意味着实现类并不需要为这些方法提供功能定义。

这是一种很不寻常的接口定义方式。

正如你所看到的那样，接口是面向对象设计中的契约，它声明“无论你选择如何实现该接口，我保证你可以向该接口发送这些消息。