Java 中的 Collection 容器

Java 中的 “容器”

在 Java 中，java.util.Collection 是一个接口，定义了一组常用的操作和方法，提供了一种方便的方式来管理和操作一组对象。

它是 Java 集合框架的基础之一，提供了统一的方式来处理对象的集合。

Collection 接口继承自 java.lang.Iterable 接口，这意味着它的实现类可以使用增强的 for 循环来迭代集合中的元素。

Collection 容器包括 List、Set、Map 和 Queue 等。

本文将详细介绍这些容器的特点、用途和常见实现类。

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数组 中可以存储 基本数据类型 和 引用数据类型；

集合 中 只能存储 引用数据类型。

“那我想在集合中存储基本数据类型怎么办？”

不要慌！

-- Java 中有自动装箱 / 拆箱的操作！

装箱：基本类型转变为包装器类型的过程。
拆箱：包装器类型转变为基本类型的过程。

集合对基本数据类型会进行自动装箱的操作。

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下面是一些常见的 Collection 容器

1. List（列表）

List 是一种有序的集合，允许包含重复元素。

它是基于索引的数据结构，可以根据索引位置进行随机访问。

常见的 List 实现类有 ArrayList 和 LinkedList。

ArrayList 基于动态数组实现，支持高效的随机访问操作，适用于频繁读取数据的场景；

而 LinkedList 基于链表实现，对于频繁的插入和删除操作更加高效。

List 的应用场景非常广泛，比如存储日志信息、实现缓存、按顺序展示数据等。

2. Set（集合）

Set 是不允许包含重复元素的集合。

它主要用于去重的需求，过滤重复信息、判断元素是否存在等确保集合中的元素唯一性。

常见的实现类有 HashSet、LinkedHashSet 和 TreeSet。

HashSet 通过哈希表实现，具有较好的性能；

LinkedHashSet 在 HashSet 的基础上维护了元素的插入顺序；

TreeSet 则使用红黑树数据结构，保持元素有序。

3. Map（映射）

Map 是一种键值对（key-value）的映射表，它是一个独立的接口。

它存储着一组唯一的键和对应的值，每个键对应一个值。

Map 的应用场景非常广泛，比如存储配置信息、缓存数据、实现高效的查找等。

常见的 Map 实现类有 HashMap、LinkedHashMap 和 TreeMap。

HashMap 基于哈希表实现，提供了快速的查找和插入操作；

LinkedHashMap 在 HashMap 的基础上维护了元素的插入顺序；

TreeMap 则使用红黑树数据结构，保持键的有序性。

4. Queue（队列）

Queue 是一个先进先出（FIFO）的集合，也是一个独立的接口。

常用于实现任务调度、消息传递等场景。

常见的实现类 LinkedList、PriorityQueue 和 ArrayDeque。

LinkedList 既可以当作List使用，也可以当作 Queue 使用；

PriorityQueue 基于堆实现，元素按优先级进行排序；

ArrayDeque 是一个双端队列，可以在队列的两端进行插入和删除操作。

Queue 的应用场景包括任务调度、异步处理、消息队列等。

4-1. Deque（双端队列）

Deque是Java中双端队列的缩写，它是 Queue 接口的一个实现，代表一个可以在两端进行插入和删除操作的队列。

Deque 接口在 Java 6 中被引入，提供了一种比 Stack 和 Queue 更灵活的数据结构，允许元素的插入和删除操作既可以在队列的头部，也可以在尾部进行。

Deque 接口提供了以下主要方法：

1. 在队列的头部和尾部插入元素：

offerFirst(E e)、offerLast(E e)

2. 在队列的头部和尾部删除元素：

pollFirst()、pollLast()

3. 获取队列的头部和尾部元素但不删除：

peekFirst()、peekLast()

常见的 Deque 实现类有 ArrayDeque 和 LinkedList。

ArrayDeque 是基于数组实现的双端队列，对于大部分场景具有较好的性能；

而 LinkedList 既可以作为 List 使用，也可以作为 Deque 使用，它同时支持双端队列和栈的操作。

Deque 的应用场景包括需要在队列两端进行高效插入和删除操作的场景，比如任务调度、双端队列的数据结构需求等。

总之，Deque 是一个非常有用且灵活的数据结构，可以满足各种需要在队列两端进行操作的场景，是 Java 集合框架中的重要成员之一。

除了以上几种常见的容器，Java还提供了其他特殊用途的容器接口实现类，如 SortedSet（排序的Set集合）等。

将在后续分篇介绍...

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需要注意的是，Collection 接口并不直接提供实现，而是定义了一系列操作和方法的规范。

具体的容器类都是实现了 Collection 接口的子接口或实现类。

这些容器提供了丰富的方法来操作集合元素，如增加、删除、查找、遍历等。

使用合适的容器可以更高效地管理和操作数据。

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总结：

在 Java 编程中，Collection 容器提供了丰富的方法来管理和操作数据集合。

List 适用于有序、可重复的场景；

Set 适用于去重、唯一性要求的场景；

Map 适用于键值对映射的场景；

Queue 适用于先进先出、任务调度等场景。

需要注意的是，选择合适的容器应根据具体的需求和性能要求。

此外，在多线程环境下使用这些容器时，需注意线程安全性。