【Java Collection】集合類 Collection 剖析（一）

我的原則：先會用再說，內部慢慢來。
學以致用，根據場景學源碼

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一、架構

1.1 UML 圖

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1.2 子類UML圖

1.3 常用子類UML圖

• 這裏要注意，Map跟Collection沒有直接關係，更不是 Collection 的子類。

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二、Iterable 接口

• 迭代處理集合內 element 專用接口。

2.1 源碼

public interface Iterable<T> {

    Iterator<T> iterator();
    
    default void forEach(Consumer<? super T> action) {
        Objects.requireNonNull(action);
        for (T t : this) {
            action.accept(t);
        }
    }
    default Spliterator<T> spliterator() {
        return Spliterators.spliteratorUnknownSize(iterator(), 0);
    }
}

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2.2 方法解析

方法	描述
iterator	返回迭代類 Iterator，可以對Collection 內的元素進行迭代處理
forEach	default 方法，傳入消費類Consumer，對全體元素進行一波消費。jdk1.8之後，允許interface 定義default 方法與 static 方法
spliterator	返回 IteratorSpliterator 類

• 用的最多的是 iterator 方法。

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三、 Iterator 接口

• Iterator 接口提供了迭代相關的方法

3.1 源碼

public interface Iterator<E> {

    boolean hasNext();
    E next();

    default void remove() {
        throw new UnsupportedOperationException("remove");
    }

    default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
        Objects.requireNonNull(action);
        while (hasNext())
            action.accept(next());
    }
}

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3.2 方法解析

方法	描述
hasNext	後面是否還有元素
remove	移除元素 ，default 方法，需要被子類重寫
forEachRemaining	傳入 Consumer，處理集合中剩下的所有元素，default 方法

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四、Collection 接口

• Collection 接口，底下有一堆實現類，比如：List，Set ，Queue等等

4.1 源碼剖析

public interface Collection<E> extends Iterable<E> {

    int size();
    boolean isEmpty();
    boolean contains(Object o);
    Iterator<E> iterator();
    Object[] toArray();
    <T> T[] toArray(T[] a);
    boolean add(E e);
    boolean remove(Object o);
    boolean containsAll(Collection<?> c);
    boolean addAll(Collection<? extends E> c);
    boolean removeAll(Collection<?> c);
    default boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {
        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;
    }
    boolean retainAll(Collection<?> c);
    void clear();
    boolean equals(Object o);
    int hashCode();

    @Override
    default Spliterator<E> spliterator() {
        return Spliterators.spliterator(this, 0);
    }

    default Stream<E> stream() {
        return StreamSupport.stream(spliterator(), false);
    }

    default Stream<E> parallelStream() {
        return StreamSupport.stream(spliterator(), true);
    }
}

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4.2 方法列表

方法	描述
int size	查詢 Collection 內 element 數量
boolean isEmpty	檢查 Collection 內是否是空的
boolean contains(Object o);	檢查 Collection 內是否包含某個元素
Iterator iterator();	返回Iterator 接口
Object[] toArray();	Collection 轉 數組Array
T[] toArray(T[] a);	Collection 轉 數組Array
boolean add(E e);	Collection 插入元素
boolean remove(Object o);	Collection 移除元素
boolean containsAll(Collection<?> c);	Collection 是否包含 Collection c內的全部元素在
boolean addAll(Collection<? extends E> c);	一個Collection 塞入另一個 Collection
boolean removeAll(Collection<?> c);	Collection 把 Collection c內的全部元素移除
default boolean removeIf(Predicate<? super E> filter)	傳入判斷條件Predicate，按條件刪除
boolean retainAll(Collection<?> c);	取兩個Collection 的交集，原Collection - Collection c
void clear();	清掉 Collection ，往往是爲了加快 GC
boolean equals(Object o);	判斷兩個Collection是否equals，需要重寫該方法
int hashCode();	hashCode
default Spliterator spliterator()	default 方法，返回 Spliterator
default Stream stream()	default 方法，拿到Stream 流
default Stream parallelStream()	default 方法，拿到 parallelStream 流

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4.3 常用 Collection 子類

接口	子類
Set	HashSet 、TreeSet
List	Vector 、ArrayList 、LinkedList
Queue	SynchronousQueue 、PriorityBlockingQueue 、 DelayQueue 、ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue

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五、AbstractCollection 抽象類

• 相比 Collection 接口，實現了 N 若干個方法

相比 Collection 接口實現的方法

isEmpty()

contains(Object o)

toArray()

toArray(T[] a)

remove(Object o)

containsAll(Collection<?> c)

addAll(Collection<? extends E> c)

removeAll(Collection<?> c)

retainAll(Collection<?> c)

clear()

toString()

