一、在不破坏现有代码前提下对集合框架进行扩展
- 使用装饰者模式
- 原理：在Java集合框架中，可以通过装饰者模式来扩展集合功能。例如，
Collections类提供了许多静态方法来创建装饰后的集合，如Collections.synchronizedCollection(Collection<T> c)。这个方法返回一个线程安全的集合，它在原集合的基础上添加了同步机制。
- 代码示例：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
public class CollectionExtension {
public static void main(String[] args) {
List<String> originalList = new ArrayList<>();
originalList.add("element1");
Collection<String> synchronizedList = Collections.synchronizedCollection(originalList);
// 使用synchronizedList时，现有代码中对Collection接口的操作依然适用，同时获得了线程安全的特性
}
}
- 继承抽象类或实现接口
- 继承抽象类：比如
AbstractList、AbstractSet等抽象类，开发者可以继承这些抽象类并实现必要的抽象方法来创建自定义的集合类。例如，要创建一个自定义的列表，可以继承AbstractList，只需要实现get(int index)和size()方法，其他方法都有默认实现。
- 实现接口：直接实现
Collection、List、Set等接口，不过这种方式需要实现接口中的所有方法，编程复杂度较高。但对于需要高度定制的集合，这种方式更灵活。例如，实现一个自定义的不可变集合，可以实现Collection接口，在所有修改集合的方法中抛出UnsupportedOperationException。
二、不同版本Java中集合接口保证兼容性的方式
- 接口的演进方式
- 新增方法的处理：在Java 8中，
Collection接口新增了stream()、parallelStream()等方法。为了保证兼容性，这些方法被定义为默认方法。默认方法允许接口在不破坏现有实现类的前提下添加新功能。例如，任何实现Collection接口的类，即使没有显式实现stream()方法，也可以直接调用该方法，因为接口提供了默认实现。
- 兼容性测试：Oracle在发布新的Java版本前，会对大量使用集合框架的现有代码进行兼容性测试。通过广泛的测试，确保新的集合接口设计不会导致现有代码出现编译错误或运行时异常。
三、相关设计对性能和编程复杂度的影响
- 对性能的影响
- 装饰者模式：以
Collections.synchronizedCollection为例，它在原集合操作上添加了同步机制，这在多线程环境下保证了数据的一致性，但同时也增加了操作的开销，因为每次操作都需要获取锁，性能会有所下降。
- 默认方法：默认方法实现中可能包含一些通用逻辑，对于一些简单实现类可能带来不必要的性能损耗。例如，
stream()方法的默认实现需要进行一些初始化和资源分配，如果集合本身规模很小，这种初始化开销可能相对较大。
- 对编程复杂度的影响
- 装饰者模式：降低了编程复杂度，开发者无需重新实现整个集合类，只需要在原集合基础上添加装饰。例如，添加线程安全功能时，直接使用
Collections.synchronizedCollection即可，不需要手动编写同步代码来包裹每个集合操作。
- 继承抽象类：降低了编程复杂度，因为抽象类已经提供了许多默认实现，开发者只需要关注核心方法的实现。如继承
AbstractList创建自定义列表，只需要实现少数关键方法。
- 实现接口：提高了编程复杂度，因为需要实现接口中的所有方法。但对于需要高度定制的集合，这种方式提供了最大的灵活性。例如，实现自定义不可变集合时，虽然实现所有方法繁琐，但能精确控制集合行为。
