Collection

Определение

java.util.Collection<E> — корневой интерфейс для контейнеров, которые представляют группу элементов. От него наследуются List, Set и Queue. Интерфейс Map стоит отдельно: карта хранит пары «ключ — значение», а не просто элементы.

public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
    int size();
    boolean isEmpty();
    boolean contains(Object value);
    boolean add(E value);
    boolean remove(Object value);
    Iterator<E> iterator();
    // bulk-операции, массивы, Stream API и другие методы
}

Программировать через Collection полезно, когда вызывающему коду не нужны порядок, индекс или уникальность:

int countLongNames(Collection<String> names) {
    int count = 0;
    for (String name : names) {
        if (name.length() >= 8) {
            count++;
        }
    }
    return count;
}

Метод примет и список, и множество. Если контракт требует сохранить порядок или дубликаты, тип Collection уже слишком общий — нужен List.

Основные группы операций

Группа	Методы	Смысл
Состояние	size, isEmpty, contains	узнать размер и проверить наличие
Изменение	add, remove, clear	изменить содержимое
Массовые операции	addAll, removeAll, retainAll, containsAll	работать с другой коллекцией
Обход	iterator, forEach, spliterator	последовательно обработать элементы
Представление	toArray	получить массив
Поток	stream, parallelStream	построить конвейер Stream API

Часть операций является необязательной. Немодифицируемая коллекция может реализовать add и remove выбрасыванием UnsupportedOperationException. Поэтому тип Collection<E> сам по себе не обещает возможность изменения.

Collection и Collections

• Collection — интерфейс экземпляра коллекции.
• Collections — утилитный класс со статическими алгоритмами и фабриками: сортировка, поиск, перестановка, немодифицируемые представления и другие операции.

List<Integer> numbers = new ArrayList<>(List.of(3, 1, 2));
Collections.sort(numbers);
Collection<Integer> readOnlyView = Collections.unmodifiableCollection(numbers);

unmodifiableCollection создаёт представление, а не копию. Изменения исходной коллекции будут видны через него. Для независимого неизменяемого снимка обычно создают копию, например List.copyOf(source).

Инварианты и ловушки

• contains и remove(Object) обычно опираются на equals; для хеш-реализаций важен также hashCode.
• Во время обхода нельзя произвольно менять обычную коллекцию через неё саму: используйте Iterator.remove, специальную concurrent-реализацию или сначала соберите изменения.
• size() у большинства коллекций — O(1), но интерфейс не задаёт алгоритмическую сложность.
• Допустимость null, порядок обхода и потокобезопасность определяет конкретная реализация.
• remove(1) у List<Integer> удаляет элемент по индексу; для удаления значения нужен remove(Integer.valueOf(1)).

Вопросы на собеседовании

1. Почему Map не наследует Collection?
2. Чем Collection отличается от Collections?
3. Что означает «необязательная операция» в контракте коллекции?
4. Чем немодифицируемое представление отличается от неизменяемой копии?
5. Когда параметр метода стоит объявлять как Collection, а когда как List?

Связанные заметки

Иерархия коллекций · List · Set · Queue and Deque · Map · Iterable · Equals и hashCode