JAVA编程思想（第四版）学习笔记----11.5 List，11.6迭代器

Posted 2020-08-14 知其然，后知其所以然

Collection类的层次结构图（来源与网络）如下所示：

接口：Iterator<T>

public interface Iterable<T>

Iterable<T>接口作为超级接口，此接口中只有一个返回类型为Iterable<t> 的iterator()方法,实现这个接口允许对象成为 "foreach" 语句的目标。

接口：Collection<T>

public interface Collection<E> extends Iterable<E>

 

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 允许有重复的元素（如List,Queue），而另一些则不允许(如Set)。一些 collection 是有序的(如List，TreeSet,LinkedHashSet,TreeMap,LinkedHashMap)，而另一些则是无序的(如HashSet,HashMap)。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。此接口通常用来传递 collection，并在需要最大普遍性的地方操作这些 collection。 

 

接口：List<T>

public interface List<E> extends Collection<E>

 

有序的 collection（也称为序列）。List接口在Collection接口的基础上添加了大量的方法，使得可以对列表中每个元素的插入或移除位置进行精确地控制。用户可以根据元素的整数索引（在列表中的位置）访问元素，并搜索列表中的元素。

List接口在 iterator、add、remove、equals 和 hashCode 方法的协定上加了一些其他约定，超过了 Collection 接口中指定的约定。

List 接口提供了对列表元素进行定位（索引）访问方法。列表（像 Java 数组一样）是基于 0 的。注意，这些操作可能在和某些实现（例如 LinkedList 类）的索引值成比例的时间内执行。因此，如果不知道具体实现，那么在列表元素上迭代(Iterator,或者foreach循环)通常优于用索引遍历(for循环)列表。

List 接口提供了特殊的迭代器，称为 ListIterator，除了允许 Iterator 接口提供的正常操作外，该迭代器还允许元素插入和替换，以及双向访问。还提供了一个方法来获取从列表中指定位置开始的列表迭代器。

 

抽象类：AbastractCollection<T>

public abstract class AbstractCollection<E> extends Object implements Collection<E>

 

此类提供 Collection 接口的骨干实现，实现了Collection接口的List、Set、Queue接口的实现类都可以继承此抽象类，以最大限度地减少了实现此接口所需的工作。

该接口实现了除size,iterator之外的其他Collection中的接口，并对add方法进行了限制。

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，编程人员在扩展此类并提供iterator和size方法的实现外，还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。

 

抽象类：AbastractList<T>

public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E>

 

此类提供 List 接口的骨干实现，以最大限度地减少实现“随机访问”数据存储（如数组ArrayList）支持的该接口所需的工作(也就是实现了List接口扩展自Collection接口外的方法)。对于实现Collection接口中的方法，此类则是通过继承AbstractCollection抽象类来实现。此类没有实现的方法包括get(int index)和size()，并对set(int index, E element),add(int index,E element),remove(int index),add(E element)方法进行了限制。

对于连续的访问数据（如链表LinkedList），应优先使用 AbstractSequentialList，而不是此类。

要实现不可修改的列表，编程人员只需扩展此类，并提供 get(int) 和 size() 方法的实现。

要实现可修改的列表，编程人员必须另外重写 set(int, E) 方法（否则将抛出 UnsupportedOperationException）。如果列表为可变大小，则编程人员必须另外重写 add(int, E) 和 remove(int) 方法。 

 

类：ArrayList<T>

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, Serializable

 

ArrayList是List接口的大小可变的基于数组的实现。其底层采用数组的实现方式，所以具有良好的随机访问能力，但是对于在指定位置进行插入、删除等操作的效率不高。

每个 ArrayList 实例都有一个容量。该容量是指用来存储列表元素的数组的大小，没有指定ArrayList容量大小时，创建的实例默认容量为10。随着向 ArrayList 中不断添加元素，其容量也自动增长。

此类的 iterator 和 listIterator 方法返回的迭代器是快速失败的：在创建迭代器之后，除非通过迭代器自身的 remove 或 add 方法从结构上对列表进行修改，否则在任何时间以任何方式对列表进行修改，迭代器都会抛出 ConcurrentModificationException。因此，面对并发的修改，迭代器很快就会完全失败，而不是冒着在将来某个不确定时间发生任意不确定行为的风险。