Java Collection FrameworkCollection 接口文档格式.docx
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Collection接口的定义如下：
publicinterfaceCollection<
E>
extendsIterable<
{...}
2、行为
java.util.Collection接口是描述Set和List集合类型的根接口，下面给出了Collection的所有行为（不包括从Object继承而来的方法）,因此它们也刻画了Set或List执行的所有行为（List还有额外的功能）。
Collection的行为分类和详细列表如下：
注意到，其中不包含随机访问所选择的元素get（）方法，因为Collection包含Set，而Set是自己维护顺序的。
因此，若想访问、遍历Collection中的元素，则必须使用迭代器;
另外，这些方法的默认实现（AbstractCollection）均直接或间接使用了迭代器。
三、Collection接口的默认实现：
1、JDK对AbstractCollection抽象类的描述
此抽象类提供Collection接口的骨干实现，以最大限度地减少实现此接口所需的工作。
要实现一个不可修改的collection，编程人员只需扩展此类，并提供iterator和size方法的实现。
（iterator方法返回的迭代器必须实现hasNext和next。
）;
要实现可修改的collection，编程人员必须另外重写此类的add方法（否则，会抛出UnsupportedOperationException），iterator方法返回的迭代器还必须另外实现其remove方法（AbstractCollection的移除方法间接调用迭代器的移除方法）。
按照Collection接口规范中的建议，编程人员通常应提供一个void（无参数）和Collection构造方法。
AbstractCollection抽象类定义如下：
publicabstractclassAbstractCollection<
implementsCollection<
2、行为（对上述Collection接口中方法的实现情况）
下面给出了抽象类AbstractCollection对Collection接口的实现情况：
publicbooleanadd（Ee）{
thrownewUnsupportedOperationException（）;
}
publicbooleanaddAll（Collection<
?
extendsE>
c）{
booleanmodified=false;
Iterator<
e=c.iterator（）;
while（e.hasNext（））{
if（add（e.next（）））//调用了上面定义的add方法
modified=true;
returnmodified;
publicabstractIterator<
iterator（）;
//未提供具体实现，将实现延迟到具体容器
publicbooleanremove（Objecto）{
e=iterator（）;
if（o==null）{
if（e.next（）==null）{
e.remove（）;
//内部使用了迭代器的remove方法，故具体容器的迭代器实现密切相关
returntrue;
}else{
if（o.equals（e.next（）））{
returnfalse;
publicbooleanremoveAll（Collection<
>
if（c.contains（e.next（）））{
publicbooleanretainAll（Collection<
if（!
c.contains（e.next（）））{
publicvoidclear（）{
e.next（）;
publicbooleancontains（Objecto）{
while（e.hasNext（））
if（e.next（）==null）
if（o.equals（e.next（）））//内部调用了的equals方法，故与equals方法实现密切相关
publicbooleancontainsAll（Collection<
contains（e.next（）））//内部调用了的contains方法，故与contains方法实现密切相关
//此处省略两个toArray方法的实现
publicabstractintsize（）;
publicbooleanisEmpty（）{
returnsize（）==0;
//内部调用了的size方法，故与size方法实现密切相关
}
对以上实现进行总结：
【增】：
add,addAll两个方法的实现是可选的，此处均默认UnsupportedOperationException；
【查】：
iterator未提供具体实现，将实现延迟到具体容器,其对外屏蔽了不同容器的差异性，以统一的方式对容器访问、遍历；
【删】：
remove（Object），removeAll（Collection<
），retainAll（Collection<
）和clear（）四个方法的实现均直接调用了具体容器的迭代器（由iterator（）方法返回）的remove方法；
contains（Objecto）和containsAll（Collection<
c）两个方法的实现均直接或间接调用了元素的equals方法；
【基本方法】：
size方法实现与具体容器相关，isEmpty方法的实现均直接调用了size方法；
【容器与数组转换】：
分别提供与泛型toArray方法和原生toArray方法；
从源代码中我们可以知道，几乎所有方法的实现都与迭代器相关，并且有以下特点：
执行各种不同的添加和移除方法在Collection接口中都是可选操作，因为他们会改变容器的结构;
Collection接口中的读取方法都不是可选操作；
四、Optionaloperations（可选操作）
1、简述
执行各种不同的添加和移除方法在Collection接口中都是可选操作,这意味着实现类并不需要为这些方法提供功能定义。
这是一种很不寻常的接口定义方式。
正如你所看到的那样，接口是面向对象设计中的契约，它声明“无论你选择如何实现该接口，我保证你可以向该接口发送这些消息。
”但可选操作违反这个非常基本的原则，它声明调用某些方法将不会执行有意义的行为，相反，他们会抛出异常。
为什么会将方法定义为可选呢？
因为这样做可以防止在设计中出现接口爆炸的情形。
容器类库中的设计看起来总是为了描述每个主题的变体，而最终患上了令人困惑的接口过剩症。
甚至这么做仍不能捕获接口的各种特例，因为总是有人会发明新的接口。
“未获支持的操作”这种方式可以实现Java容器类库的一个重要目标：
容器应易学易用。
未获支持的操作是一种特例，可以延迟到需要时实现。
但是，为了让这种方式能够工作：
UnsupportedOperationException必须是一种罕见事件。
即，对于大多数类而言，所有操作都应该可以工作，只有在特例（例如，通过Arrays.asList（）所得到的容器）中才会有未获支持的操作。
