Java中的集合接口及其示例

Collection 界面是Java集合框架的成员之一，它是java.util包的一部分。它是Collection层次结构的根接口之一。Collection接口不会被任何类直接实现。但是，它间接地通过其子类型或子接口（如List、Queue和Set）进行实现。

例如，《HashSet》类实现了Set接口，该接口是Collection接口的一个子接口。如果集合实现不实现特定的操作，则它应定义相应的方法来抛出 UnsupportedOperationException 异常。

Collection继承体系

Java中的集合接口及其示例

它实现了 Iterable 接口。Collection的子接口包括 BeanContext 、 BeanContextServices 、 BlockingDeque 、 BlockingQueue 、 Deque 、 EventSet 、 List 、 NavigableSet 、 Queue 、 Set 、 SortedSet 和 TransferQueue 。

Collection接口的子接口

所有Collection框架的类都实现了Collection接口的子接口。Collection接口的所有方法也包含在它的子接口中。这些子接口有时被称为 Collection类型 或 Collection的子类型 。包括以下内容:

List : 这是集合接口的子接口。此接口专用于列表类型的数据，其中我们可以存储所有对象的有序集合。这也允许重复的数据存在。此List接口由各种类实现，如ArrayList、Vector、Stack等。由于所有子类都实现了列表，因此我们可以使用任何这些类之一实例化一个列表对象。例如，

List <T> al = new ArrayList<> ();

List <T> ll = new LinkedList<> ();

List <T> v = new Vector<> ();

其中T是对象的类型。

Set : 集合是一个无序集合，在其中不能存储重复值。当我们希望避免对象的重复并希望仅存储唯一对象时使用此集合。此set接口由各种类实现，如HashSet、TreeSet、LinkedHashSet等。由于所有的子类都实现了set，因此我们可以使用任何这些类之一实例化一个set对象。例如，

Set<T> hs = new HashSet<> ();

Set<T> lhs = new LinkedHashSet<> ();

Set<T> ts = new TreeSet<> ();

其中T是对象的类型。

SortedSet : 此接口与set接口非常相似。唯一的区别是该接口具有维护元素排序的额外方法。Sorted Set接口扩展了set接口，并用于处理需要排序的数据。实现此接口的类是TreeSet。由于此类实现了SortedSet，因此我们可以使用此类实例化SortedSet对象。例如，

SortedSet<T> ts = new TreeSet<> ();

其中T是对象的类型。

队列：正如其名称所示，队列接口维护类似于现实世界队列线的FIFO（先进先出）顺序。此接口专用于存储顺序关系很重要的所有元素。例如，每当我们尝试预订机票时，票是按照先到先得的原则出售的。因此，首先进入队列的人得到票。有各种类，如PriorityQueue，Deque，ArrayDeque等。由于所有这些子类都实现了队列，因此我们可以使用这些类中的任何一个来实例化队列对象。例如，

Queue <T> pq = new PriorityQueue<> ();

Queue <T> ad = new ArrayDeque<> ();

其中T是对象的类型。

Deque ：这是队列数据结构的一个非常微小的变化。Deque，也称为双端队列，是一种数据结构，我们可以从队列的两端添加和删除元素。该接口扩展了队列接口。实现此接口的类是ArrayDeque。由于这个类实现了deque，因此我们可以使用此类来实例化deque对象。例如，

Deque<T> ad = new ArrayDeque<> ();

其中T是对象的类型。

声明：

public interface Collection<E> extends Iterable<E>

这里， E 是存储在集合中的元素类型。

示例：

// Java program to illustrate Collection interface
 
import java.io.*;
import java.util.*;
 
public class CollectionDemo {
    public static void main(String args[])
    {
 
        // creating an empty LinkedList
        Collection<String> list = new LinkedList<String>();
 
        // use add() method to add elements in the list
        list.add("Geeks");
        list.add("for");
        list.add("Geeks");
 
        // Output the present list
        System.out.println("The list is: " + list);
 
        // Adding new elements to the end
        list.add("Last");
        list.add("Element");
 
        // printing the new list
        System.out.println("The new List is: " + list);
    }
}

输出

The list is: [Geeks, for, Geeks]
The new List is: [Geeks, for, Geeks, Last, Element]

实现的类

AbstractCollection、AbstractList、AbstractQueue、AbstractSequentialList、AbstractSet、ArrayBlockingQueue、ArrayDeque、ArrayList、AttributeList、BeanContextServicesSupport、BeanContextSupport、ConcurrentHashMap.KeySetView、ConcurrentLinkedDeque、ConcurrentLinkedQueue、ConcurrentSkipListSet、CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet、DelayQueue、EnumSet、HashSet、JobStateReasons、LinkedBlockingDeque、LinkedBlockingQueue、LinkedHashSet、LinkedList、LinkedTransferQueue、PriorityBlockingQueue、PriorityQueue、RoleList、RoleUnresolvedList、 Stack、SynchronousQueue、TreeSet、Vector都实现了Collection接口。

语法：

Collection<E> objectName = new ArrayList<E>();

