Java Collection Framework 之集合概述

Java集合框架是一套用于处理集合元素的工具。它位于java.util包一下，由两个基本接口组成：Collection<E>,和
Map<K,V>。

下面简单的介绍下Collection<E>接口。

注：这部分把焦点放在对集合接口概念层的描述，不会涉及具体的实现，只是简单的将每个接口作为一个功能集合来看待，初步的理解各接口所需完成的任务。

Collection<E>接口抽象出一个容器。

该容器有以下特点：

1、  具有添加一个或一组元素的功能（add()与addAll()方法）。

2、  具有移除全部，一个或一组元素的功能（clear(),remove()和removeAll()方法）。

3、  具有判断指定一个或一组元素是否存在于集合中的功能(contain()和containAll()方法)。

4、  能够返回容器中现有元素数量和判断容器是否为空的功能（size()和isEmpty()方法）。

5、  能够使客户遍历容器中全部元素的功能(iterator()和toArray()方法)。

下面是Collection<E>层次结构图,其中只列出了比较关键的接口，一旦某个类实现了其中的接口，该类将会拥有该接口定义的功能。

Collection<E>有三个常用子接口
Set<E>、List<E>、Queue<E>。

Set<E>接口：

从逻辑上来说Set<E>接口所定义的功能和Collection<E>并没有太大差别，自己也没有比Collection<E>定义额外的方法，唯一的区别是在Set<E>的实现过程中应当确保他当中的集合元素不能够重复(对重复的判断规则可能根据具体实现类有所不同)。

SortedSet<E>接口：

该接口为Set<E>集合添加了排序的功能，使得SortedSet<E>有了基于排序的特性。
1、获得在排序中的第一个和最后一个元素（first()和last()方法）。
2、 截取子SortedSet（subSet()和tailSet()方法）。
PS1:SortedSet虽然提供了元素的排序但是却不提供对元素的索引（不具有按索引访问元素的能力）。
PS2：SortedSet在排序时需要用到比较方法。因此作为SortedSet的元素需要实现Comparable接口，该接口只有一个方法comparTo（T o）方法。实现该方法 应遵循这样的规则，当this大于o返回1，相等返回0，this小于o返回0（简单记忆就是this-0的值决定1的正负）。
PS3：SortedSet的排序默认是升序的，如果要实现定制的排序方案，在各实现类中会提供相应的构造方法。

NavigableSet<E>接口：

NavigableSet接口扩展了SortedSet的功能，使得Set利用已排好的元素实现更多的功能：

1、  逆序操作，比如descendingIterator()返回一个逆序遍历的工具，比如descendingSet()返回一个逆序的NavigableSet对象。
2、  扩展的截取功能，比如截取特定元素之前，之后的元素。
3、  寻找特定元素的前一个（lower()），后一个(higher())元素。

List<E>接口：

List<E>接口规定了一个其中元素有规定逻辑顺序的容器，该容器中的元素可以重复。List<E>容器在继承了Collection<E>容器的基本功能基础之上还添加了一些额 外的功能(这些功能是基于List的顺序结构之上的，因此基本与索引有关)：

1、 按索引来访问容器中的元素（get()方法）。

2、 寻找在特定索引处的元素（indexOf()方法）。

3、 截取子队列（subList()方法）。

4、 扩展的添加元素的功能，支持在特定索引处添加元素或一组元素。

Queue<E>接口：

该接口给Collection中的添加删除元素的功能做了一些限制，同时在Queue中元素之间是有先后的排序关系（具体的关系根据实现类会有所不同）。
添加元素只能添加在逻辑顺序的队尾，删除元素只能删除逻辑顺序的队头。（逻辑上的顺序因实现类的不同会有所差别）。
1、  队头添加（add()和offer()方法）。
2、  获得队头元素（element(),peek(),poll()和remove()方法）。

Deque<E>接口：

该接口扩展了Queue的功能，使得其能够在逻辑顺序的队头队尾都有插入和删除的功能。同时如果用户，只利用该集合的一端（比如所队头），只限制在一端进行插入与删除，将会实现栈的功能（先进后出）。

该接口的方法命名，部分是在Queue的基础上加上First或者Last后缀。
并抽象出了栈的操作(push()和pop())虽然该功能可以通过其他Deque的方法实现，但当你是想将该接口作为栈使用，还是使用这两个操作。

在最后：

这个层次结构图中，基本上定义了集合框架中集合有关类的全部功能，只不过在具体类的实现中，可能存在对这些接口所定义功能的不同解释，但从逻辑概念上来说，java库中的集合都是严格按照这些定义所设计的，具体的使用方法，参见API。