Java聚集框架：掌握List、Set、Map等聚集接口及实在现类 ...

拉不拉稀肚拉稀 · 2024-6-14 21:30:58

Java聚集框架（Java Collections Framework，JCF）是Java语言中用于存储和操作数据聚集的一个尺度化工具包。它提供了一组接口和类，用于处置惩罚不同类型的聚集，如列表（List）、聚集（Set）和映射（Map）等。这些聚集接口和类在java.util包中界说，极大地方便了数据的管理和操作。
一、聚集框架概述

Java聚集框架的焦点接口包罗：

Collection：最基本的聚集接口，其他接口如List、Set都继续自这个接口。
List：有序聚集，允许重复元素。
Set：不允许重复元素的聚集。
Map：键值对映射，不允许键重复。

除了这些焦点接口，聚集框架还提供了一些有用的工具类，如Collections和Arrays等，用于对聚集举行操作（如排序、搜索等）。
二、List接口及实在现类

List是一个有序聚集，允许重复元素。List接口界说了一些方法来操作聚会合的元素，例如获取、插入、删除元素等。常见的实现类有ArrayList、LinkedList和Vector等。
1. ArrayList

ArrayList是一个基于动态数组实现的List类。它具有以下特点：

动态扩展：当添加元素超过当前数组容量时，会自动扩展容量。
随机访问：支持快速的随机访问，因为底层是数组。

示例代码：

import java.util.ArrayList;
public class ArrayListDemo {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("apple");
list.add("banana");
list.add("cherry");
// 遍历
for (String fruit : list) {
System.out.println(fruit);
}
// 获取元素
System.out.println("Element at index 1: " + list.get(1));
// 删除元素
list.remove("banana");
System.out.println("After removal: " + list);
}
}

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2. LinkedList

LinkedList是一个基于双向链表实现的List类。它具有以下特点：

双向链表：每个节点包含一个数据元素和两个指针，分别指向前一个和后一个节点。
快速插入和删除：在链表的任意位置插入和删除元素时效率较高。

示例代码：

import java.util.LinkedList;
public class LinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
list.add("apple");
list.add("banana");
list.add("cherry");
// 遍历
for (String fruit : list) {
System.out.println(fruit);
}
// 获取元素
System.out.println("First element: " + list.getFirst());
// 删除元素
list.removeFirst();
System.out.println("After removal: " + list);
}
}

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3. Vector

Vector是一个线程安全的动态数组实现。虽然如今不常用，但在需要线程安全的情况下仍然有其应用代价。
示例代码：

import java.util.Vector;
public class VectorDemo {
public static void main(String[] args) {
Vector<String> vector = new Vector<>();
vector.add("apple");
vector.add("banana");
vector.add("cherry");
// 遍历
for (String fruit : vector) {
System.out.println(fruit);
}
// 获取元素
System.out.println("Element at index 1: " + vector.get(1));
// 删除元素
vector.remove("banana");
System.out.println("After removal: " + vector);
}
}

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三、Set接口及实在现类

Set接口表示一个不允许重复元素的聚集。常见的实现类有HashSet、LinkedHashSet和TreeSet等。
1. HashSet

HashSet是基于哈希表实现的Set类。它具有以下特点：

无序存储：元素存储是无序的。
快速查找：基于哈希表，查找、插入和删除操作效率较高。

示例代码：

import java.util.HashSet;
public class HashSetDemo {
public static void main(String[] args) {
HashSet<String> set = new HashSet<>();
set.add("apple");
set.add("banana");
set.add("cherry");
// 遍历
for (String fruit : set) {
System.out.println(fruit);
}
// 检查是否包含元素
System.out.println("Contains apple: " + set.contains("apple"));
// 删除元素
set.remove("banana");
System.out.println("After removal: " + set);
}
}

