轻松解读源码系列之Java集合接口ampampamp抽象类（

　　大家好，我是程序员xiao熊，本篇内容将为大家分享Java集合的主要接口和抽象类；这些接口和抽象类是Java集合框架的基础，为具体的子类实现提供了规范以及基础实现，降低了子类实现的成本；
　　Java集合的底层接口主要分为两个：Map和Collection；其对应的继承结构图如下所示；本篇内容主要是对Map、Collection、Iterable这三个接口以及其中的部分默认方法进行讲解，其他的接口和抽象类将在后续的文章中进行讲解，会按照Map和Collection体系分别讲解，并且尽量按照图中的层次从上至下，一层层讲解；
　　Collection体系继承结构图
　　Map体系继承结构图1、Iterable接口
　　Iterable接口相对简单，实现这个接口的对象，可以使用foreach循环语句，也可以通过iterator遍历元素1。1方法说明
　　defaultvoidforEach（Consumerlt；？superTaction）
　　对Iterable对象的每个元素执行指定的操作（action），直到所有元素都处理完毕或操作（action）抛出异常（异常抛给调用者）
　　Iteratoriterator（）
　　返回类型为T的元素的迭代器，T是集合元素的类型
　　defaultSpliteratorspliterator（）
　　返回Spliterator对象2、Collection接口
　　集合是一组对象，对象就是集合里面的元素；在JDK中，Collection是集合对应的实现，是集合框架结构中的根接口，它提供了集合应该具备的操作规范（方法）；在集合的具体实现类中，有些集合允许重复元素，有些则不允许，有些是有序的，有些是无序的，具体取决于实现类。JDK中的具体实现类并没有直接实现这个接口，因为JDK根据场景提供了更具体的子接口，如Set和List。实现类都是实现这些具体的接口或者对应的抽象方法。Collection这个接口通常用于传递集合，并在需要最大通用性的情况下对集合进行操作。
　　集合规范中提到，Collection的实现类一般可以提供两个构造函数
　　1。无参构造函数：创建一个空的集合
　　2。入参类型是Collection的构造函数：目的是创建一个包含入参集合元素的集合（即复制入参集合）
　　Collection的具体实现类根据场景，在实现Collection接口的方法时，会抛出一些异常，具体如下：
　　1。如果collection的实现类不支持的操作，则实现类在方法体中需要抛出UnsupportedOperationException异常
　　2。Collection的不同实现类对元素类型可能会有限制，例如不能null，或者只接受指定的元素类型；因此可能会抛出非检查异常，例如：NullPointerException或ClassCastException；添加不符合的元素时，可能抛出异常，可能执行成功（只是方法执行成功），但是元素并不会进入到集合中；对于查询不符合条件的元素，会直接返回false
　　3。Collection默认不支持同步控制，实现类可以自行指定具体使用的同步控制策略；
　　4。默认方法实现（继承的或其他方式）没有使用任何同步协议。如果集合的实现类需要使用同步协议，那么它必须覆盖默认方法的实现以使用同步协议。
　　使用的注意事项：
　　集合的元素需要注意，如果元素直接或者间接包含了自身引用，则某些对集合执行递归遍历的操作可能会失败（抛出异常），例如clone（）、equals（）、hashCode（）和toString（）方法。具体示例如下：集合元素publicclassSelfRef｛SelfRefselfRef；publicSelfRefgetSelfRef（）｛returnselfRef；｝publicvoidsetSelfRef（SelfRefselfRef）｛this。selfRefselfRef；｝OverridepublicStringtoString（）｛returnselfRef。toString（）；｝｝集合操作示例代码ArrayListSelfRefselfRefListnewArrayList（）；SelfRefselfRefnewSelfRef（）；selfRef。setSelfRef（selfRef）；selfRefList。add（selfRef）；selfRef。toString（）；抛出异常2。1、方法说明booleanadd（Ee）
　　添加元素到集合中booleanaddAll（Collectionlt；？extendsEc）
　　添加一个集合中的元素到当前集合中voidclear（）
　　清除集合中的元素booleancontains（Objecto）
　　判断集合是否包含指定的对象booleancontainsAll（Collectionlt；？c）
　　判断是否包含指定集合中所有的元素booleanequals（Objecto）
　　判断是否与指定的对象相等inthashCode（）
　　返回集合的hash码booleanisEmpty（）
　　判断集合是否为空Iteratoriterator（）
　　返回包含元素的iterator对象defaultStreamparallelStream（）
　　返回并发执行的流对象（这是默认方法，已有具体逻辑）booleanremove（Objecto）
　　删除指定的元素booleanremoveAll（Collectionlt；？c）
　　删除存在于指定集合中所有的元素defaultbooleanremoveIf（Predicatelt；？superEfilter）
　　根据谓词对象删除符合条件的元素（这是默认方法，已有逻辑）booleanretainAll（Collectionlt；？c）
　　保留存在于指定集合中的所有元素intsize（）
　　返回返回集合中元素的数量defaultSpliteratorspliterator（）
　　返回包含元素的spliterator对象（这是默认方法，已有逻辑）defaultStreamstream（）
　　返回包含元素的流对象（这是默认方法，已有逻辑）Object〔〕toArray（）
　　将元素以Object数组形式返回，返回的数组与集合互不影响
