前言

在我們日常的開發中，集合佔據著舉足輕重的地位。在不同的情況下，我們會去選擇效能更佳（或更安全的）集合類作為一個容器去儲存資料。在接下來的幾節中，我會帶著大家對於集合的知識進行一次系統的深入梳理，相信梳理過後，面試或日常開發再遇到有關集合的問題對我們來說都不會是問題了。

總覽圖

首先我們先以一個耳熟能詳的集合鳥瞰圖開始說起。

（PS：截圖自《程式設計思想》）

通過這個圖，我們可以獲得哪些有用的資訊呢？

這個圖由Map指向Collection的Produces並不是說Map是Collection的一個子類（子介面），這裡的意思是指Map的KeySet獲取到的一個檢視是Collection

的子介面（檢視是什麼，我們後面會講到）。
我們可以看到集合有兩個基本介面：Map和Collection。但是我個人認為Map並不能說是一個集合，稱之為對映或許更為合適，因為它的KeySet檢視是一個Set型別的鍵集，所以我們姑且把它也當做集合。
Collection繼承了Iterator介面，而Iterator的作用是給我們提供一個只能向後遍歷集合元素的迭代器，也就是說所有實現Collection的類都可以使用Iterator遍歷器去遍歷。
每種介面都有一個Abstr act開頭的抽象子類，這個子類中包括了一些預設的實現，我們在自定義類的時候都需要去繼承這個抽象類，然後根據我們不同的需求，對於其中的方法進行重寫。
從容器角度上來說，只有四種容器：Map，Queue，Set，List。

簡單介紹：

下面我們對基本的分類進行一個簡單的介紹和了解，後續我們會從資料結構和用法等方面去詳細學習。

ArrayList: 一種可以動態增長和縮減的的索引序列
LinkedList：一種可以在任何位置進行高效地插入和刪除操作的有序序列
ArrayDeque：一種用迴圈陣列實現的雙端佇列
HashSet：一種沒有重複元素的無序集合
TreeSet：一種有序集
EnumSet：一種包含列舉型別值的集
LinkedHashSet：一種可以記住元素插入次序的集
PriorityQueue：一種允許高效刪除最小元素的集合
HashMap：一種儲存鍵/值關聯的資料結構
TreeMap：一種鍵值有序排列的對映表
EnumMap：一種鍵值屬於列舉型別的對映表
LinkedHashMap：一種可以記住鍵/值項新增次序的對映表
WeakHashMap：一種其值無用武之地後可以被垃圾回收期回收的對映表
IdentityHashMap：一種用==而不是用equals比較鍵值的對映表
Vector：目前使用較少，因為設計理念的陳舊和效能的問題被ArrayList所取代
Hashtable：執行緒非同步可以使用HashMap來替代，同步的話可以使用ConcurrentHashMap來替代

Iterator

我們接下來聊一下迭代器，從鳥瞰圖中我們可以看到，所有實現Collection的子類都繼承了Iterable介面。這個介面提供了一個iterator()方法可以構造一個Iterator介面物件。然後我們可以使用這個迭代器物件依次訪問集合中的元素
迭代器一般使用方法是這樣的：

Collection<String> c = ...;
Iterator<String> iter = c.iterator();
while (iter.hasNext()) {
    String s = iter.next();
    System.out.println(s);
}

或者是這樣的：

//適用於JDK1.8以後的版本
iter.forEachRemaining(element -> System.out.println(element));

我們接下來看一下Iterator的原始碼(Base jdk1.8)：

package java.util;

import java.util.function.Consumer;

public interface Iterator<E> {
    
    boolean hasNext();

    E next();

    default void remove() {
        throw new UnsupportedOperationException("remove");
    }

    default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
        Objects.requireNonNull(action);
        while (hasNext())
            action.accept(next());
    }
}

迭代器的next()工作原理是這樣的：

可以看出，迭代器是位於兩個集合元素之間的位置，當我們呼叫next()方法的時候迭代器指標就會越過一個元素，並且返回剛剛越過的元素，所以，當我們迭代器的指標在最後一個元素的時候，就會丟擲會丟擲一個NoSuchElementException的異常。所以，在呼叫next()之前需要呼叫hasNext()去判斷這個集合的迭代器是否走到了最後一個元素。

通過呼叫next()方法可以逐個的去訪問集合中的每個元素，而訪問元素的順序跟該容器的資料結構有關，比如ArrayList就是按照索引值開始，每次迭代都會使索引值加1，而對於HashSet這種資料結構是散列表的集合，就會按照某種隨機的次序出現。

Iterator的介面中還有一個remove()方法，這個方法實際上刪除的是上次呼叫next()方法返回的元素，下面我來展示一下remove()方法的使用方法

Collection<String> c = ...;
Iterator<String> iter = c.iterator();
iter.next();
iter.remove();

這樣就可以刪除該集合中的第一個元素，但是需要注意一點，如果我們需要刪除兩個元素，必須這樣做：

iter.remove();
iter.next();
iter.remove();

而不能這麼做：

iter.remove();
iter.remove();

因為next()方法和remove()方法之間是有依賴性的，如果呼叫remove之前沒有呼叫next就會丟擲一個IllegalStateException的異常。

PS: 我們日常中用的很多的foreach迴圈，其實就是一種語法糖，編譯器會把foreach編譯為帶有迭代器的迴圈。

下節預告

接下來，我會陸續帶領大家去從原始碼，資料結構等方面去深入瞭解每一個類，下一節我們要學習Collection的相關知識，敬請期待~

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