java.util包之java.util.Collection介绍

java.util.Collection 接口介绍

java.util.Collection 是 Java 集合框架（Java Collections Framework, JCF）的根接口，定义了所有集合类（如 List、Set、Queue）的基本操作。它代表一组对象（元素），并提供了一系列方法来操作这些元素。

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1. Collection 的主要特点

• 存储一组对象（可以是任意类型，但通常使用泛型 <E> 指定元素类型）。
• 不直接实现，而是由子接口（如 List、Set、Queue）和具体类（如 ArrayList、HashSet、LinkedList）实现。
• 允许重复元素（但 Set 子接口不允许）。
• 可以包含 null 元素（但某些实现类如 TreeSet 不允许）。
• 不保证顺序（List 有序，Set 无序，Queue 按特定规则排序）。

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2. Collection 的子接口

子接口	特点	主要实现类
List	有序、可重复	ArrayList, LinkedList, Vector
Set	无序、不可重复	HashSet, LinkedHashSet, TreeSet
Queue	队列（FIFO）或优先队列	LinkedList, PriorityQueue, ArrayDeque
Deque（Queue 的子接口）	双端队列	ArrayDeque, LinkedList

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3. Collection 的常用方法

(1) 基本操作

方法	说明
boolean add(E e)	添加元素（成功返回 true，失败返回 false）
boolean remove(Object o)	删除元素（成功返回 true，否则 false）
boolean contains(Object o)	检查是否包含某个元素
int size()	返回元素个数
boolean isEmpty()	判断集合是否为空
void clear()	清空集合

(2) 批量操作

方法	说明
boolean addAll(Collection<? extends E> c)	添加另一个集合的所有元素（并集）
boolean removeAll(Collection<?> c)	删除另一个集合的所有元素（差集）
boolean retainAll(Collection<?> c)	仅保留另一个集合中也存在的元素（交集）
boolean containsAll(Collection<?> c)	检查是否包含另一个集合的所有元素

(3) 遍历操作

方法	说明
Iterator<E> iterator()	返回迭代器，用于遍历集合
Object[] toArray()	将集合转为数组
<T> T[] toArray(T[] a)	将集合转为指定类型的数组

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4. Collection 的使用示例

(1) 基本操作示例

Collection<String> names = new ArrayList<>();
names.add("Alice");
names.add("Bob");
names.add("Charlie");

System.out.println(names.contains("Bob"));  // true
System.out.println(names.size());          // 3
names.remove("Alice");
System.out.println(names);                 // [Bob, Charlie]

(2) 遍历集合

// 方式1：for-each 循环
for (String name : names) {
    System.out.println(name);
}

// 方式2：迭代器 Iterator
Iterator<String> it = names.iterator();
while (it.hasNext()) {
    System.out.println(it.next());
}

// 方式3：Java 8+ Stream API
names.stream().forEach(System.out::println);

(3) 集合运算（并集、交集、差集）

Collection<String> set1 = new HashSet<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));
Collection<String> set2 = new HashSet<>(Arrays.asList("B", "C", "D"));

set1.addAll(set2);      // 并集: A, B, C, D
set1.retainAll(set2);   // 交集: B, C
set1.removeAll(set2);   // 差集: A

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5. 注意事项

1. Collection 不是线程安全的，多线程环境下应使用：
   • Collections.synchronizedCollection() 包装
   • CopyOnWriteArrayList（适用于读多写少的场景）
   • ConcurrentHashMap 的 keySet() 或 ConcurrentLinkedQueue
2. Collection 不能存储基本类型（如 int、double），必须使用包装类（如 Integer、Double）。
3. Arrays.asList() 返回的是固定大小的 List，不能 add() 或 remove()。

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6. 总结

• Collection 是 Java 集合框架的根接口，定义了基本的集合操作。
• 主要子接口：List（有序可重复）、Set（无序不重复）、Queue（队列）。
• 常用实现类：ArrayList、HashSet、LinkedList、PriorityQueue。
• 核心方法：add()、remove()、contains()、size()、iterator()。
• 集合运算：addAll()（并集）、retainAll()（交集）、removeAll()（差集）。