【Java 基础】17 集合

文章目录

    • 1.基本概念
    • 2.核心接口
    • 3.常见实现
      • 1)List 接口的实现类
        • ArrayList
        • LinkedList
        • Vector
      • 2)Set 接口的实现类
        • HashSet
        • LinkedHashSet
        • TreeSet
      • 3)Queue 接口的实现**类**
        • ArrayQueue
      • 4)Map 接口的实现类
        • HashMap
        • LinkedHashMap
        • TreeMap
    • 4.最佳实践

集合框架(Collection Framework)是一组 用于存储操作数据的类和接口。它提供了一种灵活、高效的数据结构,适用于各种编程场景。

1.基本概念

集合就是把分散的 “东西” 聚集到一起。

集合框架就是为集合提供了一套通用的操作方式供使用。

Java 集合框架的设计目标是提供一组通用的、类型安全的接口和实现,使得我们能够轻松地操作和管理数据
【Java 基础】17 集合_第1张图片

2.核心接口

在这里插入图片描述

集合框架的常用核心接口:

接口名称 功能描述 常见实现
Collection 表示一组对象,Map所有集合的根接口,定义了基本的集合操作,如添加、删除、遍历等 -
List 表示一个有序的集合,允许重复元素 ArrayListLinkedListVector
Set 表示一个不包含重复元素的集合 HashSetLinkedHashSetTreeSet
Queue 表示一个有序的集合,是一个先进先出的队列 ArrayDeque
Map 表示键值对的集合,每个键都唯一 HashMapLinkedHashMapTreeMap

3.常见实现

1)List 接口的实现类

ArrayList

基于动态数组实现,支持快速随机访问。

public static void main(String[] args) {
	List<String> arrayList = new ArrayList<>();
	arrayList.add("b");
    arrayList.add("a");
    arrayList.add("a");
	System.out.println(arrayList);
}

输出结果:[b, a, a]

LinkedList

基于双向链表实现,适合插入和删除操作。

public static void main(String[] args) {
	List<String> linkedList = new LinkedList<>();
	linkedList.add("b");
    linkedList.add("a");
    linkedList.add("a");
	System.out.println(linkedList);
}

输出结果:[b, a, a]

Vector

类似于 ArrayList,但是是线程安全的。

public static void main(String[] args) {
	List<String> vector = new Vector<>();
	vector.add("b");
    vector.add("a");
    vector.add("a");
	System.out.println(vector);
}

输出结果:[b, a, a]

这样简单的存储操作,结果都是相同的,只不过内部的实现方式不同而已。

2)Set 接口的实现类

HashSet

基于哈希表实现,无序且不允许重复元素。

public static void main(String[] args) {
    Set hashSet = new HashSet<>();
    hashSet.add("b");
    hashSet.add("a");
    hashSet.add("a");
    System.out.println(hashSet);
}

输出结果:[a, b]

LinkedHashSet

基于哈希表和链表实现,有序且不允许重复元素。

public static void main(String[] args) {
    Set linkedHashSet = new LinkedHashSet<>();
    linkedHashSet.add("b");
    linkedHashSet.add("a");
    linkedHashSet.add("a");
    System.out.println(linkedHashSet);
}

输出结果:[b, a]

TreeSet

基于红黑树实现,有序且不允许重复元素( 有序是指可以按照元素的大小顺序自动排序 )。

public static void main(String[] args) {
    Set<String> treeSet = new TreeSet<>();
    treeSet.add("b");
    treeSet.add("a");
    treeSet.add("a");
    System.out.println(treeSet);
}

输出结果:[a, b]

3)Queue 接口的实现

ArrayQueue

双端队列,是一种具有队列和栈的性质的数据结构 。 双端队列中的元素可以从两端弹出,其限定插入和删除操作在表的两端进行。

  • 将其用作

    public static void main(String[] args) {
        Deque stack = new ArrayDeque<>();
        stack.push(0);
        stack.push(1);
        stack.push(2);
        System.out.println(stack);
        System.out.println(stack.pop());
        System.out.println(stack);
    }
    

    输出结果:

    [2, 1, 0]
    2
    [1, 0]

  • 将其用作队列

    public static void main(String[] args) {
        Deque<Integer> deque = new ArrayDeque<>();
        deque.offer(0);
        deque.offer(1);
        deque.offer(2);
        System.out.println(deque);
        System.out.println(deque.poll());
        System.out.println(deque);
    }
    

    输出结果:

    [0, 1, 2]
    0
    [1, 2]

4)Map 接口的实现类

HashMap

基于哈希表实现,键值对无序。

public static void main(String[] args) {
    Map<String, String> hashMap = new HashMap<>();
    hashMap.put("b", "bb");
    hashMap.put("a", "aa");
    hashMap.put("a", "aa");
    System.out.println(hashMap);
}

输出结果:{a=aa, b=bb}

LinkedHashMap

基于哈希表和链表实现,键值对有序。

public static void main(String[] args) {
    Map<String, String> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
    linkedHashMap.put("b", "bb");
    linkedHashMap.put("a", "aa");
    linkedHashMap.put("a", "aa");
    System.out.println(linkedHashMap);
}

输出结果:{b=bb, a=aa}

TreeMap

基于红黑树实现,键值对有序( 有序是指可以按照元素的大小顺序自动排序 )。

public static void main(String[] args) {
    Map<String, String> treeMap = new TreeMap<>();
    treeMap.put("b", "bb");
    treeMap.put("a", "aa");
    treeMap.put("a", "aa");
    System.out.println(treeMap);
}

输出结果:{a=aa, b=bb}

4.最佳实践

  • 选择合适的集合类型: 根据需求选择不同的集合类型

    例如:需要有序且不允许重复元素,可以选择 TreeSetLinkedHashSet

  • 遍历集合: 使用增强型 for 循环或迭代器进行集合遍历,提高代码的可读性。

    for (String item : list) {
        System.out.println(item);
    }
    
  • 使用泛型: 在集合中使用泛型能够提高代码的类型安全性,避免在运行时出现类型转换错误。

  • 注意线程安全性: 根据程序的多线程需求选择合适的集合实现

    例如:需要线程安全的集合可以选择 Vector 或使用 Collections.synchronizedList

  • 使用 stream: Java 8 引入了一些便利的集合处理方法

    例如: stream()filter()map() 等,可以简化集合操作。

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Test");
        list.add("Hello world");
        System.out.println("list: " + list);
        List<String> helloList = list.stream()
            .filter(s -> s.startsWith("Hello")).collect(Collectors.toList());
        System.out.println("helloList: " + helloList);
    }
    

    输出结果:

    list: [Test, Hello world]
    helloList: [Hello world]

  • 注意集合的性能: 根据集合的使用场景选择合适的实现

    例如:需要高性能的随机访问可以选择 ArrayList,而频繁插入和删除操作可以选择 LinkedList

  • 谨慎使用原始类型: 尽量避免在集合中使用原始类型,使用泛型可以提高代码的可维护性和可读性。

集合框架为我们提供了丰富的工具和选项,能够满足不同场景下的数据存储和操作需求。了解不同集合的特性和使用场景,合理选择和使用集合框架,将有助于编写出高效、可维护的 Java 代码

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