介绍

Java平台包括一个collections框架。集合就是代表一组对象（例如经典的Vector类）。集合框架是用于表示和操作集合的统一体系结构，使集合可以独立于实现细节操作。

集合框架的主要优点是：

通过提供数据结构和算法来减少编程工作，因此您不必自己编写它们。
通过提供数据结构和算法的高性能实现来提高性能。因为每个接口的各种实现都是可互换的，所以可以通过切换实现来调整程序。
通过建立公共语言来回传递集合，从而在不相关的API之间提供互操作性。
通过要求您学习多个特定集合API，来减少了学习全部API所需的工作量。
通常不需要您生成特定集合API，减少了设计和实现API所需的工作量。
通过为集合和用于操作集合的算法提供标准接口，促进软件重用。

集合框架包括：

集合接口。表示不同类型的集合，例如sets、lists和maps。这些接口构成了框架的基础。
通用实现。集合接口的主要实现。
旧版实现。改造了早期版本的Vector和Hashtable的集合类，以实现集合接口。
特殊用途的实现。设计用于特殊情况的实现。这些实现显示非标准的性能特征，使用限制或行为。
并发实现。专为高度并发使用而设计的实现。
包装器实现。向其他实现中添加功能，例如同步。
便利的实现。集合接口的高性能“微型实现”。
抽象实现。集合接口的部分实现可简化自定义实现。
算法。对集合执行有用功能的静态方法，例如对list进行排序。
基础设施。为集合接口提供基本支持的接口。
数组实用程序。原始类型和引用对象数组的实用程序函数。严格来说，它不是集合框架的一部分，而是与集合框架同时添加到Java平台，并且依赖于某些相同的基础结构。

集合接口

集合接口被分为两组。

最基本的接口java.util.Collection具有以下子代：

更详细的看下图

Java集合框架.jpg

其他集合接口基于java.util.Map，而不是真实的集合。但是，这些接口包含集合视图操作，使它们可以作为集合进行操作。

Map具有以下子代：

更详细的看下图

Java Map.jpg

集合接口中的许多修改方法都标记为optional。允许实现不执行这些操作中的一个或多个，如果尝试执行，则抛出运行时异常（UnsupportedOperationException）。每个实现的文档必须指定支持哪些可选操作。
引入了一些术语以帮助该规范：

不支持修改操作（例如添加，删除和清除）的称为不可修改的集合。反之是可修改的集合。
Collection对象中看不到任何更改的集合称为不可变的集合。反之是可变的集合。
即使元素可以更改，也要保证其大小保持不变的列表被称为固定长度列表。反之是可变长度列表。
支持快速（通常为固定时间）索引元素访问的列表称为随机访问列表(通常为散列表)。不支持快速索引元素访问的列表称为顺序访问列表(通常为线性表)。 RandomAccess标记的接口使列表能够支持它们支持随机访问。这使得通用算法在应用于随机或顺序访问列表时，可以提供良好的性能。

某些实现限制了可以存储哪些类型（或者在Maps的情况下，键和值）。可能出现的限制条件：

属于特定类型。
不为空。
服从一些任意谓词。

尝试添加违反实现限制的元素会导致运行时异常，通常是 ClassCastException，IllegalArgumentException或NullPointerException。尝试删除或测试是否存在违反实现限制的元素会导致异常。

集合实现

实现集合接口的类通常以< 实现类型 > < 接口 > 的形式来命名。下表总结了通用实现：

接口	哈希表	可变数组	B 树	链表	哈希表+链表
Set	HashSet	-	TreeSet	-	LinkedHashSet
List	-	ArrayList	-	LinkedList	-
Deque	-	ArrayDeque	-	LinkedList	-
Map	HashMap	-	TreeMap	-	LinkedHashMap

通用实现支持收集接口中的所有可选操作，并且对它们可能包含的元素没有限制。它们是不同步的，但是Collections类包含称为同步包装器的静态工厂，可用于将同步添加到许多未同步的集合中。所有新的实现都有故障快速迭代器，该迭代器检测无效的并发修改，并且快速而干净地失败（而不是行为异常）。

本类AbstractCollection，AbstractSet， AbstractList中，AbstractSequentialList和 AbstractMap类提供核心集合接口的基本实现，以最小化来实现他们的工作所需。这些类的API文档精确地描述了每种方法的实现方式，因此，在特定实现的基本操作得以执行的情况下，实现者知道必须重写哪些方法。

并发集合

使用来自多个线程的集合的应用程序必须经过仔细编程。通常，这称为并发编程。Java平台包括对并发编程的广泛支持。有关详细信息，请参见Java并发实用程序。

集合是如此频繁地使用，以至于各种并发友好接口和集合的实现都包含在API中。这些类型超出了前面讨论的同步包装程序的范围，可提供并发编程中经常需要的功能。

这些并发感知接口可用：

可以使用以下并发感知实现类。有关这些实现的正确用法，请参阅API文档。

设计目标

主要设计目标是生产一种尺寸更小且更重要的是“概念重量”的API。至关重要的是，新功能与当前的Java程序员似乎并没有太大区别。它必须增加现有设施，而不是更换它们。同时，新的API必须足够强大才能提供先前描述的所有优点。

为了使核心接口的数量保持较小，接口不会尝试捕获诸如可变性，可修改性和可缩放性之类的细微差别。相反，核心接口中的某些调用是可选的，使实现可以引发UnsupportedOperationException来指示它们不支持指定的可选操作。集合实现者必须清楚地记录实现支持哪些可选操作。

为了使每个核心接口中的方法数量保持较小，接口仅在满足以下任一条件时才包含方法：

这是真正的基本操作：可以合理定义其他基本操作的基本操作，
有一个令人信服的性能原因，为什么重要的实现要覆盖它。
至关重要的是，所有合理的馆藏表现形式必须能够良好地互操作。这包括数组，如果不更改语言就不能直接实现Collection接口。因此，该框架包括以下方法：使集合能够移动到数组中，将数组视为集合，将地图视为集合。

参考来源：

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/collections/overview.html

注：Google翻译，稍作修改。尚有词不达意之处，日后在慢慢修改啦。

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Java - 集合框架

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