Java集合框架之 Collection 接口 #yyds干货盘点#

Posted 2021-11-22 宇宙之一粟

Collection 接口

所有通用集合实现都有一个带有 Collection 参数的构造函数，此构造函数初始化新集合以包含指定集合中的所有元素，即它允许转换集合的类型。

如把一个 Collection<String> s，它可以转化成 List、Set 或其他类型的 Collection。如：

List<String> s = new ArrayList<String>(c);

Collection 接口包含执行基本操作的方法：

• ​​int size()​​ 
• ​​boolean isEmpty()​​ 
• ​​boolean contains(Object element​​ 
• ​​boolean add(E element)​​ 
• ​​boolean remove(Object element)​​ 
• ​​Interator<E> interator()​​ 

Collection 接口还包含对整个集合进行操作的方法：

• ​​boolean containsAll(Collection<?> c)​​ 
• ​​boolean addAll(Collection<? extends E> c)​​ 
• ​​boolean removeAll(Collection<?> c)​​ 
• ​​boolean retainAll(Collection<?> c)​​ 
• ​​void clear()​​ 

Collection 接口还存在用于数组操作的附加方法，例如：

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

JDK 8 及更高版本中，Collection 接口还公开方法 Stream<E> stream() 和 Stream<E> parallelStream()，帮助从底层集合中获取顺序或并行流。

public interface Collection<E> {
  boolean add(E element);
  Interator<E> iterator();  // 返回一个用于访问集合中各个元素的迭代器
}

​​add​​ 方法用于向集合中添加元素。如果成功添加元素改变了集合就返回 true；如果集合没有发生改变就返回 false。比如在集合（ set ）中添加一个对象，如果这个元素在集合中已经存在，这时 add 方法就没有奏效，因为集合中不允许有重复的对象。

​​interator​​ 方法用于返回一个实现了 Interator 接口的对象，可以使用这个迭代器对象依次访问集合中的元素。

集合遍历接口--迭代器

Iterator 接口包含 4 个方法：

public interface Interator<E> {
  E next(); // 返回将要访问的下一个对象。如果已经到达了集合的末尾，将抛出一个 NoSuchElement-Exception
  boolean hasNext();  // 如果存在另一个可访问的元素，返回 true
  void remove();  // 删除上次访问的对象。这个方法必须紧跟在访问一个元素之后执行。如果上次访问之后集合已经发生了变化，这个方法将会抛出一个 IllegalStateException
  default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action); // 访问元素，并传递到指定的动作，直到再没有更多元素，或者这个动作抛出一个异常
}

通过反复调用 ​​next​​​ 方法，可以逐个访问集合中的每个元素。但是，如果到达了集合的末尾，next 方法将抛出一个 ​​NoSuchElementException​​。因此，在需要调用 next 之前调用 hasNext 方法。

​​hashNext​​ 如果迭代器对象还有多个可以访问的元素，这个方法就返回 true。

Collection<String> c = ...;
Interator<String> iter = c.iterator();
while (iter.hasNext()) {
  String element = iter.next();
  // do something with element
}

用 ​​for each​​ 循环可以更加简练地表达同样的循环操作：

for (String element : c) {
  // do something with element
  System.out.Println(element);
}

​​for each​​ 循环可以处理任何实现了 Iterable 接口的对象，这个对象只包含一个抽象方法：

public interface Iterable<E> {
  Iterator<E> iterator();
}

JDK8 及更高版本中，迭代集合的首选方法是获取流并对其执行聚合操作。聚合操作需要与 Lambda 表达式结合使用，以使用较少的代码使编程更具表现力。

myShapeCollection.stream()
  .filter(e -> e.getColor() == Color.RED)
  .forEach(e -> System.out.Println(e.getName()));

访问元素的顺序取决于集合类型。

• 如果迭代处理一个 ArrayList，迭代器索引从 0 开始，没迭代一次，索引值加 1 。
• 如果访问 HashSet 中的元素，会按照一种基本上随机的顺序获得元素。（每一次访问的顺序都是唯一的）

Iterator 接口的 ​​remove​​ 方法将会删除上次调用 next 方法时返回的元素。目的是：删除某个元素前最该先看一下这个元素。

集合接口批量操作

批量操作对整个集合执行操作。包含基本的方法有：

• ​​contailsAll​​ : 如果目标 Collection 包含指定 Collection 中的所有元素，就返回 true。
• ​​addAll​​ : 将指定 Collection 中的所有元素添加到目标 Collection。
• ​​removeAll​​ : 从目标 Collection 中删除包含在指定 Collection 中的所有元素。
• ​​retainAll​​ : 从目标 Collection 中删除所有所有未包含在指定 Collection 中删除所有未包含在指定 Collection 中的元素。
• ​​clear​​ : 从集合中删除所有元素。

如，检测任意集合是否包含指定元素的泛型方法：

public static <E> boolean contains(Collection<E> c, Object obj) {
    for (E element : c)
    if (element.equals(obj))
        return true;
    return false;
}

其他方法

还有一些实用方法非常有用，应该将它们提供给用户实用。下面列举一部分：

int size()  // 返回当前存储在集合中的元素个数
boolean isEmpty() // 如何集合中没有元素，返回 true
boolean contains(Object obj)  // 如果集合中包含了一个与obj相等的元素，返回true
boolean equals(Object other)  // 如果集合与 other 集合相等，返回true
boolean add(E element) // 将一个元素添加到集合中。由于这个调用改变了集合，返回 true
boolean addAll(Collection<? extends E> from) // 将 other 集合中的所有元素添加到这个集合。如果由于这个调用改变了这个集合，返回true
boolean remove(Object obj)  // 从这个集合中删除等于 obj 的对象。如果有匹配的对象被删除，返回true
boolean removeAll(Collection<?> c) // 从这个集合中删除obj集合中存在的所有元素。如果这个调用改变了集合，返回true
default boolean removeIf(Predicate<? super E> filter // JDK8, 从这个集合中删除filter返回true的所有元素，如果因为这个调用改变了集合，返回true
void clear() // 从这个集合中删除所有的元素
boolean retainAll(Collection<?> c) // 从这个集合中删除所有与other集合元素不同的元素。如果由于这个调用改变了集合，返回true
Object[] toArray() // 返回这个集合中的对象的数组
<T> T[] toArray(T[] arrayToFill)

​​<T> T[] toArray(T[] arrayToFill)​​ ：返回这个集合中的对象的数组。如果 arrayToFill 足够大，就将集合中的元素填入这个数组中，剩余空间填补 null；否则，分配一个新数组，其成员类型与 arrayToFill 的成员类型相同，其长度等于集合的大小，并填充集合元素。

Reference: Java 核心技术 卷 1 ：基础知识（原书第11版）