数据结构与算法中，Collection接口有哪些具体应用场景？

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Java集合框架+数据结构是以某种形式将数据组织在一起的集合（collection）。数据结构不仅存储数据，还支持访问和处理数据的操作。在面向对象的思想中，一种数据结构也被视为一个容器。

Java合集框架

数据结构是以某种形式将数据组织在一起的合集（collection）。数据结构不仅存储数据，还支持访问和处理数据的操作

在面向对象的思想里，一种数据结构也被认为是一个容器（container）或者容器对象（container object），它是一个能存储其他对象的对象，这里的其他对象常被称为数据或者元素

定义一种数据结构从实质上讲就是定义一个类。数据结构类应该使用数据域存储数据，并提供方法支持查找、插入和删除等操作

Java 提供了很多能有效地组织和操作数据的数据结构。这些数据结构通常称为Java合集框架（Java Collections Framework）

Collection接口

Collection接口为线性表、向量、栈、队列、优先队列以及集合定义了共同的操作

Set和List是Collection的子接口

下面是实现Collection的子接口、实现子接口的抽象类以及后面的具体类

Collection接口中定义了以下方法：

方法及返回类型

描述

​​add(o: E) : boolean​​

添加一个新的元素 o 到合集中

​​addAll(c: Collection<? extends E>) : boolean​​

将合集 c 中的所有元素添加到该合集中

​​clear() : void​​

从该合集删除所有元素

​​contains(o: Object) : boolean​​

如果该合集包含元素 o，则返回 true

​​containsAll(c : Collection<?>) : boolean​​

如果该合集包含 c 中所有的元素，则返回 true

​​equals(o: Object) : boolean​​

如果该合集等同于另外一个合集 o，则返回 true

​​hashCode() : int​​

返回该合集的哈希码

​​isEmpty() : boolean​​

如果该合集没有包含元素，则返回 true

​​remove(o: Object) : boolean​​

从该合集中移除元素 o

​​removeAll(c: Collectioin<?>) : boolean​​

从该合集中移除 c 中的所有元素

​​retainAll(c: Collectioin<?>) : boolean​​

保留同时位于 c 和该合集中的元素

​​size() : int​​

返回该合集中的元素数目

​​toArray() : Object[]​​

为该合集中的元素返回一个 Object 数组

Collection接口提供了在集合中添加与删除元素的基本操作。add方法给合集添加一个元素，addAll方法把指定合集中的所有元素添加到这个合集中，remove方法从元素中删除一个元素，removeAll方法从这个合集中删除指定合集中的所有元素，retainAll方法保留既出现在这个合集中也出现在指定合集中的元素。所有这些方法都返回boolean值，如果执行方法改变了这个合集，那么返回值为true。clear方法简单地移除合集中的所有元素

方法addAll、removeAll、retainAll类似于集合上的并、差、交运算

Collection接口提供了多种查询操作，方法size返回合集中元素的个数，方法contains检测合集中是否包含指定的元素，方法containsAll检测这个合集中是否包含指定合集中的所有元素。如果合集为空，方法isEmpty返回true

Collection接口的toArray方法返回一个合集的数组表

迭代器

每种合集都是可迭代的（Iterable），可以获得合集的Iterator对象来遍历合集中的所有元素

Iterator是一种经典的设计模式，用于在不需要暴露数据是如何保存在数据结构的细节的情况下，来遍历一个数据结构

Iterable接口中定义了以下方法：

方法及返回类型

描述

​​iterator() : Iterator<E>​​

为该合集中的元素返回一个迭代器

Iterator接口中定义了以下方法：

方法及返回类型

描述

​​hasNext() : boolean​​

如果该迭代器还要遍历更多元素，则返回 true

​​next() : E​​

返回该迭代器中的下一个元素

​​remove() : void​​

移除使用 next 方法获取的上一个元素

Collection接口继承自Iterable接口，Iterable接口定义了iterator方法，该方法会返回一个迭代器

而Iterator接口为遍历各种类型的合集中的元素提供了一种统一的方法，Iterator接口中的iterator()方法会返回一个Iterator的实例，这个实例可以使用next()方法对合集中的元素进行顺序访问，使用hasNext()方法来检测迭代器中是否还有更多的元素，以及使用remove()方法来移除迭代器返回的最后一个元素

写一个案例感受一下迭代器的魅力

import java.util.ArrayList;import java.util.Collection;import java.util.Iterator;public class TestIterator { public static void main(String[] args) { Collection<String> collection = new ArrayList<>(); collection.add("Hello"); collection.add("World"); collection.add("Java"); //遍历方法一 Iterator<String> iterator = collection.iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println(iterator.next().toUpperCase()); } //遍历方法二 for (String c : collection) { System.out.println(c.toUpperCase()); } }}

运行结果如下