Java集合源码分析（一）——集合框架

集合框架

集合框架如图所示

Java集合是Java提供的工具包，主要包括常用的数据结构，包括：集合、链表、队列、栈、数组、映射等。
集合的工具包位置是java.util.*

集合主要可以分为五类：

• List列表；
• Set集合；
• Map映射；
• Queue队列
• 工具类(Iterator迭代器、Enumeration枚举类、Arrays和Collections)。

其中也可以主要分为Colleciton和Map两大类。

Collection

它是一个接口，是高度抽象出来的集合，它包含了集合的基本操作：添加、删除、清空、遍历(读取)、是否为空、获取大小、是否保护某元素等等。
定义：

public interface Collection<E> extends Iterable<E> {}

Collection是一个接口，下面又有Queue、List、Set三个分支。其中Queue和List是有序可重复的，Set是无序不重复的。而Queue和List的本质是一样的，都是列表，不过抽象出的接口不同罢了。

再看接口下面，为了实现代码的复用，又抽象出了AbstractCollection、AbstractList、AbstractSet几个抽象类。

最底层就是具体的实现类了。

Collection还实现了Iterator接口，返回一个iterator()函数，这样可以使得Collection接口下的实现类都能被迭代器进行一个迭代遍历。

List

定义：
List是一个继承于Collection的接口，即List是集合中的一种。List是有序的队列，List中的每一个元素都有一个索引；第一个元素的索引值是0，往后的元素的索引值依次+1。允许有重复元素。

public interface List<E> extends Collection<E> {}

Set

定义：
Set是一个继承于Collection的接口，即Set也是集合中的一种。Set是没有重复元素的集合，无序。

public interface Set<E> extends Collection<E> {}

AbstractCollection

定义：
AbstractCollection是一个抽象类，它实现了Collection中除iterator()和size()之外的函数。这样下面的list或者set继承了之后就不需要再重复实现一些代码了。

public abstract class AbstractCollection<E> implements Collection<E> {}

AbstractList

定义：
AbstractList是一个继承于AbstractCollection，并且实现List接口的抽象类。它实现了List中除size()、get(int location)之外的函数。它还实现了iterator接口。

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

AbstractSet

定义：
AbstractSet是一个继承于AbstractCollection，并且实现Set接口的抽象类。由于Set接口和Collection接口中的API完全一样，Set也就没有自己单独的API。实现Set中大部分函数。

public abstract class AbstractSet<E> extends AbstractCollection<E> implements Set<E> {}

Iterator

定义：
Iterator是一个接口，它是集合的迭代器。集合可以通过Iterator去遍历集合中的元素。Iterator提供的API接口，包括：是否存在下一个元素、获取下一个元素、删除当前元素。

public interface Iterator<E> {}

ListIterator

定义：
ListIterator是一个继承于Iterator的接口，它是队列迭代器。专门用于便利List，能提供向前/向后遍历。相比于Iterator，它新增了添加、是否存在上一个元素、获取上一个元素等等API接口。

public interface ListIterator<E> extends Iterator<E> {}

Map

Map就是映射接口，实现Map接口的容器都是需要存储键值对的。基本操作就是存储、获取、删除、查找、获取容量大小等，这就有点像数据库。

定义：

public interface Map<K,V> { }

特点：

• 键不能重复，一个键只能映射一个值。
• 有些实现类能保持顺序，有些不能。

Map.Entry

interface Entry<K,V> { }

Map的内部接口，用来定义键值对，可以通过entrySet()获取键值对的集合。

AbstractMap

public abstract class AbstractMap<K,V> implements Map<K,V> {}

Map接口的主要实现抽象类，减少后面具体实现类的重复代码。

SortedMap

public interface SortedMap<K,V> extends Map<K,V> { }

用于规范有序键值对Map的接口，可以进行自然排序和实现Comparable接口的元素的排序。

NavigableMap

public interface NavigableMap<K,V> extends SortedMap<K,V> { }

继承与SortedMap的接口，它是一个可导航的键值对集合，具有了为给定搜索目标报告最接近匹配项的导航方法。

所谓可导航，就是可以获取对应范围的键值对，可以获取键集。

Dictionary

public abstract class Dictionary<K,V> {}

是JDK 1.0定义的键值对的接口，它也包括了操作键值对的基本函数。

Set

• Set 是继承于Collection的接口。它是一个不允许有重复元素的集合。
• 有两个实现类
  • HashSet依赖于HashMap，它实际上是通过HashMap实现的。HashSet中的元素是无序的。
  • TreeSet依赖于TreeMap，它实际上是通过TreeMap实现的。TreeSet中的元素是有序的。

AbstractSet

public abstract class AbstractSet<E> extends AbstractCollection<E> implements Set<E> {}

AbstractSet 是一个抽象类，它继承于AbstractCollection，AbstractCollection实现了Set中的绝大部分函数，为Set的实现类提供了便利。

其中实现了equals、hashCode、removeAll函数。

SortedSet

public interface SortedSet<E> extends Set<E> {}

SortedSet是继承Set的接口，多了几个有序读取的接口函数，还有比较器函数。

NavigableSet

public interface NavigableSet<E> extends SortedSet<E> {}

继承于SortSet，多了几个有序的读取函数，和有序的集合获取函数。