Java里集合框架包含哪些核心接口_Java集合整体结构说明

Java集合框架核心是Collection与Map两大继承分支：Collection下分List（有序可重复）、Set（无序不重复）、Queue（队列行为）；Map独立存在，强调键值映射与查找效率；Iterable/Iterator统一遍历机制。

Java集合框架的核心接口不是“一堆并列接口”，而是一个有明确继承关系和职责分工的结构：最顶层是 Collection 和 Map 两大分支，它们互不继承，解决的是两类根本不同的数据组织问题——单值聚合 vs 键值映射。

Collection 接口及其三大子接口

Collection 是单元素容器的根接口，但**它从不直接被实现类实现**，实际使用都落在它的三个子接口上：

• List：有序、可重复、支持按索引访问。典型实现有 ArrayList（数组，随机访问快）、LinkedList（链表，频繁增删快）
• Set：无序、不可重复（靠 equals() + hashCode() 判重）。常见实现：HashSet（哈希表，O(1) 查找）、TreeSet（红黑树，自动排序）、LinkedHashSet（保持插入顺序）
• Queue：专为“队列行为”设计，强调入队/出队操作。注意：PriorityQueue 不是先进先出，而是按优先级；ArrayDeque 是栈和队列的高效双端实现，比 Stack 更推荐

Map 接口：独立于 Collection 的键值体系

Map 不继承 Collection，这是初学者最容易误解的一点。它的核心契约是“键唯一、值可重复”，所有实现都围绕键的查找效率与顺序保证展开：

• HashMap：非线程安全，允许 null 键和值，JDK 8 后在冲突严重时自动转红黑树
• LinkedHashMap：在 HashMap 基础上维护插入或访问顺序，适合构建 LRU 缓存
• TreeMap：基于红黑树，按键自然序或自定义 Comparator 排序，key 不能为 null（除非比较器支持）
• ConcurrentHashMap：分段锁（JDK 7）或 CAS + synchronized（JDK 8+），高并发场景下替代 Hashtable

Iterable 和 Iterator：集合遍历的底层统一机制

所有 Collection 子接口都继承自 Iterable，这意味着它们都能用 for-each 循环。真正干活的是 Iterator：

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• 调用 collection.iterator() 返回一个 Iterator 实例
• hasNext() 和 next() 是基本操作；remove() 是唯一安全的删除方式（避免 ConcurrentModificationException）
• forEachRemaining(Consumer)（JDK 8+）可批量消费剩余元素，比 while 循环更简洁

容易被忽略的关键细节

很多问题其实卡在边界逻辑上：

• Collection.isEmpty() 比 size() == 0 更安全——某些懒加载集合（如 MyBatis 返回的延迟集合）可能未初始化就调 size() 报 NPE
• Arrays.asList() 返回的是固定大小列表，不支持 add() / remove()，要扩容必须包装成 new ArrayList(...)
• HashMap 的初始容量设为 2 的幂次（如 16），能减少哈希冲突；负载因子 0.75 是时间与空间的折中，盲目调低会导致频繁扩容
• TreeSet 和 TreeMap 要求元素必须可比较，否则运行时报 ClassCastException，不是编译错误

Set set = new HashSet<>();
set.add("a");
set.add("b");
// 下面这行不会报错，但也不会改变集合内容
set.add("a"); // 重复元素被忽略

Map map = new HashMap<>();
map.put("key1", 100);
map.put("key2", 200);
// key 重复时，新 value 覆盖旧 value
map.put("key1", 300); // 此时 "key1" 对应 300

结构清晰不等于使用无坑，真正难的是在具体场景里判断该用 LinkedHashSet 还是 TreeSet，该让 HashMap 初始化容量还是交给默认，这些决策背后都是对数据特征和操作模式的判断。