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Collection接口简介
Collection接口是Java集合框架的根接口之一，它定义了所有集合类的根本操作，比如添加、删除、遍历元素等，另一个跟接口是Map
核心设计目标
父接口Iterable
- public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
- Iterator<E> iterator();
- }
但基于集合中各种集合列表的数据结构不同，详细的数据结构关于迭代功能又有详细的增强方式，比如子接口List提供了双向迭代器ListIterable，抽象类AbstractList有普通迭代器和增强迭代器，
Collection接口实现的普通迭代器只是提供底子迭代功能，即遍历和删除元素
基于Stream流的操作
- default Spliterator<E> spliterator() {
- return Spliterators.spliterator(this, 0);
- }
- default Stream<E> stream() {
- return StreamSupport.stream(spliterator(), false);
- }
- default Stream<E> parallelStream() {
- return StreamSupport.stream(spliterator(), true);
- }
定义了所有集合类的根本操作
它定义了所有集合类的根本操作，比如添加、删除、遍历元素等，如下Collection接口底子方法介绍功能
Collection接口方法
(1) 元素操作
方法说明boolean add(E e)添加元素，成功返回 true（Set 中重复元素会返回 false）。boolean remove(Object o)删除指定元素，存在则返回 true。boolean contains(Object o)判断是否包含指定元素。 (2) 批量操作
方法说明boolean addAll(Collection<?> c)添加另一个集合的所有元素。boolean removeAll(Collection<?> c)删除与另一集合的交集元素。boolean retainAll(Collection<?> c)仅保存与另一集合的交集元素。void clear()清空集合。 (3) 查询与转换
方法说明int size()返回集合元素数量。boolean isEmpty()判断集合是否为空。Object[] toArray()将集合转换为数组。<T> T[] toArray(T[] a)将集合转换为指定类型的数组（更安全）。 (4) 迭代与遍历
方法说明Iterator<E> iterator()返回迭代器，用于遍历集合。default void forEach(Consumer<? super E> action)Java 8+ 支持，使用 Lambda 遍历元素。 (5) Java 8+ 新增默认方法
方法说明default Stream<E> stream()返回顺序流，支持 Stream API 操作。default Stream<E> parallelStream()返回并行流，支持多线程处理。 Collection接口总结
核心角色：Collection 是 Java 集合框架的底子，定义了单列集合的统一操作。
灵活扩展：通过子接口 List、Set、Queue 满足不同场景需求。
当代特性：结合 Stream API 和 Lambda 表达式，实现高效数据处理。
抽象类AbstractCollection简介
AbstractCollection是Java集合框架中为 Collection 接口提供骨架实现的核心抽象类，旨在简化集合类的开发
核心设计目标
减少重复代码
复用代码 减少开发
抽象类 AbstractCollection是集合框架中为 Collection 接口的通用方法提供默认实现（如 contains()、isEmpty()、remove() 等），开发者需实现关键抽象方法 iterator() 和 size() 即可创建集合类
- public abstract class AbstractCollection<E> implements Collection<E> {
- //未实现具体功能需要具体子类实现的关键抽象方法iterator()和size()
- public abstract Iterator<E> iterator();
- public abstract int size();
- //通用方法提供默认实现的部分方法示例如下
- public boolean isEmpty() {
- return size() == 0;
- }
- public boolean contains(Object o) {
- `````````
- }
-
- }
为了减少开发代码为什么不干脆为所有的方法都提供默认功能实现，还保存两个抽象方法要详细子类实现，是因为不同容器类型结构不同的原因，这就涉及到有序 无序 队列等多种结构模式，而集合底层的实现是依靠迭代器的管理的，不同的结构迭代方式不同，才有了两个核心抽象方法由详细的子类（详细的结构模式）去实现
- public class ImmutableCollection<E> extends AbstractCollection<E> {
- //比如数据结构是数组形式的集合结构，那迭代器和容器元素大小都基于数组特性实现
- private E[] elements;
- @Override
- public Iterator<E> iterator() { return Arrays.stream(elements).iterator(); }
