1、Collection 接口的定义如下:public interface Collection extends Iterable . 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、
2、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
3、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:public abstract class AbstractCollection implements Collection2、行为(对上述 Collection 接
4、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: public boolean add(E e) throw new UnsupportedOperationException(); public boolean addAll(Collection c) boolean modified = 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; return modifi
5、ed; public abstract Iterator iterator(); /未提供具体实现,将实现延迟到具体容器 public boolean remove(Object o) 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 return true; else if (o.equals(e.next() return false; public boolean removeAll(Collection if (c.contains(e.next
6、() public boolean retainAll(Collection if (!c.contains(e.next() public void clear() e.next(); public boolean contains(Object o) 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 public boolean containsAll(Collectioncontains(e.next() /内部调用了的 contains 方法,故
7、与 contains 方法实现密切相关 /此处省略两个 toArray 方法的实现 public abstract int size(); public boolean isEmpty() return size() = 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(Obje
8、ct),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(Object o) 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
9、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、Optional operations(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
10、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
11、.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
12、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:public class Unsupported static void test(String msg, List list)
13、 System.out.println(- + msg + - Collection c = list; subList = list.subList(1, 8); / Copy of the sublist: c2 = new ArrayList(subList); try c.retainAll(c2); catch (Exception e) retainAll(): + e); c.removeAll(c2);removeAll(): c.clear();clear(): c.add(Xadd(): c.addAll(c2);addAll(): c.remove(Cremove():
14、/ The List.set() method modifies the value but / doesnt change the size of the data structure: list.set(0, List.set(): public static void main(String args) List list = Arrays.asList(A B C D E F G H I J K L.split(); test(Modifiable Copy, new ArrayList(list); / 产生新的尺寸可调的 / ArrayListArrays.asList(), li
15、st); / 产生固定尺寸的 ArrayListunmodifiableList(), Collections.unmodifiableList(new ArrayList(list); / 产生不可修改的列表 /* Output:- Modifiable Copy - - 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
16、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.unmodifiabl
17、eList() 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: public static asList(T. a) return new ArrayList(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):private static class ArrayList
18、 extends AbstractList implements RandomAccess, java.io.Serializable private static final long serialVersionUID = -2764017481108945198L; private nal E a; ArrayList(E array) if (array=null) throw new NullPointerException(); a = array; public int size() return a.length; public Object toArray() return a
19、.clone(); public T toArray(T a) int size = size(); if (a.length size) return Arrays.copyOf(this.a, size, (Class) a.getClass(); System.arraycopy(this.a, 0, a, 0, size); if (a.length asize = null; return a; public E get(int index) return aindex; public E set(int index, E element) /该容器支持的操作 E oldValue
20、= aindex; aindex = element; return oldValue; public int indexOf(Object o) for (int i=0; ia.length; i+) if (ai=null) return i; if (o.equals(ai) return -1; return indexOf(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(int index, E element) 方法,抛出 UnsupportedOperationException/ AbstractList 中的方法public boolean add(E e) add(size(), e);public void add(int index, E element) throw new UnsupportedOperationExc
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