核心技术：集合

Java 集合框架

将集合的接口与实现分离

与现代的数据结构类库的常见情况一样， Java 集合类库也将接口（ interface ) 与实现( implementation) 分离。

以队列为例：

队列接口的最简形式可能类似下面这样：

public interface Queue<E> // a simplified form of the interface in the standard library
{
   void add(E element) ;
   E remove();
   int size()；
}

而，队列通常有两种实现方式：

1. 一种是使用循环数组；
2. 另一种是使用链表；

Colloction 接口

在Java 类库中，集合类的基本接口是Collection 接口。这个接口有两个基本方法

public interface Collection<b
{
   boolean add(E element);
   Iterator<E> iteratorQ;
   ...
}

1. add 方法用于向集合中添加元素。如果添加元素确实改变了集合就返回true, 如果集合没有发生变化就返回false；
2. iterator 方法用于返回一个实现了Iterator 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。

迭代器

关于Iterable与Iterator的那些事

Iterator 接口包含4 个方法：

public interface Iterator<E>
{
E next();          // 逐个访问集合中的每个元素（如果到达了集合的末尾将抛出一个NoSuchElementException）
boolean hasNext();    // 遍历时判断是否还有下一个元素
void remove();      // 
default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) ;   // 对迭代器的每一个元素调用action（Consumer是一个函数式接口，所以可用lambda表达式）
}

如果想要査看集合中的所有元素，就请求一个迭代器，并在hasNext 返回true 时反复地调用next 方法。例如：

Collection<String> c = . . .;
Iterator<String> iter = c.iteratorO；
while (iter.hasNextO)
{
   String element = iter.next0；
   // do something with element
}

用“ foreach” 循环可以更加简练地表示同样的循环操作：

for (String element : c)
{
   // do something with element
}

• 编译器简单地将“for each” 循环翻译为带有迭代器的循环，“for each”循环可以与任何实现了Iterable 接口的对象一起工作；

  Collection 接口扩展了（而非继承）Iterable 接口。因此，对于标准类库中的任何集合都可以使用“for each” 循环。

• 在Java SE 8 中，甚至不用写循环。可以调用forEachRemaining方法并提供 lambda 表达式（它会处理一个元素）。

  将对迭代器的每一个元素调用这个lambda 表达式，直到再没有元素为止。

  i terator.forEachRemai ni ng(el ement -> do something with element);
  

• 元素被访问的顺序取决于集合类型。

  如对 ArrayList：迭代器将从索引 0 开始，每次迭代索引值加 1；

  然而，如对 HashSet 迭代：每个元素将会按照某种随机的次序出现。（能够遍历到集合中的所有元素，但却无法预知元素被访问的次序）

关于迭代器的位置

应该将Java 迭代器认为是位于两个元素之间（而非指向一个元素）。当调用next 时，迭代器就越过下一个元素，并返回刚刚越过的那个元素的引用。

• Iterator 接口的 remove 方法将会删除上次调用next 方法时返回的元素；

如：

1. 删除集合首个元素：

   Iterator<String> it = c.iterator();
   it.nextO;        // skip over the first element
   it.remove();     // now remove it
   

2. 删除两个相邻的元素：

   it.remove();
   it.next0；
   it.remove();
   
   // 而非
   // it.remove();
   // it.remove();
   

泛型使用方法

• 由于Collection 与Iterator 都是泛型接口，可以编写操作任何集合类型的实用方法。
• Java 类库提供了一个类AbstractCollection，它将基础方法size和iterator抽象化了，但是提供了例行方法。

  所以，一个具体的集合类可以扩展AbstractCollection 类了（实际上也是这样的）

  然而，这种“伴随类”并不是最好的方式，在原接口中将方法定义为“默认方法”会更好。

java.util.Collection<E>

1. Iterator < E> iterator()

   返回一个用于访问集合中每个元素的迭代器。

2. int size()

   返回当前存储在集合中的元素个数。

3. boolean isEmpty()

   如果集合中没有元素， 返回true。

4. boolean contains(Object obj)

   如果集合中包含了一个与obj 相等的对象， 返回true。

5. boolean containsAl 1(Collection<?> other)

   如果这个集合包含other 集合中的所有元素， 返回trueo

6. boolean add(Object element)

   将一个元素添加到集合中。如果由于这个调用改变了集合，返回true。

7. boolean addAl1(Col1ection<? extends E> other)

   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集合，返回true。

8. 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。

9. boolean removeAl 1(Col 1ection<?> other)

   从这个集合中删除other 集合中存在的所有元素。如果由于这个调用改变了集合，返回true。

10. default boolean removelf(Predicate<? super E> filter)8

    从这个集合删除filter 返回true 的所有元素。如果由于这个调用改变了集合，则返回true。

11. void clear()

    从这个集合中删除所有的元素。

12. boolean retainAl1(Collection<?> other)

    从这个集合中删除所有与other 集合中的元素不同的元素。如果由于这个调用改变了集合， 返回true。

13. Object[]toArray()

    返回这个集合的对象数组。

14. <T> T[]toArray(T[]arrayToFi11)

    返回这个集合的对象数组。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。

java.util.Iterator<E>

1. boolean hasNext()

   如果存在可访问的元素， 返回true。

2. E next()

   返回将要访问的下一个对象。如果已经到达了集合的尾部， 将拋出一个NoSuchElementException。

3. 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， 这个方法将抛出一个IllegalStateException。