• 注意，都是非線程安全的，後續處理需要子類重寫

六、List 接口

public interface List<E> extends Collection<E> {}

6.1 特點

1. 集合內元素有序（排列順序自己定）
2. 元素可以重複
3. 可以有N個null 元素

6.2 List 方法列表

6.2.1 重寫 Collection 方法

方法	描述
int size();	同 Collection
boolean isEmpty();	同 Collection
boolean contains(Object o);	同 Collection
Iterator iterator();	同 Collection
Object[] toArray();	同 Collection
T[] toArray(T[] a);	同 Collection
boolean add(E e);	同 Collection
boolean remove(Object o);	同 Collection
boolean containsAll(Collection<?> c);	同 Collection
boolean addAll(Collection<? extends E> c);	同 Collection
boolean removeAll(Collection<?> c);	同 Collection
boolean retainAll(Collection<?> c);	同 Collection
void clear();	同 Collection
boolean equals(Object o);	同 Collection
int hashCode();	同 Collection
default Spliterator spliterator()	同 Collection // 重寫，Spliterator.ORDERED

6.2.2 相比 Collection 增加的方法 （12個）

方法	描述
boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c);	比老的allAll多了一個下標index
E get(int index);	獲取某個 index 下 Element
E set(int index, E element);	設置某個 index 下的 Element
void add(int index, E element);	在某個 index 後插入Element
E remove(int index);	移除某個 index 的Element
int indexOf(Object o);	從0 到 N，查看某個Element的下標
int lastIndexOf(Object o);	從 N 到0 ，查看某個Element的下標
ListIterator listIterator();	返回一個雙向 ListIterator
ListIterator listIterator(int index);	從某個 index 往後截取全部元素，組成雙向 ListIterator
List subList(int fromIndex, int toIndex);	切割List，組成雙向 ListIterator
default void replaceAll(UnaryOperator operator)	輸出操作函數，對list內全部元素進行處理
default void sort(Comparator<? super E> c)	輸入 Comparator 排列器，對list內全部元素進行排隊

6.2.3 相比 Collection 少了的方法 （3個）

方法	描述
default boolean removeIf(Predicate<? super E> filter)	傳入判斷條件Predicate，按條件刪除
default Stream stream()	default 方法，拿到Stream 流
default Stream parallelStream()	default 方法，拿到 parallelStream 流

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七、Queue 接口

public interface Queue<E> extends Collection<E> {}

7.1 特點

1. 先進先出
2. 元素可以重複

7.2 Queue 方法列表

7.2.1 重寫 Collection 方法（無）

無

7.2.2 相比 Collection 增加的方法 （6個）

方法	描述
boolean add(E e);	添加元素，失敗拋 IllegalArgumentException
boolean offer(E e);	添加元素，失敗返回 false
E remove();	移除元素，隊列內沒元素拋 NoSuchElementException
E poll();	移除元素，隊列內沒元素返回 null
E element();	取出隊頭元素，隊列內沒元素拋 NoSuchElementException
E peek();	取出隊頭元素，隊列內沒元素返回 false

7.2.3 相比 Collection 少了全部方法

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八、Set 接口

public interface Set<E> extends Collection<E> {}

8.1 特點

1. 集合內元素無序
2. 元素不可以重複
3. 可以有一個null 元素

8.2 Set 方法列表

8.2.1 重寫 Collection 方法

方法	描述
int size();	同 Collection
boolean isEmpty();	同 Collection
boolean contains(Object o);	同 Collection
Iterator iterator();	同 Collection
Object[] toArray();	同 Collection
T[] toArray(T[] a);	同 Collection
boolean add(E e);	同 Collection
boolean remove(Object o);	同 Collection
boolean containsAll(Collection<?> c);	同 Collection
boolean addAll(Collection<? extends E> c);	同 Collection
boolean retainAll(Collection<?> c);	同 Collection
boolean removeAll(Collection<?> c);	同 Collection
void clear();	同 Collection
boolean equals(Object o);	同 Collection
int hashCode();	同 Collection

8.2.2 新增 Collection 方法 （無）

無

8.2.3 相比 Collection 少了的方法（4個）

方法	描述
default boolean removeIf(Predicate<? super E> filter)	傳入判斷條件Predicate，按條件刪除
default Spliterator spliterator()	default 方法，返回 Spliterator
default Stream stream()	default 方法，拿到Stream 流
default Stream parallelStream()	default 方法，拿到 parallelStream 流

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九、番外篇

下一章節：【Java Collection】List 剖析（二）