Java集合框架综述

设计理念

主要理念用一句话概括就是:提供一套“小而美”的API。API需要对程序员友好,增加新功能时能让程序员们快速上手。

为了保证核心接口足够小,最顶层的接口(也就是Collection与Map接口)并不会区分该集合是否可变(mutability),是否可更改(modifiability),是否可改变大小(resizability)这些细微的差别。相反,一些操作是可选的,在实现时抛出UnsupportedOperationException即可表示集合不支持该操作。集合的实现者必须在文档中声明哪些操作是不支持的。

为了保证最顶层的核心接口足够小,它们只能包含下面情况下的方法:

  • 基本操作,像之前说的“增删改查”
  • There is a compelling performance reason why an important implementation would want to override it.

此外,所有的集合类都必须能提供友好的交互操作,这包括没有继承Collection类的数组对象。因此,框架提供一套方法,让集合类与数组可以相互转化,并且可以把Map看作成集合。

两大基类Collection与Map

在集合框架的类继承体系中,最顶层有两个接口:

  • Collection表示一组纯数据
  • Map表示一组key-value对

一般继承自Collection或Map的集合类,会提供两个“标准”的构造函数:

  • 没有参数的构造函数,创建一个空的集合类
  • 有一个类型与基类(Collection或Map)相同的构造函数,创建一个与给定参数具有相同元素的新集合类

因为接口中不能包含构造函数,所以上面这两个构造函数的约定并不是强制性的,但是在目前的集合框架中,所有继承自Collection或Map的子类都遵循这一约定。

Collection

java-collection-hierarchy java-collection-hierarchy

如上图所示,Collection类主要有三个接口:

  • Set表示不允许有重复元素的集合(A collection that contains no duplicate elements)
  • List表示允许有重复元素的集合(An ordered collection (also known as a sequence))
  • Queue JDK1.5新增,与上面两个集合类主要是的区分在于Queue主要用于存储数据,而不是处理数据。(A collection designed for holding elements prior to processing.)

Map

MapClassHierarchy MapClassHierarchy

Map并不是一个真正意义上的集合(are not true collections),但是这个接口提供了三种“集合视角”(collection views ),使得可以像操作集合一样操作它们,具体如下:

  • 把map的内容看作key的集合(map’s contents to be viewed as a set of keys)
  • 把map的内容看作value的集合(map’s contents to be viewed as a collection of values)
  • 把map的内容看作key-value映射的集合(map’s contents to be viewed as a set of key-value mappings)

集合的实现(Collection Implementations)

实现集合接口的类一般遵循<实现方式>+<接口>的命名方式,通用的集合实现类如下表:

Interface Hash Table Resizable Array Balanced Tree Linked List Hash Table + Linked List
Set HashSet   TreeSet   LinkedHashSet
List   ArrayList   LinkedList  
Deque   ArrayDeque   LinkedList  
Map HashMap   TreeMap   LinkedHashMap

总结

今天先开个头,后面会陆陆续续来一系列干货,Stay Tuned。

需要说明一点,今后所有源码分析都将基于Oracle JDK 1.7.0_71,请知悉。

$ java -version
java version "1.7.0_71"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.7.0_71-b14)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 24.71-b01, mixed mode)

参考

http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/collections/overview.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Java_collections_framework

Java集合框架综述

  • qq_43638135
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