这里， E 是存储在集合中的元素类型。

注意： 在上面的语法中，如果该类实现了Collection接口，则可以用ArrayList替换任何类。

基本操作

1.添加元素

通过 Collection 提供的 add(E e) 和 addAll(Collection c) 方法可以添加元素。

// Java 代码演示
// 向 Collection 添加元素
 
import java.io.*;
import java.util.*;
 
public class AddingElementsExample {
    public static void main(String[] args)
    {
 
        // 创建一个具有初始容量的空 ArrayList
        Collection<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>(5);
 
        // 使用 add() 方法向列表中添加元素
        list1.add(15);
        list1.add(20);
        list1.add(25);
 
        // 打印列表中所有可用的元素
        for (Integer number : list1) {
            System.out.println("Number = " + number);
        }
 
        // 创建一个空的 ArrayList
        Collection<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>();
 
        // 将集合追加到列表中
        list2.addAll(list1);
 
        // 显示修改后的 ArrayList
        System.out.println("The new ArrayList is: " + list2);
    }
}

输出结果

Number = 15
Number = 20
Number = 25
The new ArrayList is: [15, 20, 25]

2. 删除元素

remove(E e) 和 removeAll(Collection c) 方法可以用于从集合中删除特定元素或一组元素。

// Java 程序演示如何从集合中删除元素
 
import java.util.*;
 
public class RemoveElementsExample {
    public static void main(String[] argv) throws Exception
    {
 
        // 创建一个 HashSet<Integer> 对象
        Collection<Integer> set1 = new HashSet<Integer>();
 
        // 向 set1 中添加元素
        set1.add(1);
        set1.add(2);
        set1.add(3);
        set1.add(4);
        set1.add(5);
 
        // 打印 set1
        System.out.println("Initial set1 : " + set1);
         
          // 删除一个特定的元素
          set1.remove(4);
       
          // 打印修改后的 set1
        System.out.println("set1 after removing 4 : " + set1);
       
        // 创建另一个 HashSet<Integer> 对象
        Collection<Integer> set2 = new HashSet<Integer>();
        set2.add(1);
        set2.add(2);
        set2.add(3);
 
        // 打印 set2
        System.out.println("Collection Elements to be removed : " + set2);
 
        // 使用 removeAll() 方法从 set1 中删除在 set2 中指定的元素
        set1.removeAll(set2);
 
        // 打印 set1
        System.out.println("set 1 after removeAll() operation : " + set1);
    }
}

输出结果

Initial set1 : [1, 2, 3, 4, 5]
set1 after removing 4 : [1, 2, 3, 5]
Collection Elements to be removed : [1, 2, 3]
set 1 after removeAll() operation : [5]

3. 迭代

使用 iterator() 方法迭代 Collection 的元素。

// Java代码展示如何迭代遍历集合
 
import java.util.*;
 
public class IteratingExample {
 
    public static void main(String[] args)
    {
        // 创建并填充列表
        Collection<String> list = new LinkedList<>();
 
        list.add("Geeks");
        list.add("for");
        list.add("Geeks");
        list.add("is");
        list.add("a");
        list.add("CS");
        list.add("Students");
        list.add("Portal");
 
        // 显示列表
        System.out.println("The list is: " + list);
 
        // 使用iterator()方法为列表创建迭代器
        Iterator<String> iter = list.iterator();
 
        // 迭代遍历列表中的值
        System.out.println("\nThe iterator values" + " of list are: ");
        while (iter.hasNext()) {
            System.out.print(iter.next() + " ");
        }
    }
}

输出

The list is: [Geeks, for, Geeks, is, a, CS, Students, Portal]

The iterator values of list are: 
Geeks for Geeks is a CS Students Portal

集合的方法

方法	描述
add(E e)	确保此集合包含指定的元素（可选操作）。
addAll(Collection c) \| 将指定集合中的所有元素添加到此集合中（可选操作）。 clear() \| 从此集合中移除所有元素（可选操作）。 contains(Object o) \| 如果此集合包含指定的元素，则返回 true。 containsAll(Collection c)	如果此集合包含指定集合中的所有元素，则返回 true。
equals(Object o)	将指定对象与此集合进行比较以测试其相等性。
hashCode()	返回此集合的哈希码值。
isEmpty()	如果此集合不包含元素，则返回 true。
iterator()	返回在此集合中的元素上进行迭代的迭代器。
parallelStream()	返回一个可能并行的流，其源为此集合。
remove(Object o)	如果存在，则从此集合中移除指定元素的单个实例（可选操作）。
removeAll(Collection c) \| 移除与指定集合中包含相同元素的所有此集合中的元素（可选操作）。 removeIf(Predicate filter) \| 移除此集合中满足给定谓词的所有元素。 retainAll(Collection c)	仅保留此集合中包含在指定集合中的元素（可选操作）。
size()	返回此集合中元素的数量。
spliterator()	创建此集合中元素的 Spliterator。
stream()	返回一个序列流，其源为此集合。
toArray()	返回一个包含此集合中所有元素的数组。
toArray(IntFunction<T[]> generator)	使用提供的生成器函数来分配返回的数组，返回一个包含此集合中所有元素的数组。
toArray(T[] a)	返回一个包含此集合中所有元素的数组；返回数组的运行时类型为指定数组的类型。