Java 集合框架（一）—— 接口综述

前言：凡是使用 Java 编程的，几乎肯定会用到集合框架，比如 ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap 等，集合框架的代码绝对是大师级的实现，所以为了更好地使用集合框架，我们有必要系统地学习下集合框架的内容。

一、接口综述

　　集合框架的整体结构图如下（摘自《Thinking In Java》）：

　　

　　上图也许有些复杂，因为包含了很多我们很少用到的抽象类，其实，只需要记住下面两张图即可（摘自张龙的 collection 集合教程）：

　　

　　

　　Collection 接口里定义了如下操作集合元素的方法：

• boolean add(Object o)：用于向集合里添加一个元素，如果集合对象被添加操作确实改变了，则返回 true。
• boolean addAll(Collection c)：把集合 c 里的所有元素添加到指定集合里，如果集合对象被添加操作改变了，则返回 true。
• void clear()：清除集合里的所有元素，将集合长度变为 0.
• boolean contain(Object o)：判断集合里是否包含指定元素，包含则返回 true。
• boolean containAll(Collection c)：判断集合里是否包含集合 c 里的所有元素。
• boolean isEmpty()：判断集合是否为空，当集合长度为 0 时返回 true。
• Iterator iterator()：返回一个 Iterator 对象，用于遍历集合里的元素。
• boolean remove(Object o)：删除集合中指定的元素 o，当集合里包含了一个或多个元素 o 时，这些元素将被删除，该方法返回 true。
• boolean removeAll(Collection c)：从集合中删除集合 c 里面包含的所有元素，如果删除了一个或多个元素，则返回 true。
• boolean retainAll(Collection c)：从集合中删除集合 c 里不包含的元素，如果删除了一个或多个元素，则返回 true。
• int size()：该方法返回集合里的元素的个数
• Object[] toArray()：该方法把集合转换成一个数组，所有的集合元素变成对应的数组元素。

　　Iterator 接口也是 Java 集合框架的成员，但它与 Collection 系列、Map 系列的集合不一样：Collection 系列集合、Map 系列集合主要用于盛装其他对象，而 Iterator 则主要用于遍历（即迭代访问）Collection 集合中的元素，Iterator 对象也被称为迭代器。

　　Iterator 接口包含 3 个方法：

 public interface Iterator<E>{
   E next();　　　　　　// 返回集合里的下一个元素
   boolean hasNext(); // 如果被迭代的集合元素还没有被遍历，则返回 true
   void remove();     // 删除集合里上一次 next 方法返回的元素
 }

　　通过反复调用 next 方法，可以逐个访问集合中的每个元素。但是，如果到达了集合的末尾，next 方法将抛出一个 NoSuchElementException。因此，需要在调用 next 之前调用 hasNext 方法。如果迭代器对象还有多个供访问的元素，则返回 true。如果想要查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.iterator();
while (iter.hasNext()) {
    String element = iter.next();
    do something element
}

　　不过，从 Java SE 5.0 起，这个循环可以采用一种更加优雅的缩写方式。用 "for each" 循环可以更加简练地表达同样的循环操作：

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

　　PS：编程老手会注意到：Iterator 接口的 next 和 hasNext 方法与 Enumeration 接口的 nextElement 和 hasElement 方法的作用一样，但是可能是 Java 集合类库的设计者觉得这个方法名太长，于是引入了具有较短方法的新接口。

　　注意：这里还有个有用的类推。可以将 Iterator.next 与 InputStream.read 看作为等效的。从数据流中读取一个字节，就会自动地 "消耗掉" 这个字节。下一个调用 read 将会消耗并返回输入的下一个字节，用同样的方式，反复地调用 next 就可以读取集合中所有元素。

　　Iterator 接口的 remove 方法要和 next 方法一起使用，如果调用 remove 之前没有调用 next 是不合法的，会抛出一个 IllegalStateException 异常。

　　如果想删除相邻的两个元素，需要这样：

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

　　将接口是空洞的，因为没有具体的精彩的实现，所有接下来还是具体介绍 集合框架中的几个常用的实现类：