Java集合框架之Collection接口

Java是一门面向对象的语言，那么我们写程序的时候最经常操作的便是对象了，为此，Java提供了一些专门用来处理对象的类库，这些类库的集合我们称之为集合框架。Java集合工具包位于Java.util包下，包含了很多常用的数据结构，如数组、链表、栈、队列、集合、哈希表等。学习Java集合框架下大致可以分为如下五个部分：List列表、Set集合、Map映射、迭代器（Iterator、Enumeration）、工具类（Arrays、Collections）。

Java的集合类主要由两个接口派生而出：Collection和Map，Collection和Map是Java集合框架的根接口，这两个接口又包含了一些接口或实现类。

可以看到Collection并没有直接实现类，而是提供更具体的子接口实现。通过查询API，可以总结出Collection的基本功能。

1、添加

boolean add(E e)：添加一个元素

boolean addAll(Collection<? extends E> c)：添加一个集合的元素

示例代码

 package collection;

 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collection;

 public class CollectionDemo1 {
     public static void main(String[] args) {
         Collection collection1 = new ArrayList(); // Collection是接口，实例化其子类
         collection1.add("红楼梦");
         collection1.add("三国演义");
         System.out.println(collection1);

         Collection collection2 = new ArrayList();
         collection2.add("西游记");
         collection2.add("水浒传");

         collection1.add(collection2);
         System.out.println(collection1);
     }
 }

输出结果：

[红楼梦, 三国演义]
[红楼梦, 三国演义, [西游记, 水浒传]]

2、删除

void clear()：清空集合中的所有元素

boolean remove(Object o)：移除指定的元素

boolean removeAll(Collection<?> c)：移除一个集合的元素

示例代码

 package collection;

 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collection;

 public class CollectionDemo2 {
     public static void main(String[] args) {
         Collection collection1 = new ArrayList(); // Collection是接口，实例化其子类
         collection1.add("红楼梦");
         collection1.add("三国演义");
         collection1.add("西游记");
         collection1.add("水浒传");
         System.out.println("初始状态：" + collection1);

         boolean b1 = collection1.remove("红楼梦");
         System.out.println("是否移除了元素：" + b1);
         System.out.println("移除一个元素：" + collection1);
         System.out.println();

         Collection collection2 = new ArrayList();
         collection2.add("三国演义");
         collection2.add("西游记");
         collection2.add("平凡的世界");
         boolean b2 = collection1.removeAll(collection2); // 移除两个集合的交集，只要有一个元素被移除了，就返回true
         System.out.println("移除一个集合：" + collection1);
         System.out.println("是否移除了元素：" + b2);
         System.out.println();

         Collection collection3 = new ArrayList();
         collection3.add("平凡的世界");
         collection3.add("围城");
         boolean b3 = collection1.removeAll(collection3);// 移除两个集合的交集，只要有一个元素被移除了，就返回true
         System.out.println("移除一个集合：" + collection1);
         System.out.println("是否移除了元素：" + b3);
         System.out.println();

         collection1.clear();
         System.out.println("清除集合中的所有元素：" + collection1);
     }
 }

输出结果

初始状态：[红楼梦, 三国演义, 西游记, 水浒传]
是否移除了元素：true
移除一个元素：[三国演义, 西游记, 水浒传]

移除一个集合：[水浒传]
是否移除了元素：true

移除一个集合：[水浒传]
是否移除了元素：false

清除集合中的所有元素：[]

3、判断

boolean contains(Object o)：判断集合是否包含指定元素

boolean containsAll(Collection<?> c)：判断集合是否包含指定的集合元素

boolean isEmpty()：判断集合是否为空

示例代码

 package collection;

 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collection;

 public class CollectionDemo3 {
     public static void main(String[] args) {
         Collection collection1 = new ArrayList(); // Collection是接口，实例化其子类
         collection1.add("红楼梦");
         collection1.add("三国演义");
         collection1.add("西游记");
         collection1.add("水浒传");
         System.out.println("是否包含红楼梦：" + collection1.contains("红楼梦"));

         Collection collection2 = new ArrayList();
         collection2.add("三国演义");
         collection2.add("西游记");
         collection2.add("平凡的世界");
         System.out.println("是否包含一个集合中元素：" + collection1.containsAll(collection2)); // 包含所有才包含

