Java学习指南：集合框架！

开篇语

哈喽，各位小伙伴们，你们好呀，我是喵手。运营社区：C站/掘金/腾讯云/阿里云/华为云/51CTO；欢迎大家常来逛逛

  今天我要给大家分享一些自己日常学习到的一些知识点，并以文字的形式跟大家一起交流，互相学习，一个人虽可以走的更快，但一群人可以走的更远。

  我是一名后端开发爱好者，工作日常接触到最多的就是Java语言啦，所以我都尽量抽业余时间把自己所学到所会的，通过文章的形式进行输出，希望以这种方式帮助到更多的初学者或者想入门的小伙伴们，同时也能对自己的技术进行沉淀，加以复盘，查缺补漏。

小伙伴们在批阅的过程中，如果觉得文章不错，欢迎点赞、收藏、关注哦。三连即是对作者我写作道路上最好的鼓励与支持！

前言

  在 Java 中，集合框架是非常重要的一个部分，几乎在每个 Java 应用程序中都会使用到集合类。无论是存储数据，还是对数据进行操作，集合类都能够提供强大的支持。今天，我们就来深入学习 Java 的集合框架，了解它的基本概念和常用类。

1. 什么是集合框架？

  集合框架是 Java 提供的一套用于存储和操作数据的类和接口的集合。它包括了几种不同类型的集合，可以用于不同的数据存储需求，支持动态的数据存储。

  Java 集合框架的核心接口有：

• Collection：是所有集合类的根接口，定义了集合的基本操作。
• List、Set、Queue：是继承自 Collection 接口的子接口。
• Map：用于存储键值对的数据结构，它是一个单独的接口，不继承自 Collection。

2. 常见集合类

2.1 List（列表）

  List 是一个有序的集合，它允许元素重复。List 中的元素按插入顺序存储，并且可以通过索引访问。常见的 List 实现类有：

• ArrayList：基于数组实现的动态大小的列表，访问元素非常快速，但插入和删除元素效率较低。
• LinkedList：基于双向链表实现，适合频繁插入和删除元素的场景，访问元素效率较低。

示例：使用 ArrayList

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ListExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fruits = new ArrayList<>();
        fruits.add("Apple");
        fruits.add("Banana");
        fruits.add("Cherry");

        // 遍历 List
        for (String fruit : fruits) {
            System.out.println(fruit);
        }
    }
}

2.2 Set（集合）

  Set 是一个不允许重复元素的集合，它也没有索引，因此无法通过索引访问元素。常见的 Set 实现类有：

• HashSet：基于哈希表实现，元素没有顺序，允许存储空值。
• LinkedHashSet：类似于 HashSet，但是它可以保持元素的插入顺序。
• TreeSet：基于红黑树实现，能够保持元素的自然顺序或者按照提供的 Comparator 排序。

示例：使用 HashSet

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class SetExample {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> fruits = new HashSet<>();
        fruits.add("Apple");
        fruits.add("Banana");
        fruits.add("Cherry");
        fruits.add("Apple");  // 重复的元素不会被添加

        // 遍历 Set
        for (String fruit : fruits) {
            System.out.println(fruit);
        }
    }
}

2.3 Queue（队列）

  Queue 是一种先进先出（FIFO，First In First Out）的集合。常见的 Queue 实现类有：

• LinkedList：可以作为队列来使用，支持插入和删除操作。
• PriorityQueue：基于优先级堆实现的队列，队列中的元素按照自然顺序或者自定义的 Comparator 排序。

示例：使用 LinkedList 作为队列

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class QueueExample {
    public static void main(String[] args) {
        Queue<String> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer("Apple");
        queue.offer("Banana");
        queue.offer("Cherry");

        // 使用 poll() 移除队列中的元素
        System.out.println(queue.poll());  // 输出 Apple
        System.out.println(queue.poll());  // 输出 Banana
    }
}

2.4 Map（映射）

  Map 是一个存储键值对的集合，它不继承自 Collection 接口，因此不被视为集合。Map 中的每个元素都是一个键值对，键是唯一的，值可以重复。常见的 Map 实现类有：

• HashMap：基于哈希表实现，键值对没有顺序，允许存储空键和空值。
• LinkedHashMap：保持插入顺序，和 HashMap 功能相似。
• TreeMap：基于红黑树实现，按键的自然顺序或自定义排序存储键值对。

示例：使用 HashMap

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class MapExample {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> fruitMap = new HashMap<>();
        fruitMap.put("Apple", 3);
        fruitMap.put("Banana", 5);
        fruitMap.put("Cherry", 2);

        // 遍历 Map
        for (Map.Entry<String, Integer> entry : fruitMap.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
        }
    }
}

3. 集合接口与实现类的关系

4. 集合的常用操作

Java 集合框架提供了很多常用的操作，例如：

• add()：向集合中添加元素
• remove()：从集合中删除元素
• contains()：检查集合中是否包含某个元素
• size()：获取集合中的元素数量
• clear()：清空集合
• isEmpty()：判断集合是否为空

5. 集合的性能

  在选择具体的集合类时，我们需要考虑性能方面的问题。比如，HashSet 和 HashMap 在元素查找时的时间复杂度是 O(1)，而 TreeSet 和 TreeMap 的查找时间复杂度是 O(log n)，所以如果对元素顺序有要求并且需要快速查找，TreeSet 和 TreeMap 可能是更好的选择。

6. 总结

  今天我们了解了 Java 集合框架的基础知识，掌握了 List、Set、Queue 和 Map 这些常见集合类的使用方法。集合框架为我们提供了丰富的功能来存储和操作数据，选择合适的集合类能够提高程序的效率和可维护性。在今后的开发过程中，灵活运用集合框架，将帮助你更加高效地处理各种数据。

  这就是 Java 集合框架的简单介绍，希望今天的学习能够为你打下一个坚实的基础。如果你有任何问题，或者想要深入了解某些部分，欢迎随时提问！

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文末

好啦，以上就是我这期的全部内容，如果有任何疑问，欢迎下方留言哦，咱们下期见。

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学习不分先后，知识不分多少；事无巨细，当以虚心求教；三人行，必有我师焉！！！

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