一、图示
二、方法定义
我们先想一想，公司如果要我们自己去封装一些操作数组或者链表的工具类，我么需要封装哪些功能呢？不妨就是统计其 大小，增删改查、清空或者是查看否含有某条数据等等。而collection接口就是把这些通常操作提取出来，使其更全面、更通用，那现在我们就来看看其源码都有哪些方法。
//返回集合的长度，如果长度大于Integer.MAX_VALUE，返回Integer.MAX_VALUE
int size();
//如果集合元素总数为0，返回true
boolean isEmpty();
//判断集合中是否包含指定的元素，其依据是equals()方法
boolean contains(Object o);
//返回一个包含集合中所有元素的数组
Object[] toArray();
//与上个类似，只是增加了类型的转换
<T> T[] toArray(T[] a);
//向集合中加入一个元素，如果成功加入则返回true，如果加入失败，或者因集合本身已经包含同个元素而不再加入时，返回false
boolean add(E e);
//从集合中删除指定元素的单个实例
boolean remove(Object o);
//如果集合包含指定集合中的所有元素，返回true
boolean containsAll(Collection<?> c);
//把指定集合中的所有元素添加到集合中，但在此期间，如果指定的集合发生了改变，可能出现意想不到的事情
boolean addAll(Collection<? extends E> c);
//从集合中删除所有包含在指定集合中的元素
boolean removeAll(Collection<?> c);
//仅保留集合中包含在指定集合中的元素
boolean retainAll(Collection<?> c);
//清空集合
void clear();
//将此方法抽象，是保证所有子类都覆写此方法，以保证equals的正确行为
boolean equals(Object o);
//同上
int hashCode();
//这个方法在JDK1.8中提供了默认的实现，会使用Iterator的形式删除符合条件的元素
default boolean removeIf(Predicate<? super E> filter){
Objects.requireNonNull(filter);
boolean removed = false;
final Iterator<E> each = iterator();
while (each.hasNext()) {
if (filter.test(each.next())) {
each.remove();
removed = true;
}
}
return removed;
}
三、超级实现类 AbstractCollection
通过以上的学习，我们可以知道在collection接口中，有很多通用的方法，根据现有的定义以及继承的Iterable接口，都可以在抽象方法中实现，这样就可以减少具体实现类需要实现的方法，所以就有了这么一个类–AbstractCollection。
首先我们来看看api文档对这个类的大概描述：
如果要实现一个不可修改的集合，只需要重写Iterator和size接口就可以了，并且返回的Iterator需要实现hasNext和Next。而要实现一个可以修改的集合，还必须重写add方法，返回的Iterator还要实现remove接口。
接下里我们来看看其方法定义
//这个毫无疑问，是可以直接获取的
public boolean isEmpty() {
return size() == 0;
}
//这个方法因为Iterator的存在，可以进行一致性封装，这里需要注意的是对象的比较是通过equals方法，因为调用到了it.next()与it.hasNext()，这也是为什么文档注释会写实现集合类需要重写Iterator的这两个方法。
public boolean contains(Object o) {
Iterator<E> it = iterator();
if (o==null) {
while (it.hasNext())
if (it.next()==null)
return true;
} else {
while (it.hasNext())
if (o.equals(it.next()))
return true;
}
return false;
}
//和contains类似，也是通过Iterator实现的，但其会调用it.remove()方法，这也是为什么文档注释会写实现可以修改的集合类时需要重写Iterator的remove方法。
public boolean remove(Object o) {
//...省略，这里调用了it.remove()方法
}
还有很多方法也用到了iterator的特性，例如containAll、addAll等等，这里就不一 一说明了。
除此之外，还有一个toArray方法，方法实现还有一些略微不同：
//这个实现相对复杂一些，可以看到扩容最主要的手段是Arrays.copyOf()方法，
//也就是需要将原数组通过复制到新的数组中来实现的。
//注意这里返回的顺序和Iterator顺序一致
//在这里实现是为了方便不同具体实现类互相转换，我们在后续会多次见到此方法
public Object[] toArray() {
//先根据当前集合大小声明一个数组
Object[] r = new Object[size()];
Iterator<E> it = iterator();
for (int i = 0; i < r.length; i++) {
//集合元素没那么多，说明不需要那么大的数组
if (! it.hasNext())
return Arrays.copyOf(r, i); //仅返回赋完值的部分
r[i] = it.next();
}
//元素比从size()中获取的更多，就需要进一步调整数组大小
return it.hasNext() ? finishToArray(r, it) : r;
}
private static <T> T[] finishToArray(T[] r, Iterator<?> it) {
//记录当前大小
int i = r.length;
while (it.hasNext()) {
int cap = r.length;
//r的长度不够，继续分配
if (i == cap) {
//扩充方式为cap+cap/2+1，也就是1.5倍扩容
int newCap = cap + (cap >> 1) + 1;
// 超过了最大容量，MAX_ARRAY_SIZE=Integer.MAX_VALUE-8
if (newCap - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
//重新设置cap的值
newCap = hugeCapacity(cap + 1);
//对r进行扩容
r = Arrays.copyOf(r, newCap);
}
//赋值，进入下一轮循环
r[i++] = (T)it.next();
}
// 由于之前扩容是1.5倍进行的，最后再将其设置到和r实际需要的相同
return (i == r.length) ? r : Arrays.copyOf(r, i);
}
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // 超过了最大正整数，也就是负数
throw new OutOfMemoryError
("Required array size too large");
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
//和toArray()方法类似，就不再赘述，具体可以查看源码
public <T> T[] toArray(T[] a) {
//...
}
除了这些，我们再来看看AbstractCollection是怎么实现toString方法的吧+
其是通过StringBuilder拼接了每个元素的toString完成的，不是很复杂。
我们来看看源码吧
public String toString() {
Iterator<E> it = iterator();
if (! it.hasNext())
return "[]";
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append('[');
for (;;) {
E e = it.next();
sb.append(e == this ? "(this Collection)" : e);
if (! it.hasNext())
return sb.append(']').toString();
sb.append(',').append(' ');
}
}
