一、Java集合框架

1.1 什么是java集合框架

Java集合框架（Java Collections Framework）是Java平台提供的一组用于存储、操作和处理对象集合的类和接口的集合。它提供了一套通用的接口和实现类，使得在处理对象集合时更加方便、高效和灵活。

java集合框架重要发展历程主要如下：

• Java SE 2 首次引入 java 集合框架
• Java SE 5 引入泛型
• Java8中引入了 lambda 表达式以及接口中的默认方法

1.2 集合与数组

事实上，由于集合是一个对象，并且给定一个对象是可扩展的，您可以在JDK提供的大多数集合上添加您需要的任何操作。用数组做这件事是不可能的，因为数组不是Java中的对象。

集合能为您做什么，而数组不能？

• 集合跟踪它包含的元素的数量

• 集合的容量不受限制：您可以在集合中添加（几乎）任意数量的元素

• 集合可以控制您可以在其中存储哪些元素。例如，您可以防止添加空元素

• 可以查询集合是否存在给定元素

• 集合提供与另一个集合相交或合并等操作。

二、集合框架具体内容

ava的集合类定义在java.util包中，支持泛型，主要提供了3种集合类，包括List，Set和Map。

Java集合使用统一的Iterator遍历，尽量不要使用遗留接口。

java.util (Java SE 21 & JDK 21) (oracle.com)

Collections Framework Overview (Java SE 21 & JDK 21) (oracle.com)

2.1 整体框架

从集合框架图可以看到，java 集合框架主要包括两种类型的容器：

• 集合（Collection）： 存储一组元素，元素之间没有任何关系
• 映射（map）： 存储键值映射

集合框架是一个用来代表和操纵集合的统一架构。所有的集合框架都包含如下内容：

• 接口：集合的抽象数据类型。例如 Collection、List、Set、Map 等。之所以定义多个接口，是为了以不同的方式操作集合对象
• 实现类：集合接口的具体实现。从本质上讲，它们是可重复使用的数据结构，例如：ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。
• 算法：实现集合接口的对象里的方法执行的一些有用的计算。例如搜索和排序，这些算法实现了多态，那是因为相同的方法可以在相似的接口上有着不同的实现。

Interface	Hash Table	Resizable Array	Balanced Tree	Linked List	Hash Table + Linked List
Set	HashSet		TreeSet		LinkedHashSet
List		ArrayList		LinkedList
Queue, Deque		ArrayDeque		LinkedList
Map	HashMap		TreeMap		LinkedHashMap

2.2 遗留类和遗留接口

需要注意的是，由于Java的集合设计非常久远，中间经历过大规模改进，我们要注意到有一小部分集合类是遗留类，不应该继续使用：

• Hashtable：一种线程安全的 Map 实现；在并发环境中，可以使用 ConcurrentHashMap 作为替代品。
• Vector：一种线程安全的 List 实现；如果您在非并发环境中使用 Vector ，那么您可以安全地将其替换为 ArrayList 。
• Stack：基于 Vector 实现的 LIFO 的栈。在非并发环境中应替换为 ArrayDeque。

还有一小部分接口是遗留接口，也不应该继续使用：

• Enumeration<E>：已被Iterator<E>取代。

1.3 集合框架设计特点

java集合设计特点：

• 实现接口和实现类相分离。

• 支持泛型。限制在一个集合中只能放入同一种数据类型的元素，例如：

  List<String> list = new ArrayList<>(); // 只能放入String类型
  

• java访问集合统一通过迭代器来实现。这样做的好处在于无需知道集合内部元素是按什么方式存储的

参考资料

java.util (Java SE 21 & JDK 21) (oracle.com)

Java集合简介 - 廖雪峰的官方网站 (liaoxuefeng.com)

The Collections Framework - Dev.java

Java 集合框架 | 菜鸟教程 (runoob.com)