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2. LinkedHashSet

LinkedHashSet是HashSet的子类，具有以下特点：

有序存储：维护元素插入次序。
快速查找：基于哈希表实现。

示例代码：

import java.util.LinkedHashSet;
public class LinkedHashSetDemo {
public static void main(String[] args) {
LinkedHashSet<String> set = new LinkedHashSet<>();
set.add("apple");
set.add("banana");
set.add("cherry");
// 遍历
for (String fruit : set) {
System.out.println(fruit);
}
// 检查是否包含元素
System.out.println("Contains apple: " + set.contains("apple"));
// 删除元素
set.remove("banana");
System.out.println("After removal: " + set);
}
}

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3. TreeSet

TreeSet是基于红黑树实现的Set类，具有以下特点：

有序存储：元素按照天然次序排序，或根据提供的比较器排序。
快速查找：基于红黑树，查找、插入和删除操作效率较高。

示例代码：

import java.util.TreeSet;
public class TreeSetDemo {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<String> set = new TreeSet<>();
set.add("apple");
set.add("banana");
set.add("cherry");
// 遍历
for (String fruit : set) {
System.out.println(fruit);
}
// 检查是否包含元素
System.out.println("Contains apple: " + set.contains("apple"));
// 删除元素
set.remove("banana");
System.out.println("After removal: " + set);
}
}

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四、Map接口及实在现类

Map接口表示一个键值对映射，不允许键重复。常见的实现类有HashMap、LinkedHashMap和TreeMap等。
1. HashMap

HashMap是基于哈希表实现的Map类。它具有以下特点：

无序存储：键值对存储是无序的。
快速查找：基于哈希表，查找、插入和删除操作效率较高。

示例代码：

import java.util.HashMap;
public class HashMapDemo {
public static void main(String[] args) {
HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("apple", 1);
map.put("banana", 2);
map.put("cherry", 3);
// 遍历
for (String key : map.keySet()) {
System.out.println(key + ": " + map.get(key));
}
// 获取元素
System.out.println("Value for key 'apple': " + map.get("apple"));
// 删除元素
map.remove("banana");
System.out.println("After removal: " + map);
}
}

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2. LinkedHashMap

LinkedHashMap是HashMap的子类，具有以下特点：

有序存储：维护键值对的插入次序。
快速查找：基于哈希表实现。

示例代码：

import java.util.LinkedHashMap;
public class LinkedHashMapDemo {
public static void main(String[] args) {
LinkedHashMap<String, Integer> map = new LinkedHashMap<>();
map.put("apple", 1);
map.put("banana", 2);
map.put("cherry", 3);
// 遍历
for (String key : map.keySet()) {
System.out.println(key + ": " + map.get(key));
}
// 获取元素
System.out.println("Value for key 'apple': " + map.get("apple"));
// 删除元素
map.remove("banana");
System.out.println("After removal: " + map);
}
}

复制代码

3. TreeMap

TreeMap是基于红黑树实现的Map类，具有以下特点：

有序存储：键值对按照键的天然次序排序，或根据提供的比较器排序。
快速查找：基于红黑树，查找、插入和删除操作效率较高。

示例代码：

import java.util.TreeMap;
public class TreeMapDemo {
public static void main(String[] args) {
TreeMap<String, Integer> map = new TreeMap<>();
map.put("apple", 1);
map.put("banana", 2);
map.put("cherry", 3);
// 遍历
for (String key : map.keySet()) {
System.out.println(key + ": " + map.get(key));
}
// 获取元素
System.out.println("Value for key 'apple': " + map.get("apple"));
// 删除元素
map.remove("banana");
System.out.println("After removal: " + map);
}
}

复制代码

Java聚集框架提供了一套强大而灵活的工具，用于处置惩罚各种数据聚集。
List接口及实在现类（如ArrayList、LinkedList和Vector）适用于需要有序存储和快速随机访问的场景。
Set接口及实在现类（如HashSet、LinkedHashSet和TreeSet）适用于需要保证元素唯一性的场景。
Map接口及实在现类（如HashMap、LinkedHashMap和TreeMap）适用于需要键值对存储和快速查找的场景。
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