Java基础系列7——集合系列（1）框架概述
该系列博文会告诉你如何从入门到进阶，一步步地学习Java基础知识，并上手进行实战，接着了解每个Java知识点背后的实现原理，更完整地了解整个Java技术体系，形成自己的知识框架。
集合框架概述
Java集合是java提供的工具包，包含了常用的数据结构：集合、链表、队列、栈、数组、映射等。Java集合工具包位置是java.util.* Java集合主要可以划分为4个部分：List列表、Set集合、Map映射、工具类(Iterator迭代器、Enumeration枚举类、Arrays和Collections) Java集合工具包框架图(如下)：
下面我们来剖析一下这张结构图：
集合框架主要由两大块组成：Collection和Map
Collection：Collection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和属性。Collection包含了List和Set两大分支。
（1）、List：List是有序队列，每一个元素都有它的索引，索引值从0开始，List的实现类有ArrayList、LinkedList、Vector、Stack
（2）、Set：Set中的元素时不允许重复的，Set的实现类有HashSet、TreeSet。HashSet依赖于HashMap，它实际上是通过HashMap实现的；TreeSet依赖于TreeMap，它实际上是通过TreeMap实现的。
Map：Map是一个映射接口，即即key-value键值对。Map中的每一个元素包含“一个key”和“key对应的value”。
AbstractMap是个抽象类，它实现了Map接口中的大部分API。而HashMap，TreeMap，WeakHashMap都是继承于AbstractMap。
Hashtable虽然继承于Dictionary，但它实现了Map接口。
接下来，再看Iterator。它是遍历集合的工具，即我们通常通过Iterator迭代器来遍历集合。我们说Collection依赖于Iterator，是因为Collection的实现类都要实现iterator()函数，返回一个Iterator对象。ListIterator是专门为遍历List而存在的。
Collection详解
Collection是一个接口，它主要的两个分支是：List 和 Set。
List和Set都是接口，它们继承于Collection。List是有序的队列，List中可以有重复的元素；而Set是数学概念中的集合，Set中没有重复元素！ List和Set都有它们各自的实现类。
1、Collection简介
Collection接口的定义如下：
public interface Collection<E> extends Iterable<E> {}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。
Collection的API：
// Collection的API
abstract boolean add(E object) //添加一个元素
abstract boolean addAll(Collection<? extends E> collection) //将指定集合中的所有元素添加到此集合
abstract void clear() //从此集合中删除所有元素
abstract boolean contains(Object object) //如果此集合包含指定的元素，则返回 true
abstract boolean containsAll(Collection<?> collection) //如果此集合包含指定集合中的所有元素，则返回 true
abstract boolean equals(Object object) //将指定的对象与此集合进行比较以获得相等性，这个方法在之后会介绍到
abstract int hashCode() //返回此集合的哈希码值
abstract boolean isEmpty() //如果此集合不包含元素，则返回 true
abstract Iterator<E> iterator() //返回此集合中元素的迭代器
abstract boolean remove(Object object) //从该集合中删除指定元素的单个实例（如果存在）
abstract boolean removeAll(Collection<?> collection) //删除指定集合
abstract boolean retainAll(Collection<?> collection) //仅保留此集合中包含在指定集合中的元素
abstract int size() //返回此集合中的元素数
abstract <T> T[] toArray(T[] array) //返回一个包含此集合中所有元素的数组
abstract Object[] toArray() //返回一个包含此集合中所有元素的数组; 返回的数组的运行时类型是指定数组的运行时类型大家可以先了解一下这些API，在后面具体的实现类中我会在具体介绍这些API的使用
2、List简介
List的定义如下：
public interface List<E> extends Collection<E> {}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。和Set不同，List中允许有重复的元素。
关于API方面。既然List是继承于Collection接口，它自然就包含了Collection中的全部函数接口；由于List是有序队列，它也额外的有自己的API接口。主要有“添加、删除、获取、修改指定位置的元素”、“获取List中的子队列”等。
List的API：
//List中新增的API
abstract void add(int index, E object) //将指定的元素插入此列表中的指定位置
abstract boolean addAll(int index, Collection<? extends E> collection) //将指定集合中的所有元素插入到此列表中的指定位置（可选操作）
abstract E get(int index) //返回此列表中指定位置的元素
abstract int indexOf(Object object) //返回此列表中指定元素的第一次出现的索引，如果此列表不包含元素，则返回-1
abstract int lastIndexOf(Object object) //返回此列表中指定元素的最后一次出现的索引，如果此列表不包含元素，则返回-1
abstract ListIterator<E> listIterator(int index) //从列表中的指定位置开始，返回列表中的元素（按正确顺序）的列表迭代器
abstract ListIterator<E> listIterator() //返回列表中的列表迭代器（按适当的顺序）