         System.out.println("集合是否为空：" + collection1.isEmpty());
     }
 }

输出结果

是否包含红楼梦：true
是否包含一个集合中元素：false
集合是否为空：false

4、获取长度

int size()：获取集合中元素的个数

示例代码

 package collection;

 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collection;

 public class CollectionDemo4 {
     public static void main(String[] args) {
         Collection collection = new ArrayList(); // Collection是接口，实例化其子类
         collection.add("红楼梦");
         collection.add("三国演义");
         collection.add("西游记");
         collection.add("水浒传");
         System.out.println("元素个数：" + collection.size());
     }
 }

输出结果

元素个数：4

5、交集

boolean retainAll(Collection<?> c)：保留此 collection 中那些也包含在指定 collection 的元素（可选操作）。换句话说，移除此 collection 中未包含在指定 collection 中的所有元素。

示例代码

 package collection;

 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collection;

 public class CollectionDemo5 {
     public static void main(String[] args) {
         Collection collection1 = new ArrayList(); // Collection是接口，实例化其子类
         collection1.add("红楼梦");
         collection1.add("三国演义");
         collection1.add("西游记");
         collection1.add("水浒传");

         Collection collection2 = new ArrayList();
         collection2.add("西游记");
         collection2.add("水浒传");
         System.out.println(collection1.retainAll(collection2));
         System.out.println("collection1：" + collection1);
         System.out.println("collection2：" + collection2);

         Collection collection3 = new ArrayList();
         collection3.add("西游记");
         collection3.add("平凡的世界");
         System.out.println(collection1.retainAll(collection3));
         System.out.println("collection1: " + collection1);
         System.out.println("collection3: " + collection3);
     }
 }

输出结果

true
collection1：[西游记, 水浒传]
collection2：[西游记, 水浒传]
true
collection1: [西游记]
collection3: [西游记, 平凡的世界]

从上面结果分析得知，collection1集合与collection2集合做交集运算，最后的结果保留在collection1中，而collection2中的元素保持不变。

6、集合转数组

Object[] toArray()：集合转数组

示例代码

 package collection;

 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collection;

 public class CollectionDemo6 {
     public static void main(String[] args) {
         Collection collection = new ArrayList(); // Collection是接口，实例化其子类
         collection.add("红楼梦");
         collection.add("三国演义");
         collection.add("西游记");
         collection.add("水浒传");

         Object[] objects = collection.toArray();

         for (Object object : objects) {
             System.out.println(object);
         }
     }
 }

输出结果

红楼梦
三国演义
西游记
水浒传

7、遍历

Iterator<E> iterator()：返回在此 collection 的元素上进行迭代的迭代器，迭代器是集合特有的遍历方式，所以迭代器是依赖于集合存在的，其中Iterator是一个接口，其有3个方法

boolean hasNext()：如果仍有元素可以迭代，则返回 true。

E next()：返回迭代的下一个元素，并移动到下一个位置。

void remove()：从迭代器指向的 collection 中移除迭代器返回的最后一个元素

示例代码

 package collection;

 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collection;
 import java.util.Iterator;

 public class CollectionDemo7 {
     public static void main(String[] args) {
         Collection collection = new ArrayList(); // Collection是接口，实例化其子类
         collection.add("红楼梦");
         collection.add("三国演义");
         collection.add("西游记");
         collection.add("水浒传");

         Iterator it = collection.iterator();

         while (it.hasNext()) {
             Object object = it.next();
             System.out.println(object);
         }

         it.remove(); // 如果未调用next方法，则会抛出IllegalStateException异常
         System.out.println(collection);
     }
 }

输出结果

红楼梦
三国演义
西游记
水浒传
[红楼梦, 三国演义, 西游记]

我们可以把迭代器看成是一个指向集合的游标或者是指针，我们用黑色箭头表示迭代器，遍历集合之前的初始位置如下：

当代码执行it.hasNext()语句时，此时迭代器会判断后面是否还有元素，有的话，当代码it.next()执行时，则取出了当前迭代的元素红楼梦，同时迭代器向后移动了一个位置，

以此类推，当迭代器走到集合的最后位置时，语句it.hasNext()返回false，程序跳出循环，迭代结束。

至此，Collection接口的方法介绍完毕。下一篇介绍Collection的子接口List，Java集合框架之List接口。