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Java 基础 | Collection 集合概览

老读者都知道,我是自学转行到 java 的。那时迫于生存压力,学得比较快,很多知识点仅停留在会用的层面。最近,光会用不知道原理,没什么意思。每次使用时都是机械性的 "熟练使用"。加之一直有回归基础的想法,所以想在业余时间复盘 java 的基础知识。知其然知其所以然是技术人的追求。

说到复盘基础,并不是所有的都会复盘,没那个时间更没那个必要。比如,一些基础的语法以及条件语句,极度简单。这类是不需要复盘的。思前想后,我觉得整个计划应该从集合开始,而复盘的方式就是读源码。这篇先简单介绍下集合的整体概览,之后会具体到集合里面每个实现类的源码解析。

1、Java 为什么要有集合?

首先,java 是一门面向对象语言,操作对象是我们的日常。既然操作就需要有东西把对象存储起来。于是容器就应运而生,初学者接触到的第一个容器就是数组,但这远远不够,根据不同的对象以及不同的业务,我们需要用到不同的容器。比如,不想要重复对象,我们就会想到用 set 容器,想要对象有序我们会用 List 。不管是 List、Set。他们都会有共性, 而 java 就根据这些共性,给我们提供了 Collection 集合。

2、Collection 接口框架图

由上面的 Collection 接口框架图,我们可以知道 Collection 是 List、Set、Queue 的父接口,看到这里,你们可能会问,Map 哪去了?其实,Java 中的容器,包括 Collection 和 Map ,Map 是另外一个体系,所以我们今天先不讲 Map 。

3、Collection 的方法

Collection 接口定义了以上待实现的方法。比如:

  • size() 计算容器长度
  • isEmpty() 是否为空
  • contains() 是否包含某个对象
  • containsAll() 是否包含另一个集合的所有对象
  • iterator() 上层接口 iterable 的方法,用于生成迭代对象,遍历对象
  • add() 添加一个对象
  • add() 添加另一个集合的所有对象
  • remove() 移除一个对象
  • removeAll() 移除所有对象
  • toArray() 把集合转换成数组
  • retainAll() 是否与另一个集合有交集

4、List 子接口

List 集合的特点是元素有序、可重复,它包含了 ArrayList、Vendor 和 LinkedList 这三个实现类。三者比较如下:

ArrayList

Vendor

LinkedList

线程安全

底层实现

数组

数组

链表

性能

查询快,增删慢

最慢

增删快、查询慢

5、Set 子接口

Set 集合最大的特点是不允许重复元素,它有 HashSet、TreeSet、LinkedHashSet 、EnumSet 四个实现类,对比如下:

HashSet

TreeSet

LinkedHashSet

底层实现

哈希表(一个元素为链表的数组)

红黑树(一个自平衡的二叉树)

哈希表和链表

元素是否为null

线程安全

至于EnumSet 类,我还没研究过怎么使用,在网上查了下,它是专为枚举类设计的集合类,EnumSet 中的所有元素都必须是指定枚举类型的枚举值,具体的这里先不做介绍,待我研究下用法以及场景,再专门介绍。

6、Queue 子接口

Queue 用的不多,它常用于模拟队列这种数据结构,实现 FIFO 等数据结构。通常,队列不允许随机访问队列中的元素。在工作中,我还没有使用过,待我研究过,再来跟大家分享。