Java Collection 体系与使用场景整理

本文从抽象层级、接口设计、实际使用场景 三个角度，系统说明什么是 Collection，什么时候"面向 Collection 创建对象"，什么时候应直接使用 List，以及何时选择其它集合类型（Set、Queue、Map 等）。

一、什么是 Collection

1. Collection 的本质

Collection<E> 是 Java 集合框架（Java Collections Framework, JCF）中最基础的集合接口之一，表示：

一组元素（element）的抽象集合

它只关心：

是否能存元素
是否能遍历
是否能删除
是否包含某元素

而不关心：

是否有顺序
是否允许重复
是否支持索引

2. Collection 在体系中的位置

text 复制代码

Iterable
   ↑
Collection
   ↑
 ├── List
 ├── Set
 └── Queue

Collection 是 List / Set / Queue 的共同父接口 ，但 不包含索引、顺序、唯一性等语义。

二、为什么要有 Collection 这种"看起来没什么用"的接口

1. 抽象层面的意义

Collection 的存在是为了：

统一抽象：对"元素集合"进行最小能力抽象
解耦实现 ：调用方不关心底层是 ArrayList、LinkedList、HashSet
支持多态：同一段代码可处理多种集合实现

示例：

java 复制代码

void process(Collection<String> c) {
    for (String s : c) {
        System.out.println(s);
    }
}

这段代码：

可以接收 ArrayList
可以接收 HashSet
可以接收 LinkedList

2. Collection 的"能力边界"

Collection 刻意不提供以下能力：

索引访问（get(int)）
保证顺序
保证唯一性

因为：

并非所有集合都有这些语义
强行放入接口会破坏接口隔离原则（ISP）

三、什么时候"创建 Collection"

重要

Collection 是接口，不能直接 new

真正创建的是：

java 复制代码

Collection<String> c = new ArrayList<>();

这里的含义是：

编译期类型 ：Collection
运行期类型 ：ArrayList

适合使用 `Collection` 作为声明类型的场景

场景 1：方法参数（最典型）

java 复制代码

void saveAll(Collection<User> users) {
    ...
}

理由：

方法不依赖"索引/顺序/唯一性"
调用方自由选择 List / Set

java 复制代码

List<User> l = new ArrayList<>();
l.add("b");
l.add("c");
saveAll(l);

这是 最推荐 的使用方式(就是多态的体现)。

场景 2：返回值只表达"一组元素"

java 复制代码

Collection<Order> findOrders() {
    return new ArrayList<>();
}

调用方：

只能遍历、判断、删除
不会错误依赖具体实现

场景 3：业务逻辑不关心集合语义

java 复制代码

Collection<String> tags = new HashSet<>();

当你只需要：

存
遍历
不关心顺序和索引

四、什么时候必须使用 List

List 的核心语义

List<E> 表示：

有序、可重复、可按索引访问的集合

它在 Collection 基础上增加了：

get(int index)
set(int, E)
add(int, E)

必须使用 List 的典型场景

场景 1：需要索引访问

java 复制代码

List<String> list = new ArrayList<>();
String first = list.get(0);

如果你需要 get(i)，就不应该使用 Collection 声明。

场景 2：需要顺序语义

java 复制代码

List<String> steps = List.of("init", "load", "run");

顺序有业务含义（流程、步骤、时间线）。

场景 3：与 UI / JSON / DTO 强绑定

前端列表
JSON array
Excel 行

这些天然是 有序结构 ，应使用 List。

List 的常见实现选择

实现	适用场景
`ArrayList`	读多写少、随机访问多（默认首选）
`LinkedList`	频繁头尾插入/删除（但实际很少需要）

五、什么时候使用 Set

Set 的核心语义

Set<E> 表示：

不允许重复元素的集合

典型使用场景

去重
成员检测（contains）
数学集合语义

示例：

java 复制代码

Set<String> users = new HashSet<>();

常见实现：

HashSet：不保证顺序（最快）
LinkedHashSet：保持插入顺序
TreeSet：排序集合

六、什么时候使用 Queue / Deque

Queue / Deque 的语义

Queue：队列（FIFO）
Deque：双端队列

使用场景

任务队列
消息缓冲
BFS / 滑动窗口

示例：

java 复制代码

Queue<Task> q = new ArrayDeque<>();

七、Map 为什么不属于 Collection

Map 的本质

Map<K, V> 表示：

键值对映射，不是"元素集合"

所以：

不继承 Collection
但可以通过 keySet() / values() / entrySet() 间接使用 Collection

八、总结

1. 面向接口编程

声明用接口，实现用具体类

java 复制代码

List<String> list = new ArrayList<>();
Collection<String> c = new ArrayList<>();

2. 用"最小能力接口"

需要索引 → List
需要去重 → Set
只需遍历 → Collection

3. 不要因为"实现是 ArrayList"就暴露 List

java 复制代码

// 不推荐
public ArrayList<String> getData() { ... }

// 推荐
public List<String> getData() { ... }

九、一句话总结

Collection：只表示"一堆元素"，用于抽象、解耦、通用逻辑
List：当顺序和索引是业务语义的一部分
Set：当唯一性是业务约束
Queue/Deque：当访问顺序受限（FIFO/LIFO）
Map：当数据是"键 → 值"关系

接口表达"你需要什么能力"，实现类决定"怎么做到"。

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