　　T〔〕toArray（T〔〕a）
　　返回指定类型的数组，返回的数组与集合互不影响2。2、方法解析
　　对于Collection接口，本小节对removeIf方法进行分析说明，该方法是删除集合中符合谓词表达式的元素；其业务逻辑过程如下
　　1。谓词对象非空校验
　　2。获取迭代器iterator
　　3。利用while循环和iterator遍历链表的中的元素
　　4。利用谓词对象的test方法验证元素是否符合谓词表达式，符合，则利用iterator删除该元素，然后返回步骤3，进行下一轮循环；
　　removeIf方法具体代码如下：defaultbooleanremoveIf（Predicatelt；？superEfilter）｛1。谓词对象非空校验Objects。requireNonNull（filter）；booleanremovedfalse；2。获取迭代器iteratofinalIteratorEeachiterator（）；3。利用while循环和iterator遍历链表的中的元素while（each。hasNext（））｛4。利用谓词对象的test方法验证元素是否符合谓词表达式，符合，则利用iterator删除该元素，然后返回步骤3，进行下一轮循环if（filter。test（each。next（）））｛each。remove（）；removedtrue；｝｝returnremoved；｝3、Map
　　Map是将key和value进行映射的对象；一个Map对象不能包含重复的key值，一个key最多只能映射到一个value，即key与value是一一对应的；Map接口的出现是对抽象类Dictionary的替代；
　　Map接口提供了三个视图：key的集合视图，value的集合视图，keyvalue映射关系的集合视图；Map的顺序是指Map集合视图中迭代器返回元素的顺序。有些Map接口的实现类会明确指定元素的顺序，比如TreeMap类；其他实现类则不一定能够保证元素的顺序是固定的，如HashMap类。
　　集合规范中提到，Map实现类一般可以提供两个构造函数：
　　1。无参构造函数，用于创建一个空的Map；
　　2。只有一个Map类型的参数的构造函数：用于创建一个新的Map，其keyvalue的映射关系与参数Mapd对象相同。实际上是允许用户复制任何Map，生成一个等效的Map。
　　Map的实现类根据不同的场景使用不同的实现策略，总体原则如下：
　　1。如果不支持修改Map的方法，则在操作修改Map的方法时，会抛出UnsupportedOperationException异常。
　　2。有些Map的实现对包含的key和value有限制。例如，有些实现类禁止空的key和空value，有些实现类对key的类型有限制。尝试插入不符合条件的key或value会抛出未检异常，通常是NullPointerException或ClassCastException。查询不符合条件的key或value可能会抛出异常，也可能直接返回false。更一般地说，如果对不符合条件的key或value进行操作，而操作可能会抛出异常，也可能会成功，这取决于实现方式；但操作无论成功还是失败都不会导致不符合条件的元素插入到Map中，则这种异常在此接口的规范中标记为可选。
　　使用中的注意事项：
　　1。如果使用可变对象作为Map的键，则必须要注意。因为如果一个对象的值发生了改变（这个会影响equals方法的比较结果），而该对象是Map中的key，那么Map的行为将会变得不确定。还有一个特殊情况是，不允许Map将自身作为key。虽然Map允许将自身包含为一个value，但我们要特别小心：equals和hashCode方法的定义已经不适用这样的Map了。
　　2。一些对Map进行递归遍历的操作可能会失败，当map直接或间接包含自己时，会出现自引用实例的异常。其中包括clone（）、equals（）、hashCode（）和toString（）方法。具体如下：元素publicclassSelfRef｛SelfRefselfRef；publicSelfRefgetSelfRef（）｛returnselfRef；｝publicvoidsetSelfRef（SelfRefselfRef）｛this。selfRefselfRef；｝OverridepublicStringtoString（）｛returnselfRef。toString（）；｝｝示例代码MapString，SelfRefselfRefMapnewHashMap（）；selfRefMap。put（selfRef，selfRef）；selfRefMap。toString（）；抛出异常3。1、方法说明voidclear（）
　　清除Map中的元素defaultVcompute（Kkey，BiFunctionlt；？superK，？superV，？extendsVremappingFunction）
　　尝试为指定的key及其当前的value（如果key不在Map中则value为空）计算新的value值；如果key在Map中，并且新的value不为空，则更新value值，否则删除key对应元素
　　如果Key不在Map中，新的value不为空，则将key和新的value加入到Map中，如果新的value为空，则Map保持不变defaultVcomputeIfAbsent（Kkey，Functionlt；？superK，？extendsVmappingFunction）
　　为指定的key计算新的value值；如果key不在Map中，或则映射到null，并且新的value不为null，则加入Map；否则Map保持不变defaultVcomputeIfPresent（Kkey，BiFunctionlt；？superK，？superV，？extendsVremappingFunction）
　　为指定的key计算新的value值；如果key在Map中，并且对应的value不为空；在新的value不为null时，则Map中key对应的value；否则删除Map中的keybooleancontainsKey（Objectkey）
　　判断是否包含指定的keybooleancontainsValue（Objectvalue）
　　判断是否包含指定的valueSetMap。EntryK，VentrySet（）
