2026/8/24大约 3 分钟
集合接口概览
本章介绍 Java 集合框架中 Collection、List、Set、Queue、Map 等核心接口的特点与常用方法，以及 Collection 与 Collections 的区别，帮助建立集合体系的整体认知。
一、Collection 接口
Collection 是最基本的集合接口，位于 java.util 包中。
- 继承的接口：
Iterable - 子接口：
List、Set、Queue等 - 一个 Collection 代表一组对象（元素），有些允许重复元素，有些不允许；有些可排序，有些不可排序。
- Java SDK 不提供直接继承自 Collection 的类，提供的类都继承自 Collection 的子接口（如 List 和 Set）。
遍历 Collection 中的元素：
Iterator it = collection.iterator(); // 获得迭代子
while (it.hasNext()) {
Object obj = it.next(); // 得到下一个元素
}常用方法：
| 方法 | 作用 |
|---|---|
addAll(Collection c) | 添加，并运算 |
retainAll(Collection c) | 保留，交运算 |
removeAll(Collection c) | 移除，减运算 |
二、Collection 与 Collections 的区别
Collection是一个接口，是 Set、List 等容器的父接口。Collections是一个工具类，提供一系列静态方法辅助容器操作，包括搜索、排序、线程安全化等。
三、List 接口
List 是有序的 Collection：
- 可以对每个元素的插入位置进行精准控制，可根据索引访问元素。
- 允许重复元素。
- 有专属迭代器
ListIterator。 - 继承关系：List → Collection → Iterable。
常用方法：
| 方法 | 作用 |
|---|---|
boolean add(E e) | 添加到末尾 |
void add(int index, E e) | 添加到指定位置 |
E set(int index, E e) | 设置指定位置的元素 |
E get(int index) | 获得指定位置的元素 |
ListIterator listIterator() | 获取列表迭代器 |
int indexOf(E e) / lastIndexOf(E e) | 查找元素位置 |
List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) | 获取子列表 |
主要实现类对比：
| 实现类 | 底层结构 | 特点 |
|---|---|---|
| ArrayList | 可改变大小的数组 | 随机访问快（get/set 直接索引），插入删除慢 |
| LinkedList | 双向链表 | 插入删除快，随机访问慢；还实现了 Queue 接口 |
| Vector | 数组（强同步） | 线程安全，但性能低于 ArrayList |
四、Set 接口
Set 是不允许重复元素的集合：
- 是泛型接口，继承 Collection。
- 子接口：
NavigableSet、SortedSet。 - 常见实现：
HashSet、LinkedHashSet、TreeSet、EnumSet等。
两个注意点：
- Set 中元素的类必须有有效的
equals()方法（配合 hashCode 使用）。 - 对 Set 的构造方法传入含重复元素的 Collection 时，重复元素只会留下一个。
取值方式： Set 只能通过游标（迭代器）取值，不能像 List 一样按下标取值。
五、Queue 接口
Queue 是队列接口，继承 Collection，子接口为 Deque（双端队列，既可以实现队列，也可以用作栈）。
插入、提取、检查操作都有两种形式：
| 操作 | 失败时抛异常 | 失败时返回特殊值 |
|---|---|---|
| 添加元素 | add(E e) | offer(E e) 返回 false |
| 获取但不移除 | element() | peek() 返回 null |
| 获取并移除 | remove() | poll() 返回 null |
已知实现类：LinkedList、PriorityQueue 等。
六、Map 接口
Map 是键值对集合，与 Collection 体系平级：
| 实现类 | 线程安全 | 是否允许 null 键/值 | 底层结构 |
|---|---|---|---|
| HashMap | 否 | 允许 | 数组 + 链表 + 红黑树 |
| Hashtable | 是（synchronized） | 不允许 | 数组 + 链表 |
| LinkedHashMap | 否 | 允许 | 哈希表 + 双向链表（保持插入顺序） |
| TreeMap | 否 | 不允许 null 键 | 红黑树（按键排序） |
七、List、Set、Map、Queue、Stack 的特点总结
| 接口/类 | 特点 |
|---|---|
| List | 可通过下标取值，值可重复（ArrayList、Vector、LinkedList） |
| Set | 只能通过游标取值，值不能重复 |
| Map | 键值对集合，键不可重复 |
| Queue | 队列，FIFO，offer/poll/peek 等操作 |
| Stack | 继承自 Vector，后进先出（LIFO），提供 push、pop、peek、empty、search 等方法 |
线程安全小结：
- ArrayList、LinkedList、HashMap：线程不安全。
- Vector、Hashtable：线程安全（方法使用 synchronized）。
- 多线程场景优先考虑
java.util.concurrent包（如 CopyOnWriteArrayList、ConcurrentHashMap）或使用Collections.synchronizedXxx()包装。