java学习--Collection

一、Collection 是什么？

Collection 是 Java 集合框架的根接口 （位于 java.util 包下），它定义了一组用于操作 "一组对象"（元素）的通用方法，是所有单列集合（区别于 Map 这种键值对集合）的基础。

你可以把 Collection 理解为一个 "容器" 的通用规则：比如怎么添加元素、删除元素、判断是否包含某个元素等，而具体的容器（如列表、集合、队列）会遵循这个规则，并实现自己的特性。

二、Collection 的核心方法（通用规则）

这些方法是所有实现了 Collection 接口的类都具备的，常用的有：

方法	作用
boolean add(E e)	向集合中添加一个元素
boolean remove(Object o)	从集合中移除指定元素
boolean contains(Object o)	判断集合是否包含指定元素
int size()	返回集合中元素的个数
void clear()	清空集合中所有元素
boolean isEmpty()	判断集合是否为空
Iterator<E> iterator()	获取遍历集合的迭代器
Object[] toArray()	将集合转为数组

三、Collection 的主要子接口（常用实现类）

Collection 本身是接口，不能直接实例化，实际开发中我们使用的是它的子接口和实现类，核心子接口有 3 个：

1. List（有序、可重复）

• 特点：元素有序 （插入顺序 = 遍历顺序）、可重复，支持通过索引访问元素。
• 常用实现类：
  • ArrayList：底层是数组，查询快、增删慢，线程不安全（日常开发最常用）。
  • LinkedList：底层是双向链表，查询慢、增删快，线程不安全。
  • Vector：底层是数组，线程安全，但效率低（基本被淘汰）。

2. Set（无序、不可重复）

• 特点：元素无序 （无索引）、不可重复 （依赖 equals() 和 hashCode() 保证）。
• 常用实现类：
  • HashSet：底层是哈希表，存取快，无序，不可重复。
  • LinkedHashSet：继承 HashSet，底层加了链表，保证元素有序（插入顺序）。
  • TreeSet：底层是红黑树，元素会自动排序（需实现 Comparable 或传入 Comparator）。

3. Queue（队列，先进先出）

• 特点：遵循 "先进先出（FIFO）" 原则，常用于任务排队、消息处理等场景。
• 常用实现类：
  • LinkedList：同时实现了 List 和 Queue，可作为队列使用。
  • PriorityQueue：优先级队列，元素按优先级排序（而非插入顺序）。

四、Collection 的基本使用示例

下面是一个简单的示例，展示 Collection 核心方法的使用（以 ArrayList 为例）：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

public class CollectionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 创建 Collection 实现类对象（ArrayList）
        Collection<String> collection = new ArrayList<>();

        // 2. 添加元素
        collection.add("Java");
        collection.add("Python");
        collection.add("C++");
        System.out.println("添加元素后：" + collection); // 输出：[Java, Python, C++]

        // 3. 判断元素是否存在
        boolean hasJava = collection.contains("Java");
        System.out.println("是否包含 Java：" + hasJava); // 输出：true

        // 4. 获取元素个数
        int size = collection.size();
        System.out.println("集合大小：" + size); // 输出：3

        // 5. 遍历集合（方式1：迭代器）
        Iterator<String> iterator = collection.iterator();
        System.out.print("迭代器遍历：");
        while (iterator.hasNext()) {
            String element = iterator.next();
            System.out.print(element + " "); // 输出：Java Python C++
        }
        System.out.println();

        // 6. 移除元素
        collection.remove("C++");
        System.out.println("移除 C++ 后：" + collection); // 输出：[Java, Python]

        // 7. 判断是否为空
        boolean isEmpty = collection.isEmpty();
        System.out.println("集合是否为空：" + isEmpty); // 输出：false

        // 8. 清空集合
        collection.clear();
        System.out.println("清空后：" + collection); // 输出：[]
    }
}

五、关键注意点

1. Collection 是泛型接口 ，使用时建议指定元素类型（如 Collection<String>），避免类型转换异常。
2. Set 保证元素唯一的原理：添加元素时，先调用 hashCode() 计算哈希值，再调用 equals() 比较，两者都相同则视为重复元素，无法添加。
3. 遍历 Collection 的方式：除了迭代器，还可以用增强 for 循环（for (String s : collection)）或 Java 8+ 的流式遍历（collection.forEach(System.out::println)）。

总结

1. Collection 是 Java 单列集合的根接口，定义了操作元素的通用方法，不能直接实例化。
2. 核心子接口：List（有序可重复）、Set（无序不可重复）、Queue（先进先出），各有不同的实现类适配不同场景。
3. 常用操作：添加（add）、删除（remove）、遍历（迭代器 / 增强 for）是 Collection 最核心的使用场景，不同实现类仅在性能、有序性、唯一性上有差异。