　　返回keyvalue对象的集合视图booleanequals（Objecto）
　　判断当前Map是否等于指定的对象defaultvoidforEach（BiConsumerlt；？superK，？superVaction）
　　循环对元素执行指定的操作actionVget（Objectkey）
　　获取指定key对应的value，如果key不存在，则返回nulldefaultVgetOrDefault（Objectkey，VdefaultValue）
　　获取指定key对应的value，如果key不存在，则返回指定的默认值defaultValueinthashCode（）
　　返回Map的hashcodebooleanisEmpty（）
　　判断Map是否为空，但map为null，则会抛出异常
　　SetkeySet（）
　　返回Key对象的集合视图
　　defaultVmerge（Kkey，Vvalue，BiFunctionlt；？superV，？superV，？extendsVremappingFunction）
　　计算key对应的value值，如果原的value为null或者key不存在，则将参数的value作为key的新value；如果key对应的原value不为空，则通过remappingFunction重新计算新的value值，如果新的value值不为空，则更新key的value值或者将key添加至集合中，如果新的value为空，则删除key对应的元素
　　Vput（Kkey，Vvalue）
　　将Key与value进行关联
　　VoidputAll（Maplt；？extendsK，？extendsVm）
　　将入参Map中keyvalue对象复制到当前的Map中
　　defaultVputIfAbsent（Kkey，Vvalue）
　　为当前存在于Map中的key关联新的value值
　　Vremove（Objectkey）
　　删除指定的key对应的元素
　　defaultBooleanremove（Objectkey，Objectvalue）
　　删除Map中key和value与指定的key和value匹配的元素
　　defaultVreplace（Kkey，Vvalue）
　　替换key对应的value，如果key不存在，则不操作
　　defaultBooleanreplace（Kkey，VoldValue，VnewValue）
　　如果key的原value与入参oldvalue匹配，则替换key的value为newValue，如果不满足，则不操作
　　defaultvoidreplaceAll（BiFunctionlt；？superK，？superV，？extendsVfunction）
　　将Map中所有的key的value进行更新，新的value由入参指定的函数确定
　　Intsize（）
　　返回Map中元素刷领
　　Collectionvalues（）
　　返回value的集合视图3。2、方法解析
　　jdk1。8开始，接口允许默认方法有方法，本小节针对以下几个默认方法进行讲解分析：
　　1。compute（）
　　2。computeIfAbsent（）
　　3。computeIfPresent（）
　　4。merge（）3。2。1、Compute方法
　　Compute方法是根据当前的key以及对应value，利用remappingFunction对象计算新的value值，具体业务逻辑如下：
　　1。remappingFunction对象的非空校验，remappingFunction对象是用于计算新的value的值
　　2。根据key获取对应的value
　　3。根据key、原有的value（oldValue），通过remappingFunction的apply方法计算新的value值
　　4。新的value值（newValue）等于null，
　　4。1。如果key存在于Map中，则需要删除key对应的元素，返回null；
　　4。2。如果key不在Map中，则不处理，Map保持不变，返回null；
　　5。新的value值不等于null，则将key和新的value值存入Map中，返回新的value值
　　代码如下：defaultVcompute（Kkey，BiFunctionlt；？superK，？superV，？extendsVremappingFunction）｛1。remappingFunction对象的非空校验，remappingFunction对象是用于计算新的value的值Objects。requireNonNull（remappingFunction）；2。根据key获取对应的valueVoldValueget（key）；3。根据key、原有的value（oldValue），通过remappingFunction的apply方法计算新的value值VnewValueremappingFunction。apply（key，oldValue）；4。新的value值（newValue）等于nullif（newValuenull）｛4。1如果key存在于Map中，则需要删除key对应的元素，返回null；if（oldValue！nullcontainsKey（key））｛somethingtoremoveremove（key）；returnnull；｝else｛4。2如果key不在Map中，则不处理，Map保持不变，返回null。returnnull；｝｝else｛5。新的value值不等于null，则将key和新的value值存入Map中，返回新的value值addorreplaceoldmappingput（key，newValue）；returnnewValue；｝｝3。2。2、computeIfAbsent
　　computeIfAbsent与Compute类似，在新的value值不为null的前提下，只有在key不存在Map中，或者key对应的原value为null时，才会更新key的value值为新的值；具体业务逻辑如下：
　　1。mappingFunction对象的非空校验，mappingFunction对象是用于计算新的value的值
　　2。根据key获取对应的value
