两万字长文读懂 Java 集合 _Java

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作者 | 小菠萝
来源 | JAVA建设者（ID：javajianshe）
这篇文章历经过 5 次的打磨和修复，只为把最好的文章为大家分享。
集合在我们日常开发使用的次数数不胜数，ArrayList / LinkedList / HashMap / HashSet……信手拈来，抬手就拿来用，在 IDE 上龙飞凤舞，但是作为一名合格的优雅的程序猿，仅仅了解怎么使用 API 是远远不够的，如果在调用 API 时，知道它内部发生了什么事情，就像开了透视外挂一样，洞穿一切，这种感觉才真的爽，而且这样就不是集合提供什么功能给我们使用，而是我们选择使用它的什么功能了。

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集合框架总览
下图堪称集合框架的上帝视角，讲到集合框架不得不看的就是这幅图，当然，你会觉得眼花缭乱，不知如何看起，这篇文章带你一步一步地秒杀上面的每一个接口、抽象类和具体类。我们将会从最顶层的接口开始讲起，一步一步往下深入，帮助你把对集合的认知构建起一个知识网络。

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工欲善其事必先利其器，让我们先来过一遍整个集合框架的组成部分：

集合框架提供了两个遍历接口：Iterator 和 ListIterator，其中后者是前者的优化版，支持在任意一个位置进行前后双向遍历。注意图中的 Collection 应当继承的是 Iterable 而不是 Iterator，后面会解释 Iterable 和 Iterator 的区别。
整个集合框架分为两个门派（类型）：Collection 和 Map，前者是一个容器，存储一系列的对象；后者是键值对 <key, value>，存储一系列的键值对。
在集合框架体系下，衍生出四种具体的集合类型：Map、Set、List、Queue 。
Map 存储 <key,value> 键值对，查找元素时通过 key 查找 value 。
Set 内部存储一系列不可重复的对象，且是一个无序集合，对象排列顺序不一。
List 内部存储一系列可重复的对象，是一个有序集合，对象按插入顺序排列。
Queue 是一个队列容器，其特性与 List 相同，但只能从队头和队尾操作元素。
JDK 为集合的各种操作提供了两个工具类 Collections 和 Arrays，之后会讲解工具类的常用方法。
四种抽象集合类型内部也会衍生出许多具有不同特性的集合类，不同场景下择优使用，没有最佳的集合。

上面了解了整个集合框架体系的组成部分，接下来的章节会严格按照上面罗列的顺序进行讲解，每一步都会有承上启下的作用。

学习Set前，最好最好要先学习 Map，因为 Set 的操作本质上是对 Map 的操作，往下看准没错

Iterator Iterable ListIterator在第一次看这两个接口，真以为是一模一样的，没发现里面有啥不同，存在即合理，它们两个还是有本质上的区别的。
首先来看 Iterator 接口：
public interface Iterator<E> {booleanhasNext;E next;voidremove;}提供的 API 接口含义如下：

hasNext：判断集合中是否存在下一个对象
next：返回集合中的下一个对象，并将访问指针移动一位
remove：删除集合中调用 next 方法返回的对象

在早期，遍历集合的方式只有一种，通过 Iterator 迭代器操作：

List<Integer> list = new ArrayList<>;list.add(1);list.add(2);list.add(3);Iterator iter = list.iterator;while (iter.hasNext) {Integer next = iter.next;System.out.println(next);if (next == 2) { iter.remove; }}

再来看 Iterable 接口：

public interface Iterable<T> {Iterator<T> iterator;// JDK 1.8default voidforEach(Consumer<? super T> action) {Objects.requireNon(action);for (T t : this) {action.accept(t);}}}

可以看到 Iterable 接口里面提供了 Iterator 接口，所以实现了 Iterable 接口的
集合依旧可以使用迭代器遍历和操作集合中的对象；
而在 JDK 1.8中，Iterable 提供了一个新的方法 forEach，它允许使用增强for 循环遍历对象。
List<Integer> list = new ArrayList<>;for (Integer num : list) {System.out.println(num);}我们通过命令：javap -c 反编译上面的这段代码后，发现它只是 Java 中的一个语法糖，本质上还是调用 Iterator 去遍历。