Java 基础教学：高级特性与实战-集合框架

Java 集合框架提供了一套性能优良、使用方便的接口和类，用于存储和操作群组数据。最常用的集合接口有 List、Set 和 Map。

List

List 接口可以存储一系列有序的元素，并且可以包含重复的元素。List 的实现类常用的有 ArrayList 和 LinkedList。

ArrayList

ArrayList 是 List 接口的大小可变数组的实现。它允许随机快速访问元素。

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");fruits.add("Banana");for (String fruit : fruits) {System.out.println(fruit);}}
}

LinkedList

LinkedList 是 List 接口的链表实现。相对于 ArrayList，它在列表中间插入或删除元素时更高效。

示例：使用 LinkedList

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;public class LinkedListExample {public static void main(String[] args) {List<String> animals = new LinkedList<>();animals.add("Dog");animals.add("Cat");animals.add("Horse");for (String animal : animals) {System.out.println(animal);}}
}

Set

Set 接口定义了一个不能包含重复元素的集合。Set 的实现类常用的有 HashSet 和 TreeSet。

HashSet

HashSet 是基于 HashMap 实现的，它不保证集合的迭代顺序；特别是，它不保证该顺序恒久不变。

示例：使用 HashSet

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;public class SetExample {public static void main(String[] args) {Set<String> cities = new HashSet<>();cities.add("New York");cities.add("London");cities.add("Paris");cities.add("New York");for (String city : cities) {System.out.println(city);}}
}

TreeSet

TreeSet 是基于 TreeMap 实现的，元素被排序存储。

示例：使用 TreeSet

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;public class TreeSetExample {public static void main(String[] args) {Set<String> treeSet = new TreeSet<>();treeSet.add("Orange");treeSet.add("Apple");treeSet.add("Banana");for (String fruit : treeSet) {System.out.println(fruit);}}
}

Map

Map 接口定义了一个从键映射到值的对象。Map 不能包含重复的键；每个键最多只能映射到一个值。Map 的实现类常用的有 HashMap 和 TreeMap。

HashMap

HashMap 是基于哈希表的 Map 接口实现。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用 null 值和 null 键。

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> map = new HashMap<>();map.put("Alice", 30);map.put("Bob", 25);map.put("Charlie", 35);for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());}}
}

TreeMap

TreeMap 是基于红黑树的 NavigableMap 实现。此类保证映射按照键的升序排序。

示例：使用 TreeMap

import java.util.Map;
import java.util.TreeMap;public class TreeMapExample {public static void main(String[] args) {Map<String, Integer> treeMap = new TreeMap<>();treeMap.put("Alice", 30);treeMap.put("Charlie", 35);treeMap.put("Bob", 25);for (Map.Entry<String, Integer> entry : treeMap.entrySet()) {System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());}}
}

总结

Java 集合框架提供了一组丰富的类和接口，用于在应用程序中高效地管理数据集合。List、Set 和 Map 是最基本的集合类型，每种类型都有不同的特点和用途。了解何时使用哪种类型的集合以及如何正确地使用它们，对于编写高效、易于维护的 Java 程序至关重要。