　　3。如果value为null（表示key不存在，或者对应的value为null），则根据key，通过mappingFunction的apply方法计算新的value值
　　4。新的value值（newValue）不等于null，则将key和新的value值存入Map中，返回新的value值
　　代码如下：defaultVcomputeIfAbsent（Kkey，Functionlt；？superK，？extendsVmappingFunction）｛1。mappingFunction对象的非空校验Objects。requireNonNull（mappingFunction）；Vv；2。根据key获取对应的valueif（（vget（key））null）｛VnewValue；3。如果value为null（表示key不存在，或者对应的value为null），则根据key，通过mappingFunction的apply方法计算新的value值if（（newValuemappingFunction。apply（key））！null）｛4。新的value值（newValue）不等于null，则将key和新的value值存入Map中，返回新的value值put（key，newValue）；returnnewValue；｝｝returnv；｝3。2。3、computeIfPresent
　　computeIfPresent与Compute类似，在key存在Map中的前提下，新的value不为null时，才会更新key的value值为新的值，新的value为null时，删除key对应的元素；具体业务逻辑如下：
　　1。remappingFunction对象的非空校验，remappingFunction对象是用于计算新的value的值
　　2。根据key获取对应的value
　　3。如果原有的value不为null，才处理新的值
　　3。1。根据key、原有的value（oldValue），通过remappingFunction的apply方法计算新的value值
　　3。2。新的value值不等于null，则将key和新的value值存入Map中，返回新的value值
　　3。3。新的value值（newValue）等于null，则需要删除key对应的元素，返回null；
　　4。如果原有的value为null，或者key不存在，则不做任何操作，直接返回nulldefaultVcomputeIfPresent（Kkey，BiFunctionlt；？superK，？superV，？extendsVremappingFunction）｛1remappingFunction对象的非空校验Objects。requireNonNull（remappingFunction）；VoldValue；2根据key获取对应的value3如果原有的value不为null，才处理新的值if（（oldValueget（key））！null）｛3。1根据key、原有的value（oldValue），通过remappingFunction的apply方法计算新的value值VnewValueremappingFunction。apply（key，oldValue）；3。2新的value值不等于null，则将key和新的value值存入Map中，返回新的value值if（newValue！null）｛put（key，newValue）；returnnewValue；｝else｛3。3新的value值（newValue）等于null，则需要删除key对应的元素，返回null；remove（key）；returnnull；｝｝else｛4如果原有的value为null，或者key不存在，则不做任何操作，直接返回nullreturnnull；｝｝3。2。4、merge
　　merge方法生成value的方式比之前的所有类似；计算新的value由两种方式将入参的第二个参数作为新的value值根据第二个参数value和原value，利用remappingFunction对象计算新的value的值
　　具体业务逻辑过程如下：
　　1。remappingFunction对象的非空校验
　　2。方法的value对象（第二个参数）的非空校验
　　3。根据key获取对应的原value
　　4。如果原value为null，则取入参的第二个参数value作为新的值；如果原有的value不为null，则使用原有的value、入参的value（第二个参数），通过remappingFunction计算新的value
　　5。如果新的value为null，将key从Map中删除，返回新的value值（为null）
　　6。如果新的value不为null，将key和新的value值存入Map中，返回新的value值
　　具体代码如下：defaultVmerge（Kkey，Vvalue，BiFunctionlt；？superV，？superV，？extendsVremappingFunction）｛1remappingFunction对象的非空校验Objects。requireNonNull（remappingFunction）；2方法的value对象（第二个参数）的非空校验Objects。requireNonNull（value）；3根据key获取对应的原valueVoldValueget（key）；4如果原value为null，则取入参的第二个参数value作为新的值；如果原有的value不为null，则使用原有的value、入参的value（第二个参数），通过remappingFunction计算新的valueVnewValue（oldValuenull）？value：remappingFunction。apply（oldValue，value）；5。如果新的value为null，将key从Map中删除，返回新的新的value值if（newValuenull）｛remove（key）；｝else｛6。如果新的value不为null，将key和新的value值存入Map中，返回新的value值put（key，newValue）；｝returnnewValue；｝
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