1.  Java集合框架圖

Java平臺提供了一個全新的集合框架。“集合框架”主要由一組用來操作物件的介面組成。不同介面描述一組不同資料型別。

Java集合框架圖如下：

集合介面：6個介面（短虛線表示），表示不同集合型別，是集合框架的基礎。

抽象類：5個抽象類（長虛線表示），對集合介面的部分實現。可擴充套件為自定義集合類。

實現類：8個實現類（實線表示），對介面的具體實現。

在很大程度上，一旦您理解了介面，您就理解了框架。雖然您總要建立介面特定的實現，但訪問實際集合的方法應該限制在介面方法的使用上；因此，允許您更改基本的資料結構而不必改變其它程式碼。

Java集合的頂層介面是Collection，Collection 介面是一組允許重複的物件。Java集合框架主要由以下三個介面組成：

(1) Set 介面繼承Collection，但不允許重複，使用自己內部的一個排列機制。

(2) List 介面繼承Collection，允許重複，以元素安插的次序來放置元素，不會重新排列。

(3) Map介面是一組成對的鍵－值物件，即所持有的是key-value pairs。Map中不能有重複的key,擁有自己的內部排列機制。

容器中的元素型別都為Object，從容器取得元素時，必須把它轉換成原來的型別。簡化後的集合框架圖如下：

2.  介面Collection

用於表示任何物件或元素組，想要儘可能以常規方式處理一組元素時，就使用這一介面。

(1)單元素新增、刪除操作：

booleanadd(Object o):將物件新增給集合

booleanremove(Object o): 如果集合中有與o相匹配的物件，則刪除物件o

(2)查詢操作：

intsize()：返回當前集合中元素的數量

booleanisEmpty()：判斷集合中是否有任何元素

booleancontains(Object o)：查詢集合中是否含有物件o

Iteratoriterator()：返回一個迭代器，用來訪問集合中的各個元素

(3)組操作：作用於元素組或整個集合

booleancontainsAll(Collection c):

booleanaddAll(Collection c) : 將集合c中所有元素新增給該集合

voidclear(): 刪除集合中所有元素

voidremoveAll(Collection c) : 從集合中刪除集合c中的所有元素

voidretainAll(Collection c) : 從集合中刪除集合c中不包含的元素

(4)Collection轉換為Object陣列：

Object[]toArray()：返回一個內含集合所有元素的array

Object[]toArray(Object[]a)：返回一個內含集合所有元素的array。執行期返回的array和引數a的型別相同，需要轉換為正確型別。

此外，您還可以把集合轉換成其它任何其它的物件陣列。但是，您不能直接把集合轉換成基本資料型別的陣列，因為集合必須持有物件。

斜體介面方法是可選的。因為一個介面實現必須實現所有介面方法，呼叫程式就需要一種途徑來知道一個可選的方法是不是不受支援。如果呼叫一種可選方法時，一個UnsupportedOperationException被丟擲，則操作失敗，因為方法不受支援。此異常類繼承RuntimeException類，避免了將所有集合操作放入try-catch塊。

Collection不提供get()方法。如果要遍歷Collectin中的元素，就必須用Iterator。

2.1 抽象類AbstractCollection

AbstractCollection類提供具體“集合框架”類的基本功能。雖然您可以自行實現Collection介面的所有方法，但是，除了iterator()和size()方法在恰當的子類中實現以外，其它所有方法都由AbstractCollection類來提供實現。如果子類不覆蓋某些方法，可選的如add()之類的方法將丟擲異常。

2.2 介面Iterator

Collection介面的iterator()方法返回一個Iterator。Iterator介面方法能以迭代方式逐個訪問集合中各個元素，並安全的從Collection中除去適當的元素。

