Java集合框架（二）Collection接口

作为集合框架层级的根接口，Collection接口抽象了一组元素的集合，最大化地提供了通用的集合操作方法。某些集合类型允许重复元素，某些不允许。某些是有序的，某些不是有序的。JDK没有提供任何对于Collection接口的直接实现，而是提供了更通用的子接口Set和List。
基于通用性的考虑，所有Collection实现类（一般是间接的实现了Collection子接口的类），应该提供两个“标准”的构造方法：一个是无参构造函数，用来创建一个空的集合；一个是带单一的Collection参数的构造函数。实际上，带参数的构造器允许用户复制一个集合，提供一个期望的实现类型的等价集合。
下面看一下Collection接口提供的操作。

Collection提供的接口

查询操作

int size();
boolean isEmpty(); 
/**
 *  如果集合包含指定的元素，则返回true。更正式地，返回true当且仅 
 *  当集合包含至少一个元素满足条件：o == null ? e == null : o.equals(e)
 */
boolean contains(Object o);
Iterator<E> iterator();
/** 
 *返回一个包含集合中所有元素的数组。此方法将会重新分配空间来存放数组，即便内部实现为数组形式。
 */
Object[] toArray(); 
/**
 * 返回一个包含集合中所有元素的数组。
 * 注意：返回的数组类型为参数a的类型，而a类型必须是集合元素的超类型。
 * @param a 用来存放集合中元素的数组。如果a的容量小于当前集合size，则会重新分配一个新数组来存放。
 * 否则，集合中的元素将被存放到该数组中。而该数组后面未被填满的元素将会被置为null
 */
<T> T[] toArray(T[] a);

修改操作

/**
 * 保证集合包含该元素。如果集合因为此操作而确实改变，则返回true。否则，如果集合不允许重复并且已经包含此元素，则应该返回false。
 * 如果集合因为某些原因拒绝添加该元素（已经添加除外），则应该抛出异常。
 * @param e 确保用来添加进集合的元素
 * @return 返回true当集合因此操作进行改变。
 * @throws UnsupportedOperationException 当add操作不支持时
 * @throws ClassCastException 如果添加的的元素类型不支持时
 * @throws NullPointerException 如果指定的元素为null，并且集合不支持添加null元素时抛出
 * @throws IllegalArgumentException 如果元素的某些属性不支持时抛出
 * @throws IllegalStateException 如果因为插入操作冲突而导致不能添加时抛出
 */ 
boolean add(E e);
/**
 * 返回true，当集合移除元素并因此操作而改变。
 */
boolean remove(Object o);

批量操作

/**
 * 返回true，当集合包含指定集合中所有元素时
 */
boolean containsAll(Collection<?> c);
boolean addAll(Collection<? extends E> c);
boolean removeAll(Collection<?> c);
/**
 * 保留同时包含在指定集合中的元素，将移除其他元素。换句话说，如果没有元素包含在指定集合中，则将会移除当前集合所有元素。
 */
boolean retainAll(Collection<?> c);
void clear();

比较和散列

boolean equals(Object o);
int hashCode();

其他

JDK 8 之后还提供了Stream<E> stream()和Stream<E> parrelStream()，来从底层集合中获取串行和并行流。（聚合操作中将会用到）

遍历集合

有三种方式来遍历集合：使用聚合操作、for-each循环、使用迭代器。

聚合操作

JDK8 之后，鼓励优先使用聚合操作来遍历集合。由于对此方法不了解，暂且略过。

for each循环

for (Object o : collection) System.out.println(o);
通常不考虑做删除操作，以及集合位置无关时，可优先使用此方式。无须关心集合底层细节。

使用迭代器

使用Iterator可以方便地遍历和删除集合中的元素。通过集合的iterator()方法可以获得集合的迭代器Iterator。Iterator接口定义如下：
public interface Iterator<E> { boolean hasNext(); E next(); void remove(); //optional }
当迭代过程还有更多元素时hasNext方法返回true，next方法将会返回迭代过程的下一个元素。remove方法移除由next方法返回的元素。remove操作必须是在next方法每调用一次才能执行一次，否则将会抛出异常。
注意到，Iterator.remove是唯一的在遍历同时又执行删除操作的安全方法。

在下面的情况下，优先使用迭代器代替for each循环：

• 移除当前元素。for-each循环隐藏了迭代器，因此你无法调用remove。因此，for-each循环不可用于过滤操作。
• 并行迭代多个集合时。

过滤集合操作：
static void filter(Collection<?> c) { for (Iterator<?> it = c.iterator(); it.hasNext(); ) if (!cond(it.next())) it.remove(); }