集合框架知识系列02 集合顶层接口

摘要：通过迭代器，开发人员不需要了解容器底层的结构，就可以实现对容器的遍历。由于创建迭代器的代价小，因此迭代器通常被称为轻量级的容器。定义如下中定义的方法如下本节主要总结了集合相关的顶层接口，下一节将分析每一类集合实现类。

首先，下面是Collection、Map和、Set接口的相关架构图

Collection接口

Map接口

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和Collection相关的接口主要有Collection、List和Set接口，其他接口会在介绍三个接口中穿插讲解。

Collection是一个抽象出来的接口，定义如下：

public interface Collection extends Iterable {}

其中包括了集合的基本操作，包括：删除、添加、遍历、大小等。
Collection中定义方法如下：

int size();
boolean isEmpty();
boolean contains(Object o);
Iterator iterator();
Object[] toArray();
 T[] toArray(T[] a);
boolean add(E e);
boolean remove(Object o);
boolean containsAll(Collection c);
boolean addAll(Collection c);
boolean removeAll(Collection c);
boolean retainAll(Collection c);
void clear();
boolean equals(Object o);
int hashCode();
//1.8新增
default boolean removeIf(Predicate filter){}
default Spliterator spliterator(){}
default Stream stream(){}
default Stream parallelStream() {}

AbstractCollection抽象类继承自Collection，实现了除iterator()和size()的所有方法。定义如下：

public abstract class AbstractCollection implements Collection {}

List接口继承自Collection，List中的元素的允许重复的。定义如下：

public interface List extends Collection {}

和Collection不重合、List特有的方法如下：

boolean addAll(int index, Collection c);
default void replaceAll(UnaryOperator operator) {}
default void sort(Comparator c) {}
E get(int index);
E set(int index, E element);
void add(int index, E element);
E remove(int index);
int indexOf(Object o);
int lastIndexOf(Object o);
ListIterator listIterator();
ListIterator listIterator(int index);
List subList(int fromIndex, int toIndex);

AbstractList抽象类继承了AbstractCollection，并且实现了List接口，定义如下：

public abstract class AbstractList extends AbstractCollection implements List {}

Set接口继承自Collection，Set是数学中定义的集合，元素不允许重复。定义如下：

public interface Set extends Collection {}

Set接口和Collection中方法一致，具体见Collection接口方法。

AbstractSet抽象类继承了AbstractCollection，并且实现了Set接口，定义如下：

public abstract class AbstractSet extends AbstractCollection implements Set {}

Map是一种键值对的映射，没有继承Collection接口，具体定义如下：

public interface Map {}

Map接口中定义了添加、删除、遍历等相关方法，具体方法如下：

int size();
boolean isEmpty();
boolean containsKey(Object key);
boolean containsValue(Object value);
V get(Object key);
V put(K key, V value);
V remove(Object key);
void putAll(Map m);
void clear();
Set keySet();
Collection values();
Set> entrySet();
interface Entry {}
boolean equals(Object o);
int hashCode();
//1.8新增
default V getOrDefault(Object key, V defaultValue) {}
default void forEach(BiConsumer action) {}
default void replaceAll(BiFunction function) {}
default V putIfAbsent(K key, V value) {}
default boolean remove(Object key, Object value) {}
default boolean replace(K key, V oldValue, V newValue) {}
default V replace(K key, V value) {}
default V computeIfAbsent(K key,
Function mappingFunction) {}
default V computeIfPresent(K key,
BiFunction remappingFunction) {}
default V compute(K key,
BiFunction remappingFunction) {}
default V merge(K key, V value,
BiFunction remappingFunction){}

AbstractMap抽象类实现了Map接口，实现Map中定义的方法，定义如下：

public abstract class AbstractMap implements Map {}

SortedMap表示一个有序的键值映射，排序的方式有两种：自然排序和指定比较强排序。插入有序的SortedMap的所有元素都必须实现Comparable接口，具体方法如下：

Comparator comparator();
SortedMap subMap(K fromKey, K toKey);
SortedMap headMap(K toKey);
SortedMap tailMap(K fromKey);
K firstKey();
K lastKey();
Set keySet();
Collection values();
Set> entrySet();

NavigableMap是SortedMap接口的扩展，有针对给定搜索目标返回最接近匹配项的导航方法。具体方法如下：

Map.Entry lowerEntry(K key);
K lowerKey(K key);
Map.Entry floorEntry(K key);
K floorKey(K key);
Map.Entry ceilingEntry(K key);
K ceilingKey(K key);
Map.Entry higherEntry(K key);
K higherKey(K key);
Map.Entry firstEntry();
Map.Entry lastEntry();
Map.Entry pollFirstEntry();
Map.Entry pollLastEntry();
NavigableMap descendingMap();
NavigableSet navigableKeySet();
NavigableSet descendingKeySet();
NavigableMap subMap(K fromKey, boolean fromInclusive,
K toKey,   boolean toInclusive);
NavigableMap headMap(K toKey, boolean inclusive);
NavigableMap tailMap(K fromKey, boolean inclusive);
SortedMap subMap(K fromKey, K toKey);
SortedMap headMap(K toKey);
SortedMap tailMap(K fromKey);

Iterator的工作是遍历并选择序列中的对象，它提供了一种访问一个容器(container)对象中的各个元素，而又不必暴露该对象内部细节的方法。通过迭代器，开发人员不需要了解容器底层的结构，就可以实现对容器的遍历。由于创建迭代器的代价小，因此迭代器通常被称为轻量级的容器。

Iterator接口的定义如下：

public interface Iterator {}

Iterator中定义的方法如下：

boolean hasNext();
E next();
//1.8新增
default void remove() {}
default void forEachRemaining(Consumer action) {}

支持在迭代期间向List中添加或删除元素，并且可以在List中双向滚动。定义如下：

public interface ListIterator extends Iterator {}

ListIterator中定义的方法如下：

boolean hasNext();
E next();
boolean hasPrevious();
E previous();
int nextIndex();
int previousIndex();
void remove();
void set(E e);
void add(E e);

本节主要总结了集合相关的顶层接口，下一节将分析每一类集合实现类。