(1)boolean hasNext(): 判斷是否存在另一個可訪問的元素

Objectnext(): 返回要訪問的下一個元素。如果到達集合結尾，則丟擲NoSuchElementException異常。

(2)void  remove():刪除上次訪問返回的物件。本方法必須緊跟在一個元素的訪問後執行。如果上次訪問後集合已被修改，方法將丟擲IllegalStateException。

Iterator中刪除操作對底層Collection也有影響。

迭代器是故障快速修復（fail-fast）的。這意味著，當另一個執行緒修改底層集合的時候，如果您正在用Iterator遍歷集合，那麼，Iterator就會丟擲ConcurrentModificationException（一種RuntimeException異常）異常並立刻失敗。

在遍歷Iterator時不能對底層Collection執行remove()操作。

3. 介面List

List介面繼承了Collection介面以定義一個允許重複項的有序集合。該介面不但能夠對列表的一部分進行處理，還添加了面向位置的操作。

(1) 面向位置的操作包括插入某個元素或Collection的功能，還包括獲取、除去或更改元素的功能。在List中搜索元素可以從列表的頭部或尾部開始，如果找到元素，還將報告元素所在的位置:

voidadd(int index, Object element): 在指定位置index上新增元素element

booleanaddAll(int index, Collection c): 將集合c的所有元素新增到指定位置index

Objectget(int index): 返回List中指定位置的元素

intindexOf(Object o): 返回第一個出現元素o的位置，否則返回-1

intlastIndexOf(Object o)：返回最後一個出現元素o的位置，否則返回-1

Objectremove(int index)　：刪除指定位置上的元素

Objectset(int index, Object element)：用元素element取代位置index上的元素，並且返回舊的元素

(2)List 介面不但以位置序列迭代的遍歷整個列表，還能處理集合的子集：

ListIteratorlistIterator() : 返回一個列表迭代器，用來訪問列表中的元素

ListIteratorlistIterator(int index) : 返回一個列表迭代器，用來從指定位置index開始訪問列表中的元素

ListsubList(int fromIndex, inttoIndex)：返回從指定位置fromIndex（包含）到toIndex（不包含）範圍中各個元素的列表檢視

對子列表的更改（如add()、remove()和set()呼叫）對底層List也有影響。

3.1 介面ListIterator

ListIterator介面繼承Iterator介面以支援新增或更改底層集合中的元素，還支援雙向訪問。ListIterator沒有當前位置，游標位於呼叫previous和next方法返回的值之間。一個長度為n的列表，有n+1個有效索引值：

(1)void add(Object o): 將物件o新增到當前位置的前面

voidset(Object o):用物件o替代next或previous方法訪問的上一個元素。如果上次呼叫後列表結構被修改了，那麼將丟擲IllegalStateException異常。

(2) boolean hasPrevious(): 判斷向後迭代時是否有元素可訪問

Objectprevious()：返回上一個物件

intnextIndex(): 返回下次呼叫next方法時將返回的元素的索引

intpreviousIndex():　返回下次呼叫previous方法時將返回的元素的索引

3.2 抽象類AbstractList和AbstractSequentialList

有兩個抽象的List實現類：AbstractList和AbstractSequentialList。像AbstractSet類一樣，它們覆蓋了equals()和hashCode()方法以確保兩個相等的集合返回相同的雜湊碼。若兩個列表大小相等且包含順序相同的相同元素，則這兩個列表相等。這裡的hashCode()實現在List介面定義中指定，而在這裡實現。

除了equals()和hashCode()，AbstractList和AbstractSequentialList實現了其餘List方法的一部分。因為資料的隨機訪問和順序訪問是分別實現的，使得具體列表實現的建立更為容易。需要定義的一套方法取決於您希望支援的行為。您永遠不必親自提供的是iterator方法的實現。

3.3 類LinkedList、ArrayList和Vector

在“集合框架”中有兩種常規的List實現：ArrayList和LinkedList。使用兩種List實現的哪一種取決於您特定的需要。如果要支援隨機訪問，而不必在除尾部