在之前的学习中我们将Java的集合框架做了一个大致的分类，对集合的结构有一定的了解，现在便是由表及里，我们深入学习Java的集合框架，今天主要学习Collection。
Collection做了什么？
根据前一篇文章Java集合框架（一）类简介里面的集合框架图可以知道，Collection是描述所有序列容器共性的根接口。使用接口描述的一个理由是它可以使我们能够创建更通用的代码。接口就是对一个对象进行规范，使对象具有做某些事情的能力。
我们知道集合是用来存储数据的，我们程序中经常要管理大量的对象，比如在学校的信息管理系统里，每一个学生的相关信息，都可以抽象成一个对象。这时候，我们就会把同一个类型的对象放在同一个集合中进行集中管理。集合中存放了我们随时可能需要使用到的对象，这就要求容器最起码要提供增删改等基本接口。这一点我们通过下面的类结构图也可以看出：
Collection作为根接口，定义了集合应该具有的行为规范。
- int size(); 获取集合大小（集合的元素数量）
- boolean isEmpty(); 判断集合是否为空（没有元素时返回true）
- boolean contains(Object o); 集合是否包含特定元素；
- Iterator<E> iterator(); 返回一个Iterator(迭代器)，可以用于集合遍历
- Object[] toArray(); 返回一个数组，该数组具有集合中的所有元素
- <T> T[] toArray(T[] a);返回一个指定了类型的数组。不再是单纯的Object。
- boolean add(E e); 添加一个指定类型的元素
- boolean remove(Object o); 移除一个元素
- boolean containsAll(Collection<?> c);是否包含参数中的所有元素
- boolean addAll(Collection<? extends E> c);添加参数中的所有元素
- boolean removeAll(Collection<?> c);移除参数中的所有元素
- default boolean removeIf(Predicate<? super E> filter)；移除集合中满足给定条件的所有元素
- boolean retainAll(Collection<?> c);只保存参数中的元素。(集合有改变就返回true)
- void clear();移除集合中所有元素
- boolean equals(Object o);
- int hashCode();
- default Spliterator<E> spliterator()；获取一个Spliterator(可分割迭代器)，可以并行遍历元素
- default Stream<E> stream()；返回一个顺序流(Java8新特性，Stream API)
- default Stream<E> parallelStream()；返回一个并行流(Java8新特性，Stream API)
使用Iterator遍历集合元素
Iterator接口经常被称作迭代器，它是Collection接口的父接口。Iterator主要用于遍历集合的元素。我们可以看看Iterator的接口设计：
public interface Iterator<E> {
boolean hasNext();
E next();
default void remove() {
throw new UnsupportedOperationException("remove");
}
default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
Objects.requireNonNull(action);
while (hasNext())
action.accept(next());
}
}
可以看出Iterator接口中主要定义了4个方法：
- boolean hasNext();是否有下一个元素
- E next();获取下一个元素
- default void remove()；Java8新添加，非必须方法
- default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action);Java8新添加，非必须方法
其中有两个default方法。default这个关键字，我们以前没接触过。这是从1.8引入的，为了和以前的接口兼容，这个我们先不去管它，还有forEachRemaing是一个高阶函数，它可以接受一个lambda表达式。所以，实际上Iterator中也就只有两个方法，一个是hasNext，目的是告诉使用者，还有没有下一个元素，如果为false，说明遍历已经完成了。还有一个是next,目的是取下一个元素。
我们先使用这个迭代器遍历一下List,例如：
public class IteratorExample {
public static void main(String args[]) {
LinkedList<Integer> ll = new LinkedList<>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
ll.addLast(i);
}
Iterator<Integer> ii = ll.iterator();
while (ii.hasNext())
System.out.print(ii.next());
}
}
大家可以再试一下ArrayList，体会一下Iterator的用法。可以看到，我们根本就不需要关心后面的数据结构，只需要使用Iterator，不管后面是数组还是链表，都可以很方便地遍历整个集合。
如果需要我们自己来实现这样一个Iterator，我们应该怎么做呢？我们可以参考一下ArrayList的源码：
private class Itr implements Iterator<E> {
protected int limit = ArrayList.this.size;
int cursor; // index of next element to return
int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
int expectedModCount = modCount;
public boolean hasNext() {
return cursor < limit;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public E next() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
int i = cursor;
if (i >= limit)
throw new NoSuchElementException();
Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if (i >= elementData.length)
throw new ConcurrentModificationException();
cursor = i + 1;
return (E) elementData[lastRet = i];
}
public void remove() {
if (lastRet < 0)
throw new IllegalStateException();
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
try {
ArrayList.this.remove(lastRet);
cursor = lastRet;
lastRet = -1;
expectedModCount = modCount;
limit--;
} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
}
可以看到，ArrayList的Iterator就是在数组中逐个前进，逻辑非常简单。
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