java之Collection

java中的Collection可分为List、Set、Queue三种类型。

1、List。

List会按照插入的顺序保存对象，较为常用的实现类有ArrayList，LinkedList和Vector。

(1)ArrayList是通过数组实现的。当容量不足时，会扩容增加原容量的1/2。数组的缺陷是显而易见的，进行删除和扩容时的复制操作非常耗费资源；但它的优点是遍历和访问速度快。

ArrayList扩容源码：

    private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

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(2)LinkedList是通过链表实现的。添加元素时，直接将新元素加到链表的末端。它适用于增加和删除元素，但不适用于访问和遍历。

LinkedList添加元素源码：

    void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        last = newNode;
        if (l == null)
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

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(3)Vector与ArrayList类似，都是通过数组实现的，最大的区别是，Vector线程安全，而ArrayList非线程安全；还有就是Vector的扩容增量可自己设置，若不设置，则扩容时将增加一倍。

Vector扩容源码：

    private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
                                         capacityIncrement : oldCapacity);
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

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2、Set。

Set不保存重复的元素，它通常用于查询是否存在某个元素。它的常用实现类有HashSet、TreeSet。

(1)HashSet的底层通过HashMap实现，也可以选择LinkedHashMap。将插入的值作为Key插入到HashMap中，把Object对象常量作为Value。

添加元素操作源码：

    public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }

(2)TreeSet通过TreeMap实现，与HashSet一样，也是将插入的元素作为Key，把Object对象常量最为Value。

设置排序方式源码：

    public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
        this(new TreeMap<>(comparator));
    }

3、Queue。

队列通常是一种FIFO的容器，但也可根据具体需求设置优先级。

表1中展示了队列的几个基本操作：

(1)add和offer方法都是往队列中添加元素，在一些容量限制的队列中，插入失败时，add方法将抛出异常；offer方法返回false。

(2)remove和poll方法都会移除并返回首个元素，当队列为空时，分别会抛出异常和返回null。

(3)element和peek方法都会返回首个元素而且不会移除，当队列为空时，分别会抛出异常和返回null。

表1 Queue的三对基本操作

	抛出异常	返回特殊值
插入	add(e)	offer(e)
移除	remove()	poll()
检查	element()	peek()

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Queue较为常用的实现类有LinkedList、PriorityQueue。

(1)LinkedList在上文中提到过，它是通过列表的形式实现的。它实现了List接口，同时也实现了Queue接口。

通常我们会根据需要将其向上转型为List或Queue类型，这里体现了向上转型的一个优点，它窄化了子类成员的访问权限，方便使用。

(2)PriorityQueue是无界优先级队列，它有以下特点：

它可根据自然顺序或根据提供的Comparator进行排序。

不允许插入不可比较的对象，若插入的元素类型未实现Comparable接口，且不提供Comparator对象，将会出错。

不允许插入null元素。