集合框架总览

工欲善其事必先利其器，让我们先来过一遍整个集合框架的组成部分：

1. 集合框架提供了两个遍历接口：Iterator和ListIterator，其中后者是前者的优化版，支持在任意一个位置进行前后双向遍历。注意图中的Collection应当继承的是Iterable而不是Iterator，后面会解释Iterable和Iterator的区别
2. 整个集合框架分为两个门派（类型）：Collection和Map，前者是一个容器，存储一系列的对象；后者是键值对<key, value>，存储一系列的键值对
3. 在集合框架体系下，衍生出四种具体的集合类型：Map、Set、List、Queue
4. Map存储<key,value>键值对，查找元素时通过key查找value
5. Set内部存储一系列不可重复的对象，且是一个无序集合，对象排列顺序不一
6. List内部存储一系列可重复的对象，是一个有序集合，对象按插入顺序排列
7. Queue是一个队列容器，其特性与List相同，但只能从队头和队尾操作元素
8. JDK 为集合的各种操作提供了两个工具类Collections和Arrays，之后会讲解工具类的常用方法
9. 四种抽象集合类型内部也会衍生出许多具有不同特性的集合类，不同场景下择优使用，没有最佳的集合

上面了解了整个集合框架体系的组成部分，接下来的章节会严格按照上面罗列的顺序进行讲解，每一步都会有承上启下的作用

学习Set前，最好最好要先学习Map，因为Set的操作本质上是对Map的操作，往下看准没错

Iterator Iterable ListIterator

在第一次看这两个接口，真以为是一模一样的，没发现里面有啥不同，存在即合理，它们两个还是有本质上的区别的。

首先来看Iterator接口：

public interface Iterator<E> {
    boolean hasNext();
    E next();
    void remove();
} 

提供的API接口含义如下：

• hasNext()：判断集合中是否存在下一个对象
• next()：返回集合中的下一个对象，并将访问指针移动一位
• remove()：删除集合中调用next()方法返回的对象

在早期，遍历集合的方式只有一种，通过Iterator迭代器操作

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
Iterator iter = list.iterator(); while (iter.hasNext()) {
    Integer next = iter.next();
    System.out.println(next);
    if (next == 2) { iter.remove(); }
} 

再来看Iterable接口：

public interface Iterable<T> {
    Iterator<T> iterator();
    // JDK 1.8     default void forEach(Consumer<? super T> action) {
        Objects.requireNonNull(action);
        for (T t : this) {
            action.accept(t);
        }
    }
} 

可以看到Iterable接口里面提供了Iterator接口，所以实现了Iterable接口的集合依旧可以使用迭代器遍历和操作集合中的对象；

而在 JDK 1.8中，Iterable提供了一个新的方法forEach()，它允许使用增强 for 循环遍历对象。

List<Integer> list = new ArrayList<>(); for (Integer num : list) {
    System.out.println(num);
} 

我们通过命令：javap -c反编译上面的这段代码后，发现它只是 Java 中的一个语法糖，本质上还是调用Iterator去遍历。

翻译成代码，就和一开始的Iterator迭代器遍历方式基本相同了。

Iterator iter = list.iterator(); while (iter.hasNext()) {
    Integer num = iter.next();
    System.out.println(num);
} 

还有更深层次的探讨：为什么要设计两个接口Iterable和Iterator，而不是保留其中一个就可以了。

简单讲解：Iterator的保留可以让子类去实现自己的迭代器，而Iterable接口更加关注于for-each的增强语法。具体可参考：Java中的Iterable与Iterator详解

关于Iterator和Iterable的讲解告一段落，下面来总结一下它们的重点：

1. Iterator是提供集合操作内部对象的一个迭代器，它可以遍历、移除对象，且只能够单向移动
2. Iterable是对Iterator的封装，在JDK 1.8时，实现了Iterable接口的集合可以使用增强 for 循环遍历集合对象，我们通过反编译后发现底层还是使用Iterator迭代器进行遍历

等等，这一章还没完，还有一个ListIterator。它继承 Iterator 接口，在遍历List集合时可以从任意索引下标开始遍历，而且支持双向遍历。

ListIterator 存在于 List 集合之中，通过调用方法可以返回起始下标为 index的迭代器

List<Integer> list = new ArrayList<>(); // 返回下标为0的迭代器 ListIterator<Integer> listIter1 = list.listIterator();  // 返回下标为5的迭代器 ListIterator<Integer> listIter2 = list.listIterator(5);  

ListIterator 中有几个重要方法，大多数方法与 Iterator 中定义的含义相同，但是比 Iterator 强大的地方是可以在任意一个下标位置返回该迭代器，且可以实现双向遍历。

public interface ListIterator<E> extends Iterator<E> {
    boolean hasNext();
    E next();
    boolean hasPrevious();
    E previous();
    int nextIndex();
    int previousIndex();
    void remove();
    // 替换当前下标的元素,即访问过的最后一个元素     void set(E e);
    void add(E e);
} 

Map 和 Collection 接口

Map 接口和 Collection 接口是集合框架体系的两大门派，Collection 是存储元素本身，而 Map 是存储<key, value>键值对，在 Collection 门派下有一小部分弟子去偷师，利用 Map 门派下的弟子来修炼自己。

是不是听的一头雾水哈哈哈，举个例子你就懂了：HashSet底层利用了HashMap，TreeSet底层用了TreeMap，LinkedHashSet底层用了LinkedHashMap。

下面我会详细讲到各个具体集合类哦，所以在这里，我们先从整体上了解这两个门派的特点和区别。

Map接口定义了存储的数据结构是<key, value>形式，根据 key 映射到 value，一个 key 对应一个 value ，所以key不可重复，而value可重复。

在Map接口下会将存储的方式细分为不同的种类：

• SortedMap接口：该类映射可以对<key, value>按照自己的规则进行排序，具体实现有 TreeMap
• AbsractMap：它为子类提供好一些通用的API实现，所有的具体Map如HashMap都会继承它

而Collection接口提供了所有集合的通用方法（注意这里不包括Map）：

• 添加方法：add(E e) / addAll(Collection<? extends E> var1)
• 删除方法：remove(Object var1) / removeAll(Collection<?> var1)
• 查找方法：contains(Object var1) / containsAll(Collection<?> var1);
• 查询集合自身信息：size() / isEmpty()
• ···

在Collection接口下，同样会将集合细分为不同的种类：

• Set接口：一个不允许存储重复元素的无序集合，具体实现有HashSet / TreeSet···
• List接口：一个可存储重复元素的有序集合，具体实现有ArrayList / LinkedList···
• Queue接口：一个可存储重复元素的队列，具体实现有PriorityQueue / ArrayDeque···

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