關於 Java Collections API 你不知道的 5 件事（第 2 部分）

續集聚焦集合框架的進階陷阱與特性：List 與陣列語義差異、Iterator 隱藏能力、非集合 Iterable、可變鍵的 HashMap 陷阱、equals() 與 Comparable 的 Set 語義衝突。

1. List ≠ 陣列：順序 vs 位置

List 維護「插入順序」（Ordinal），刪除元素後續元素前移填補空位；陣列維護「固定位置」（Position），刪除實為覆蓋 null。

List list = new ArrayList<>(Arrays.asList("a","b","c"));
list.remove(1); // 刪除 "b"，list 變為 ["a","c"]，"c" 從位置2移到位置1
String[] arr = new String[]{"a","b","c"};
arr[1] = null;  // 陣列變為 ["a", null, "c"]，位置不變

2. Iterator 隱藏超能力

• 安全刪除：iterator.remove() 避免 ConcurrentModificationException
• ListIterator 雙向游標：hasPrevious()、previous()、add()、set()，支援滑動結果集、反向遍歷

3. 非集合也能 Iterable

實現 Iterable 介面，iterator() 返回按需生成元素的 Iterator，可用增強 for 遍歷文件、資料庫結果、網絡流等無限序列。

public static Iterable readLines(String filename) {
    return () -> new Iterator() {
        String line = readFirstLine();
        public boolean hasNext() { return line != null; }
        public String next() { String r=line; line=readNextLine(); return r; }
        public void remove() { throw new UnsupportedOperationException(); }
    };
}
// 使用：for (String line : readLines("big.log")) System.out.println(line);

優勢：不載入全文到記憶體。缺點：Iterator 結束前無法關閉底層資源。

4. 可變對象作 HashMap Key 的災難

若 Key 的 hashCode() 依賴可變字段，修改字段後 map.get(key) 返回 null，因雜湊桶位置已變。

Person p = new Person("Ted", "Neward", 39);
map.put(p, "value");
p.setLastName("Finkelstein"); // hashCode 改變
map.get(p); // 返回 null！物件在錯誤桶中

鐵律：絕不使用可變對象作 HashMap Key。

5. Set 的相等性：equals() vs Comparable

TreeSet 使用 Comparator/Comparable 判斷相等（compareTo==0），而非 equals()。兩者語義不同：

• 按姓氏排序時，不同人同姓 → compareTo==0 → 視為重複 → 僅保留一個
• 但 equals() 可能返回 false（完整屬性不同）

實現 Comparable 時必須確保 compareTo==0 ⇔ equals()，否則 Set 行為違反直覺。

下期預告

Concurrent Collections（java.util.concurrent），JDK 5 引入的併發集合金礦。