- @Override
- public int size() { return elements.length; }
- }
伪实现的方法 如add()，add没有设计成抽象方法是为了提供一个有用的默认举动(抛出不可操作异常)，更容易实现对不可修改的集合操作管理
- //伪实现的方法 如果不重写add方法直接调用 会直接抛出不支持操作异常
- public boolean add(E e) {
- throw new UnsupportedOperationException();
- }
不可修改集合是指集合一旦创建，其内容就不能被修改，包括添加、删除或修改元素，并不是final修饰的就是不可变集合
- public static void main(String[] args) {
- final int[] scores = new int[5];
- scores[0] = 1;//没有报错 依然可以修改添加元素
- int[] tempArray = {90, 70, 50, 80, 60, 85};
- scores = tempArray; // 静态编译报错提示 不可以使用final修饰
- final List<String> list = new ArrayList<>();
- list.add("a");//没有报错 依然可以添加元素
- list = new ArrayList<>(); //静态编译报错提示 不可以使用final修饰
- }
为什么必要 不可变集合
集合是存储元素，在特定的环境下我们必要控制不可以改变集合中元素的内容，如多线程下的安全性，比如哈希码值我们渴望能作为常量不可以改变，又或者性能优化不可变的集合可节流空间和时间的开销
- List<String> list = Stream.of("张三", "李四", "王五", "赵六").collect(Collectors.toList());
- // java 1.8实现不可变集合方法
- List<String> immutableList = Collections.unmodifiableList(list);
- immutableList.add("a");//执行到这里抛出不可操作异常UnsupportedOperationException
- //JDK9+ 之后 可以使用 List.of方法 更简单些
- //不可变List集合
- List<Double> lists = List.of(140.5, 120.0, 95.5, 70.5, 80.0); //
- lists.add(123.0); //运行报错 UnsupportedOperationException 不可变
- lists.set(0,140.0); //报错
- //不可变set集合
- //Set<String> sets = Set.of("a", "b", "d", "c","a"); // a 不允许重复 直接报错
- Set<String> sets = Set.of("a", "b", "d", "c");
- sets.add("a"); //报错
- //不可变Map集合
- Map<String,Integer> maps = Map.of("a",100,"b",200,"c",300);
- maps.put("d",200); //报错
AbstractCollection关键方法实现
方法实现逻辑依赖的抽象方法contains(Object)遍历迭代器，逐个比较元素是否相当（支持 null 检查）iterator()toArray()创建新数组，通过迭代器填充元素iterator(), size()（优化提示）remove(Object)遍历迭代器查找元素，调用迭代器的 remove() 删除，但迭代器的 remove() 方法 也是默认抛出 UnsupportedOperationException，以是也需子类重写以实现 可修改集合iterator()isEmpty()直接调用 size() == 0size()add(E)默认抛出 UnsupportedOperationException，需子类重写以实现 可修改集合- AbstractCollection在集合框架中的构造位置
- 父类关系：实现集合框架两大根接口之一的Collection接口、提供默认通用模板方法
- 子类关系：AbstractList、AbstractSet、AbstractQueue等均继续 AbstractCollection，进一步细化列表、集合的特性
AbstractCollection总结与使用注意事项
总结：
- 模板方法模式：通过抽象方法 iterator() 和 size() 定义算法框架，详细实现延迟到子类。比方，contains() 的遍历逻辑固定，但元素访问方式由子类决定。
- 代码复用：所有集合共享通用方法（如 toString() 天生 [a, b, c] 格式字符串），制止重复实现。
- 扩展性：子类可选择性重写方法以优化性能（如 ArrayList 直接通过索引实现 contains()，比迭代遍历更高效）
注意事项:
- 方法限制：默认 add() 和 remove() 大概抛出 UnsupportedOperationException，需根据集合类型重写。
- 性能考量：通用方法如 containsAll() 通过迭代实现，数据量大时大概服从低下，子类可优化
- 并发题目：AbstractCollection并没有特殊表明多线程下安全管理，以是黑白线程安全的，多线程环境需外部同步或使用并发集合类。
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