abstract E remove(int index) //删除该列表中指定位置的元素
abstract E set(int index, E object) //用指定的元素（可选操作）替换此列表中指定位置的元素
abstract List<E> subList(int start, int end) //返回指定的 fromIndex （含）和 toIndex之间的列表部分的视图3、Set简介
Set的定义如下
public interface Set<E> extends Collection<E> {}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。
Set的API和Collection一样：
// Set的API
abstract boolean add(E object) //添加一个元素
abstract boolean addAll(Collection<? extends E> collection) //将指定集合中的所有元素添加到此集合
abstract void clear() //从此集合中删除所有元素
abstract boolean contains(Object object) //如果此集合包含指定的元素，则返回 true
abstract boolean containsAll(Collection<?> collection) //如果此集合包含指定集合中的所有元素，则返回 true
abstract boolean equals(Object object) //将指定的对象与此集合进行比较以获得相等性，这个方法在之后会介绍到
abstract int hashCode() //返回此集合的哈希码值
abstract boolean isEmpty() //如果此集合不包含元素，则返回 true
abstract Iterator<E> iterator() //返回此集合中元素的迭代器
abstract boolean remove(Object object) //从该集合中删除指定元素的单个实例（如果存在）
abstract boolean removeAll(Collection<?> collection) //删除指定集合
abstract boolean retainAll(Collection<?> collection) //仅保留此集合中包含在指定集合中的元素
abstract int size() //返回此集合中的元素数
abstract <T> T[] toArray(T[] array) //返回一个包含此集合中所有元素的数组
abstract Object[] toArray() //返回一个包含此集合中所有元素的数组; 返回的数组的运行时类型是指定数组的运行时类型4、AbstractCollection简介
AbstractCollection的定义如下：
public abstract class AbstractCollection<E> implements Collection<E> {}AbstractCollection是一个抽象类，它实现了Collection中除iterator()和size()之外的函数。 AbstractCollection的主要作用：它实现了Collection接口中的大部分函数。从而方便其它类实现Collection，比如ArrayList、LinkedList等，它们这些类想要实现Collection接口，通过继承AbstractCollection就已经实现了大部分的接口了。
5、AbstractList简介
AbstractList的定义如下：
public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> {}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。 AbstractList的主要作用：它实现了List接口中的大部分函数。从而方便其它类继承List。 另外，和AbstractCollection相比，AbstractList抽象类中，实现了iterator()接口。
6、AbstractSet简介
AbstractSet的定义如下：
public abstract class AbstractSet<E> extends AbstractCollection<E> implements Set<E> {}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。和AbstractCollection一样，它实现了List中除iterator()和size()之外的函数。 AbstractSet的主要作用：它实现了Set接口中的大部分函数。从而方便其它类实现Set接口。
7、Iterator简介
Iterator的定义如下：
public interface Iterator<E> {}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。 注意：Iterator遍历Collection时，是fail-fast机制的。即，当某一个线程A通过iterator去遍历某集合的过程中，若该集合的内容被其他线程所改变了；那么线程A访问集合时，就会抛出ConcurrentModificationException异常，产生fail-fast事件。关于fail-fast的详细内容，我们会在后面专门进行说明。
Iterator的API
// Iterator的API
abstract boolean hasNext() //如果迭代具有更多元素，则返回 true
abstract E next() //返回迭代中的下一个元素
abstract void remove() //从底层集合中删除此迭代器返回的最后一个元素8、ListIterator
ListIterator的定义如下：
public interface ListIterator<E> extends Iterator<E> {}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。
// ListIterator的API
// 继承于Iterator的接口
abstract boolean hasNext()
abstract E next()
abstract void remove()
// 新增API接口
abstract void add(E object)
abstract boolean hasPrevious()
abstract int nextIndex()
abstract E previous()
abstract int previousIndex()
abstract void set(E object)腾讯云开发者
