Java 集合框架（一）—— 介面綜述

shaopiing發表於2016-05-29
Java框架

前言：凡是使用 Java 程式設計的，幾乎肯定會用到集合框架，比如 ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap 等，集合框架的程式碼絕對是大師級的實現，所以為了更好地使用集合框架，我們有必要系統地學習下集合框架的內容。

一、介面綜述

　　集合框架的整體結構圖如下（摘自《Thinking In Java》）：

　　

　　上圖也許有些複雜，因為包含了很多我們很少用到的抽象類，其實，只需要記住下面兩張圖即可（摘自張龍的 collection 集合教程）：

　　

　　

　　Collection 介面裡定義瞭如下操作集合元素的方法：

  • boolean add(Object o)：用於向集合裡新增一個元素，如果集合物件被新增操作確實改變了，則返回 true。
  • boolean addAll(Collection c)：把集合 c 裡的所有元素新增到指定集合裡，如果集合物件被新增操作改變了，則返回 true。
  • void clear()：清除集合裡的所有元素，將集合長度變為 0.
  • boolean contain(Object o)：判斷集合裡是否包含指定元素，包含則返回 true。
  • boolean containAll(Collection c)：判斷集合裡是否包含集合 c 裡的所有元素。
  • boolean isEmpty()：判斷集合是否為空，當集合長度為 0 時返回 true。
  • Iterator iterator()：返回一個 Iterator 物件，用於遍歷集合裡的元素。
  • boolean remove(Object o)：刪除集合中指定的元素 o，當集合裡包含了一個或多個元素 o 時，這些元素將被刪除，該方法返回 true。
  • boolean removeAll(Collection c)：從集合中刪除集合 c 裡面包含的所有元素，如果刪除了一個或多個元素，則返回 true。
  • boolean retainAll(Collection c)：從集合中刪除集合 c 裡不包含的元素，如果刪除了一個或多個元素，則返回 true。
  • int size()：該方法返回集合裡的元素的個數
  • Object[] toArray()：該方法把集合轉換成一個陣列，所有的集合元素變成對應的陣列元素。

 

　　Iterator 介面也是 Java 集合框架的成員，但它與 Collection 系列、Map 系列的集合不一樣：Collection 系列集合、Map 系列集合主要用於盛裝其他物件，而 Iterator 則主要用於遍歷（即迭代訪問）Collection 集合中的元素，Iterator 物件也被稱為迭代器。

　　Iterator 介面包含 3 個方法：

1 public interface Iterator<E>{
2   E next();　　　　　　// 返回集合裡的下一個元素
3   boolean hasNext(); // 如果被迭代的集合元素還沒有被遍歷，則返回 true
4   void remove();     // 刪除集合裡上一次 next 方法返回的元素
5 }

　　通過反覆呼叫 next 方法，可以逐個訪問集合中的每個元素。但是，如果到達了集合的末尾，next 方法將丟擲一個 NoSuchElementException。因此，需要在呼叫 next 之前呼叫 hasNext 方法。如果迭代器物件還有多個供訪問的元素，則返回 true。如果想要檢視集合中的所有元素，就請求一個迭代器，並在 hasNext 返回 true 時反覆地呼叫 next 方法。例如：

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

　　不過，從 Java SE 5.0 起，這個迴圈可以採用一種更加優雅的縮寫方式。用 "for each" 迴圈可以更加簡練地表達同樣的迴圈操作：

for (String element : c) {
    do something else
}

　　PS：程式設計老手會注意到：Iterator 介面的 next 和 hasNext 方法與 Enumeration 介面的 nextElement 和 hasElement 方法的作用一樣，但是可能是 Java 集合類庫的設計者覺得這個方法名太長，於是引入了具有較短方法的新介面。

　　注意：這裡還有個有用的類推。可以將 Iterator.next 與 InputStream.read 看作為等效的。從資料流中讀取一個位元組，就會自動地 "消耗掉" 這個位元組。下一個呼叫 read 將會消耗並返回輸入的下一個位元組，用同樣的方式，反覆地呼叫 next 就可以讀取集合中所有元素。

　　Iterator 介面的 remove 方法要和 next 方法一起使用，如果呼叫 remove 之前沒有呼叫 next 是不合法的，會丟擲一個 IllegalStateException 異常。

　　如果想刪除相鄰的兩個元素，需要這樣：

it.next();
it.remove();
it.next();
it.remove();

　　將介面是空洞的，因為沒有具體的精彩的實現，所有接下來還是具體介紹 集合框架中的幾個常用的實現類：

　　

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