Java 抽象資料型態（ADT）與集合框架實戰指南

ADT 核心觀念

抽象資料型態（ADT）僅定義「資料型態」與「可執行操作」，隱藏實作細節。Java 以 interface 定義操作契約，類別實作介面即可滿足契約，呼叫端不依賴具體實作。

經典 ADT：List、Stack、Queue

• List：有限有序元素，支援隨機存取。
• Stack：後進先出（LIFO），僅操作堆疊頂端。
• Queue：先進先出（FIFO），尾端加入、頭端取出。

內部可用陣列或鏈結串列實作，對外介面不變，利於維護與升級。

Java Collections Framework 架構

核心介面體系

• Collection：根介面，定義 add、remove、iterator 等基本操作。
• Iterator：hasNext、next、remove，安全遍歷與移除。
• AbstractCollection：提供除 iterator/size 外的預設實作。

List 介面與實作

• List 繼承 Collection，允許重複元素，支援索引操作（get、set、add(index, e)）。
• ListIterator：雙向遍歷，支援修改。
• 兩大實作：ArrayList（動態陣列，隨機存取快）、LinkedList（雙向鏈結，頭尾增刪快，可作 Stack/Queue）。

程式範例：反向遍歷 List

ListIterator iter = aList.listIterator(aList.size());
while (iter.hasPrevious())
    System.out.println(iter.previous().toString());

Stack/Queue 替代方案

LinkedList queue = new LinkedList(coll);
queue.addFirst(elem);  // 入隊
Object e = queue.removeLast(); // 出隊

LinkedList stack = new LinkedList(coll);
stack.addFirst(elem);  // push
Object e = stack.removeFirst(); // pop

介面與實作分離的威力

ADT 讓實作細節可演進而不影響呼叫端。Collections Framework 提供豐富介面與實作，助您建構彈性、可維護的資料結構。