集合总览

概览

容器，就是可以容纳其他Java对象的对象。Java Collections Framework（JCF）为Java开发者提供了通用的容器，其始于JDK1.2，优点是：

• 降低编程难度
• 提高程序性能
• 提高API间的互操作性
• 降低学习难度
• 降低设计和实现相关API的难度
• 增加程序的重用性
  Java容器里只能放对象，对于基本类型（int，long，float，double等），需要将其包装成对象类型后（Integer，Long，Float，Double等）才能放到容器里。很多时候拆包装和解包装能够自动完成。这虽然会导致额外的性能和空间开销，但简化了设计和编程。

泛型（Generics）

Java容器能够容纳任何类型的对象，这一点表面上是通过泛型机制完成，java泛型只是编译器为我们提供的一个“语法糖”，泛型本身并不需要Java虚拟机的支持，只需要在编译阶段做一下简单的字符串替换即可。实质上Java的单继承机制才是保证这一特性的根本。因为所有对象都是Object的子类，容器里只要能存放Object对象就行。 事实上，所有容器的内部存放的都是Object对象，泛型机制只是简化了编程，由编译器自动帮我们完成了强制类型转换而已。JDK 1.4以及之前版本不支持泛型，类型转换需要程序员显式完成。

//JDK 1.4 or before
ArrayList list = new ArrayList();
list.add(new String("Monday"));
list.add(new String("Tuesday"));
list.add(new String("Wensday"));
for(int i = 0; i < list.size(); i++){
    String weekday = (String)list.get(i);//显式类型转换
    System.out.println(weekday.toUpperCase());
}

//JDK 1.5 or latter
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();//参数化类型
list.add(new String("Monday"));
list.add(new String("Tuesday"));
list.add(new String("Wensday"));
for(int i = 0; i < list.size(); i++){
    String weekday = list.get(i);//隐式类型转换，编译器自动完成
    System.out.println(weekday.toUpperCase());
}

内存管理

跟C++复杂的内存管理机制不同，Java GC自动包揽了一切，Java程序并不需要处理令人头疼的内存问题，因此JCF并不像C++ STL那样需要专门的空间适配器。另外，由于对象在堆上，且对象只能通过引用（reference，跟C++中的引用不是同一个概率，可以理解成经过包装后的指针）访问，容器里放的其实是对象的引用而不是对象本身，也就不存在C++容器的复制拷贝问题。

接口和实现

接口

为了规范容器的行为，统一设计，JCF定义了14中容器接口（collection interface），它们的关系如下图所示：

image.png

Map接口没有继承自Collection接口，因为Map表示的是关联式容器而不是集合，但Java为我们提供了从Map转换到Collection的方法，可以方便的将Map切换到集合视图。上图中提供了Queue接口，却没有Stack，这是因为Stack的功能已被JDK 1.6引入的Deque取代。

实现

上述接口的通用实现见下表：

image.png

迭代器

JCF的迭代器为我们提供了遍历容器中元素的方法。只有容器本身清楚容器里元素的组织方式，因此迭代器只能通过容器本身得到。每个容器会通过内部类的形式实现自己的迭代器。

        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Monday");
        list.add("Tuesday");
        list.add("Wensday");
        Iterator iterable = list.iterator();
        while (iterable.hasNext()){
            System.out.println(iterable.next());
        }

JDK1.5引入了增加的for循环，简化了迭代容器时的写法。
注意删除元素时，必须调用Iterator的remove()方法，而不能调用Collection的remove()方法。

原文链接：https://github.com/CarpenterLee/JCFInternals/blob/master/markdown/1-Overview.md
https://docs.oracle.com/javase/6/docs/technotes/guides/collections/overview.html