Java 集合框架核心筆記（一）：Collection 體系、常用方法與迭代器模式

一、集合為何而生？

對象封裝數據，對象多了需存儲。若對象數量不確定，數組固定長度不再適用，集合容器應運而生。

二、集合三大特點

1. 存儲對象（引用）的容器。
2. 長度可變，動態擴容。
3. 不可直接存儲基本類型（需自動裝箱為包裝類）。

三、集合框架頂層設計

因內部數據結構不同（數組、鏈表、紅黑樹、哈希表…），衍生出多種具體容器。向上抽象，頂層接口為 Collection。

四、Collection 接口核心方法分類

1. 添加

• boolean add(E e)：單個添加
• boolean addAll(Collection<? extends E> c)：批量添加

2. 刪除

• boolean remove(Object obj)：刪除指定元素
• boolean removeAll(Collection<?> c)：刪除交集（從調用者中移除與參數集合相同的元素）
• void clear()：清空

3. 判斷

• boolean contains(Object obj)：包含單個
• boolean containsAll(Collection<?> c)：包含全部
• boolean isEmpty()：是否為空

4. 獲取與遍歷

• int size()：元素個數
• Iterator<E> iterator()：統一遍歷入口，返回迭代器對象（內部類實現，屏蔽底層數據結構差異）。

迭代器像「抓娃娃機的夾子」：統一操作接口，屏蔽底層細節。

5. 其他

• boolean retainAll(Collection<?> c)：保留交集（與 removeAll 相反）
• Object[] toArray()：轉數組

五、Iterator 接口：遍歷的統一協議

public interface Iterator<E> {
    boolean hasNext();  // 是否有下一個
    E next();           // 獲取下一個並移動游標
    void remove();      // 刪除上次 next() 返回的元素（可選操作）
}

所有 Collection 實現類必須提供自帶的 Iterator 實現，保證遍歷行為正確。

六、學習建議

• 先掌握 Collection 共性 API，再深入 List、Set、Queue 子體系差異。
• 理解「接口驅動設計」：代碼面向 Collection/List/Set 編程，具體實現（ArrayList/HashSet…）在構造時注入。