【JAVA数据结构】集合框架以及背后的数据结构

秋天是倒放的春天，晚安是爱你的续篇

大家好，这里是新一，请多关照。在本篇博客中，新一将会为大家介绍JAVA数据结构 - 集合框架，干货满满哟。（以下结果均在IDEA中编译）希望在方便自己复习的同时也能帮助到大家。

废话不多说，直接进入我们的文章。

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一. 集合框架简介

1.1 背景介绍

Java 集合框架 Java Collection Framework ，又被称为容器 container ，是定义在 java.util 包下的一组接口 interfaces 和其实现类 classes 。
其主要表现为将多个元素 element 置于一个单元中，用于对这些元素进行快速、便捷的存储 store 、检索retrieve 、管理 manipulate ，即平时我们俗称的增删查改 CRUD 。
例如，一副扑克牌(一组牌的集合)、一个邮箱(一组邮件的集合)、一个通讯录(一组姓名和电话的映射关系)等等。

官方介绍点这里

集合框架类和接口总览

1.2 JAVA集合框架的优点

● 使用成熟的集合框架，有助于我们便捷、快速的写出高效、稳定的代码
● 学习背后的数据结构知识，有助于我们理解各个集合的优缺点及使用场景

1.3 笔试及面试题

腾讯-Java后台开发面经

1. HashMap 了解不，介绍一下，如果一个对象为 key 时，hashCode 和 equals 方法的用法要注意什么？
2. HashSet 和 HashMap 的区别是什么？
3. HashMap 是线程安全的么？那需要线程安全需要用到什么

阿里巴巴-Java后台开发面经

1. ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？
2. 有了解过 HashMap 的具体实现么？
3. HashMap 和 ConcurrentHashMap 哪个效率更高？

今日头条-Java后台开发面经

1. 编程题：判断一个链表是否是一个回文链表。
2. Redis 的 zset 类型对应到 java 语言中大致是什么类型？
3. hashCode 主要是用来做什么用的？

二. 接口 interfaces

2.1基本关系说明

Collection: 用来存储管理一组对象 objects ，这些对象一般被成为元素 elements

1. Set :元素不能重复，背后隐含着查找/搜索的语义

SortedSet : 一组有序的不能重复的元素

2. List : 线性结构
3. Queue : 队列
4. Deque : 双端队列

Map : 键值对 Key-Value-Pair ，背后隐含着查找/搜索的语义
SortedMap : 一组有序的键值对

2.2Collection 常用方法说明

import java.util.Collection; 
import java.util.ArrayList; 
import java.util.Arrays; 
public class Demo{ 
    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> list = new ArrayList<>();
        System.out.println(list.size());
        System.out.println(list.isEmpty());
        list.add("我");
        list.add("爱");
        list.add("Java");
        System.out.println(list.size());
        System.out.println(list.isEmpty());
        Object[] array = list.toArray();
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        for (String s : list) {
            System.out.println(s);
        }
        list.remove("爱");
        for (String s : list) {
            System.out.println(s);
        }
        list.clear();
        System.out.println(list.size());
        System.out.println(list.isEmpty());
    }
}

运行结果：
0 true 3 false [我, 爱, Java] 我 爱 Java 我 Java 0 true

2.3 Map 常用方法说明

Map官方文档：点我就OK啦

import java.util.Map;
import java.util.HashMap;
class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        System.out.println(map.size());
        System.out.println(map.isEmpty());
        System.out.println(map.get("作者")); 
        System.out.println(map.getOrDefault("作者", "佚名")); 
        System.out.println(map.containsKey("作者")); 
        System.out.println(map.containsValue("佚名")); 
        map.put("作者", "鲁迅"); map.put("标题", "狂人日记"); 
        map.put("发表时间", "1918年"); 
        System.out.println(map.size()); 
        System.out.println(map.isEmpty()); 
        System.out.println(map.get("作者")); 
        System.out.println(map.getOrDefault("作者", "佚名")); 
        System.out.println(map.containsKey("作者")); 
        System.out.println(map.containsValue("佚名")); 
        for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) { 
            System.out.println(entry.getKey()); 
            System.out.println(entry.getValue()); 
        } 
    } 
}

运行结果为：0 true null 佚名 false false 3 false 鲁迅 鲁迅 true false 作者 鲁迅 发表时间 1918年 标题 狂人日记

2.4 方法使用易错

1.泛型出错

public static void main(String[] args) {
        //泛型
        Collection<String> collection = new ArrayList<String>();
        collection.add("hello");
        collection.add(" gawei");
        System.out.println(collection);
        //collection.add(1);

        //尖括号当中放的类型一定要是类的类型 不能是简单的基本类型
        Collection<Integer> collection1 = new ArrayList<Integer>();
        collection1.add(1);
        collection1.add(2);
        collection1.add(3);
    }

这里初学的友友可能会出错哦，尖括号包裹一个类，称为泛型，关于泛型我们后面讲解，但尖括号内一定要是类哦，Integer是包装类，我们会在后续讲解

2.强转出错

public static void main2(String[] args) {
        Collection<String> collection = new ArrayList<String>();
        collection.add("hello");
        collection.add("bit");

        System.out.println(collection);
        Object[] objects = collection.toArray();

        //JVM对数据的处理：不建议整体的进行数据类型转换
        //可以理解为数组虽然整体返回值转换了，但数组内元素未发生变化，故会报错
        String[] strings = (String[])collection.toArray();
        System.out.println(Arrays.toString(strings));//报错

    }

我们这里对Object数组进行了强转后，在调用toString进行打印发现报错了，因为JVM对数据的处理：不建议整体的进行数据类型转换，我们可以理解为数组虽然整体返回值转换了，但数组内元素未发生变化，故会报错，大家也可以去看看这篇文章 关于Object强转报错的思考
我们可以如下使用：

public static void main(String[] args) {
        String[] strings = new String[10];
        Object o1 = new String[10];
        Object[] o2 = new String[10];//可以new一个
    }

想对大家说的话

家人们，学到这里我们已经初步了解了集合框架的有关内容，，后续新一会持续更JAVA的有关内容，学习永无止境，技术宅，拯救世界！