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平臺提供的一組用于存儲、操作和處理對象集合的類和接口的集合。它提供了一套通用的接口和實現類，使得在處理對象集合時更加方便、高效和靈活。

java集合框架重要發展歷程主要如下：

• 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 表達式以及接口中的默認方法

1.2 集合與數組

事實上，由于集合是一個對象，并且給定一個對象是可擴展的，您可以在JDK提供的大多數集合上添加您需要的任何操作。用數組做這件事是不可能的，因為數組不是Java中的對象。

集合能為您做什么，而數組不能？

• 集合跟蹤它包含的元素的數量

• 集合的容量不受限制：您可以在集合中添加（幾乎）任意數量的元素

• 集合可以控制您可以在其中存儲哪些元素。例如，您可以防止添加空元素

• 可以查詢集合是否存在給定元素

• 集合提供與另一個集合相交或合并等操作。

二、集合框架具體內容

ava的集合類定義在java.util包中，支持泛型，主要提供了3種集合類，包括List，Set和Map。

Java集合使用統一的Iterator遍歷，盡量不要使用遺留接口。

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

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

2.1 整體框架

從集合框架圖可以看到，java 集合框架主要包括兩種類型的容器：

• 集合（Collection）： 存儲一組元素，元素之間沒有任何關系
• 映射（map）： 存儲鍵值映射

集合框架是一個用來代表和操縱集合的統一架構。所有的集合框架都包含如下內容：

• 接口：集合的抽象數據類型。例如 Collection、List、Set、Map 等。之所以定義多個接口，是為了以不同的方式操作集合對象
• 實現類：集合接口的具體實現。從本質上講，它們是可重復使用的數據結構，例如：ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。
• 算法：實現集合接口的對象里的方法執行的一些有用的計算。例如搜索和排序，這些算法實現了多態，那是因為相同的方法可以在相似的接口上有著不同的實現。

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 遺留類和遺留接口

需要注意的是，由于Java的集合設計非常久遠，中間經歷過大規模改進，我們要注意到有一小部分集合類是遺留類，不應該繼續使用：

• Hashtable：一種線程安全的 Map 實現；在并發環境中，可以使用 ConcurrentHashMap 作為替代品。
• Vector：一種線程安全的 List 實現；如果您在非并發環境中使用 Vector ，那么您可以安全地將其替換為 ArrayList 。
• Stack：基于 Vector 實現的 LIFO 的棧。在非并發環境中應替換為 ArrayDeque。

還有一小部分接口是遺留接口，也不應該繼續使用：

• Enumeration<E>：已被Iterator<E>取代。

1.3 集合框架設計特點

java集合設計特點：

• 實現接口和實現類相分離。

• 支持泛型。限制在一個集合中只能放入同一種數據類型的元素，例如：

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

• java訪問集合統一通過迭代器來實現。這樣做的好處在于無需知道集合內部元素是按什么方式存儲的

參考資料

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

Java集合簡介 - 廖雪峰的官方網站 (liaoxuefeng.com)

The Collections Framework - Dev.java

Java 集合框架 | 菜鳥教程 (runoob.com)