面试题：Java集合框架中Collection接口有哪些主要子接口，它们的设计目的分别是什么

Question

在Java集合框架中，Collection是一个基础接口。请详细说明它有哪些主要的子接口，比如List、Set等，并阐述每个子接口设计的目的以及它们与Collection接口在功能和特性上的差异。

Answer 1

List接口

• 设计目的：提供一种有序的集合，允许元素重复。常用于需要按照插入顺序访问元素，或需要频繁根据索引操作元素的场景，如实现一个任务队列，任务按顺序执行。
• 与Collection接口的功能和特性差异：
  • 有序性：List保证元素的插入顺序，提供了基于索引的访问方法，如get(int index)、set(int index, E element) 。而Collection没有定义顺序相关的方法。
  • 允许重复元素：List允许元素重复，Collection也允许，但Set不允许。

Set接口

• 设计目的：确保集合中的元素唯一，常用于需要去重元素的场景，比如统计一篇文章中不重复的单词。
• 与Collection接口的功能和特性差异：
  • 元素唯一性：Set接口实现类会确保集合中不存在重复元素，添加重复元素时，add方法通常返回false 。Collection没有强制唯一性。
  • 无序性：通常情况下，Set是无序的（HashSet），某些实现（TreeSet）是按自然顺序或自定义顺序排序，但不是插入顺序。而Collection本身不强调顺序。

Queue接口

• 设计目的：用于实现队列数据结构，遵循FIFO（先进先出）原则，常用于任务调度、消息传递等场景，如打印机任务队列。
• 与Collection接口的功能和特性差异：
  • 特定操作方法：Queue扩展了Collection，增加了一些队列特有的操作方法，如offer(E e)用于向队列尾部添加元素，poll()用于移除并返回队列头部元素，peek()用于返回队列头部元素但不移除。Collection没有这些特定的队列操作方法。
  • 顺序性：Queue强调元素的FIFO顺序，而Collection没有特定的顺序要求。