在Java容器类库中确实如此，因为你在99%的时间里使用的容器类，如ArrayList、LinkedList、HashSet和HashMap,以及其他的具体实现，都支持所有操作。
这种设计留下了一个“后门”，如果你想创建新的Collection，但是没有为Collection接口中的所有方法都提供有意义的定义，那么它仍旧适合现有类库。
如果一个操作是未获支持的，那么在实现接口的时候可能就会导致UnsupportedOperationException异常，而不是将产品程序交给客户后才出现此异常，这种情况是有道理的。
毕竟，他表示编程上有错误：
使用了不正确的接口实现。
值得注意的是，未获支持操作只有在运行时才能探测到，因此他们表示动态类型检查。
2、示例
最常见的未获支持的操作，都来源于背后由固定尺寸的数据结构支持的容器。
当你用Arrays.asList（）将数组转换为List时，就会得到这样的容器。
此外，你还可以通过使用Collection类中“不可修改”的方法，选择创建任何会抛出会抛出UnsupportedOperationException的容器。
请看下面的例子：
publicclassUnsupported{
staticvoidtest（Stringmsg,List<
String>
list）{
System.out.println（"
---"
+msg+"
---"
Collection<
c=list;
subList=list.subList（1,8）;
//Copyofthesublist:
c2=newArrayList<
（subList）;
try{
c.retainAll（c2）;
}catch（Exceptione）{
retainAll（）:
"
+e）;
c.removeAll（c2）;
removeAll（）:
c.clear（）;
clear（）:
c.add（"
X"
add（）:
c.addAll（c2）;
addAll（）:
c.remove（"
C"
remove（）:
//TheList.set（）methodmodifiesthevaluebut
//doesn’tchangethesizeofthedatastructure:
list.set（0,"
List.set（）:
publicstaticvoidmain（String[]args）{
List<
list=Arrays.asList（"
ABCDEFGHIJKL"
.split（"
））;
test（"
ModifiableCopy"
newArrayList<
（list））;
//产生新的尺寸可调的
//ArrayList
Arrays.asList（）"
list）;
//产生固定尺寸的ArrayList
unmodifiableList（）"
Collections.unmodifiableList（newArrayList<
（list）））;
//产生不可修改的列表
}/*Output:
---ModifiableCopy---
---Arrays.asList（）---
java.lang.UnsupportedOperationException
---unmodifiableList（）---
java.lang.UnsupportedOperationException
因为Arrays.asList（）实际上会产生一个Arraylist,它基于一个固定大小的数组，仅支持那些不会改变数组大小的操作。
所以，任何会引起对底层数据结构的尺寸进行修改的方法（add/remove相关）都会产生一个UnsupportedOperationException异常，以表示对该容器未获支持操作的调用。
因此，Arrays.asList（）的真正意义在于：
将其结果作为构造器参数传递给任何Collection（或者使用addAll方法、Collections.addAll静态方法），这样可以生成一个动态的容器。
由以上程序片段可知，Arrays.asList（）返回固定尺寸的List，而Collections.unmodifiableList（）产生不可修改的列表。
正如输出所示，前者支持set操作，而后者不支持。
若使用接口，那么还需要两个附加的接口，一个具有可以工作的set方法，另一个没有，因为附加的接口对于Collection的各种不可修改子类型来说是必须的。
因此，可选方法可以避免接口爆炸。
针对Arrays.asList（）这种情况给出解释：
1.首先该方法的源码为：
publicstatic<
T>
asList（T...a）{
returnnewArrayList<
（a）;
2.紧接着看上述方法所返回的由固定尺寸的数据结构支持的容器源码（部分）：
privatestaticclassArrayList<
extendsAbstractList<
implementsRandomAccess,java.io.Serializable
{
privatestaticfinallongserialVersionUID=-2764017481108945198L;
privatenalE[]a;
ArrayList（E[]array）{
if（array==null）
thrownewNullPointerException（）;
a=array;
publicintsize（）{
returna.length;
publicObject[]toArray（）{
returna.clone（）;
public<
T[]toArray（T[]a）{
intsize=size（）;
if（a.length<
size）
returnArrays.copyOf（this.a,size,
（Class<
extendsT[]>
）a.getClass（））;
System.arraycopy（this.a,0,a,0,size）;
if（a.length>
a[size]=null;
returna;
publicEget（intindex）{
returna[index];
publicEset（intindex,Eelement）{//该容器支持的操作
EoldValue=a[index];
a[index]=element;
returnoldValue;
publicintindexOf（Objecto）{
for（inti=0;
i<
a.length;
i++）
if（a[i]==null）
returni;
if（o.equals（a[i]））
return-1;
returnindexOf（o）!
=-1;
....
其余代码省略
针对Add操作：
该容器的该行为继承于AbstractList抽象类，直接或间接调用add（intindex,Eelement）方法，抛出UnsupportedOperationException
//AbstractList中的方法
publicbooleanadd（Ee）{
add（size（）,e）;
publicvoidadd（intindex,Eelement）{
thrownewUnsupportedOperationExc
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