集合框架总览

Java 集合框架位于 java.util 包，整体分为五大块：List、Set、Map、迭代器、工具类。

整体框架

集合类主要分为两大类：Collection 和 Map。

graph TD
    A[Iterable] --> B[Collection]
    B --> C[List]
    B --> D[Set]
    B --> E[Queue]
    C --> C1[ArrayList]
    C --> C2[LinkedList]
    C --> C3[Vector]
    D --> D1[HashSet]
    D --> D2[TreeSet]
    F[Map] --> F1[HashMap]
    F --> F2[TreeMap]
    F --> F3[Hashtable]
    F --> F4[LinkedHashMap]

List（列表）

• 元素可以重复、有序
• 常用实现：ArrayList、LinkedList，不常用 Vector
• LinkedList 还实现了 Queue 接口，可作为队列使用
• 有专属迭代器 ListIterator，支持逆序迭代、通过迭代器设置元素值

Set（集合）

• 元素不允许重复（通过 hashCode 和 equals 保证）
• HashSet 基于 HashMap 实现，TreeSet 基于 TreeMap 实现
• TreeSet 实现 SortedSet 接口，是有序集合（元素需实现 Comparable 或提供 Comparator）

Map（映射）

• 每个元素都是 key-value 键值对
• 常用实现：HashMap、TreeMap、LinkedHashMap、WeakHashMap，均继承 AbstractMap（适配器模式）
• Hashtable（JDK 1.0 引入）直接实现 Map 接口，与 Vector 同期

抽象类的适配器模式

AbstractCollection、AbstractList、AbstractSet 分别实现 Collection、List、Set 接口，在抽象类中实现部分方法，子类只需继承并实现自己需要的方法——这是集合框架中广泛使用的适配器设计模式。

Iterator（迭代器）

• 遍历 Collection 的迭代器（不能遍历 Map，只用来遍历 Collection）
• Collection 实现类都实现了 iterator() 返回 Iterator 对象
• ListIterator 专门遍历 List
• Enumeration 是 JDK 1.0 引入的，功能比 Iterator 少，只能在 Hashtable、Vector、Stack 中使用

Iterator it = collection.iterator();
while (it.hasNext()) {
    Object obj = it.next();
}

工具类

• Arrays：操作数组，如 Arrays.copyOf()
• Collections：操作集合，如返回各集合的 synchronized 线程安全版本；需要线程安全集合时首选 java.util.concurrent 并发包下的对应类

Collection 接口要点

• 最基本的集合接口，继承 Iterable
• 子接口：List、Set、Queue
• 所有实现类都有两个构造方法：无参构造 + 以另一个 Collection 为参数的构造
• 集合运算：retainAll(c) 交、addAll(c) 并、removeAll(c) 差