本文共 2259 字，大约阅读时间需要 7 分钟。
Java 集合框架深入介绍
在软件开发中，Java集合框架是我们日常工作中不可或缺的工具。集合框架为我们提供了丰富的数据结构和算法，使得开发效率大大提升。本文将从集合的基础到各个数据结构的实现机制，系统地分析 Java 集合框架的核心组件。
一、集合类概述
集合框架分为两大体系：Collection 和 Map。Collection 由 List、Set、Queue 接口组成，List 表示有序、可重复的集合，Set 表示无序、不可重复的集合，Queue 则代表队列数据结构。
Collection 接口体系
- List：有序集合，可以存储重复元素，常见实现类有 ArrayList、LinkedList、Vector、Stack。
- Set：无序集合，元素不可重复，常见实现类有 HashSet、LinkedHashSet、TreeSet。
- Queue：队列，代表“先进先出”（FIFO）的容器，常见实现类有 ArrayDeque、LinkedList、PriorityQueue。
Map 接口体系
Map 是键值对的集合，键唯一性，值可以重复。Map 的实现类包括 HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、IdentityHashMap、WeakHashMap、Hashtable、Properties 等。
二、List 类介绍
List 的特性
- 有序、可重复、支持通过索引随机访问。
List 的实现类
ArrayList
优点：内存动态分配，初速末端插入删除效率较低，扩容时内存拷贝，适合单线程场景。缺点：内存占用较高，效率不如 LinkedList。LinkedList
优点：内存占用低，插入删除效率高，适合双端操作。缺点：随机访问效率低，需要遍历双向节点。Vector
特点：线程安全，方法加锁，效率较低，现代应用中少用。Stack
特点：类似于双端队列的栈结构，去除重复性代码后可用 ArrayDeque 替代。三、Set 类介绍
Set 的特性：无序、不可重复，常见实现类有 HashSet、LinkedHashSet、TreeSet。
HashSet
底层基于 HashMap 的哈希表实现，去重自动处理。LinkedHashSet
底层基于 LinkedHashMap，保持插入顺序，适合有序场景。TreeSet
底层基于 TreeMap，根据键值自动排序。四、Queue 类介绍
Queue 是队列数据结构，典型实现类有 ArrayDeque、LinkedList、PriorityQueue。
ArrayDeque
双端队列，支持 FIFO 和 LIFO 操作，可自行管理内存指针，适合常用场景。PriorityQueue
自动排序队列，优先级队列，元素按大小顺序弹出。五、Map 类介绍
Map 的实现类涵盖各种用途，从简单的 HashMap 到复杂的 TreeMap，加上线程安全的 Hashtable，多种选择满足不同场景需求。
HashMap
哈希表实现，键唯一性，插入顺序不可控，查询效率高。LinkedHashMap
和 HashMap 基本相同，不过保持了插入顺序。TreeMap
键值对按键排序，适合映射排序的场景。WeakHashMap
键可被回收，适合缓存场景。Hashtable
线程安全，但性能较低，常用于旧版场景。Properties
键值为 String，适合配置文件格式存储。六、比较器和排序
Comparable 接口
定义了对象比较的抽象方法。若类实现 Comparable，可以通过 Collections.sort 自动排序。
Comparator 接口
允许我们定制比较逻辑，适合对不可比较对象或不按默认逻辑排序的情况进行定制。
排序工具方法
通过工具类 Collections 提供快速的排序方法，适用于不同场景的定制排序需求。
七、工具类
Java 提供了 Collections 和 Arrays 工具类，提供了丰富的方法以提高开发效率。
Collections 类
提供了通用的集合操作方法，如 addAll、binarySearch、sort、shuffle、reverse 等。Arrays 类
提供数组操作与排序方法，便于处理原始数组和泛型数组。八、迭代器
集合框架的迭代器提供了对集合元素的高效遍历方式，Java 1.5 introduce Hammond迭代器，使得对集合操作更加简洁高效。
示例代码
Listlist = new ArrayList<>();list.add("a1");list.add("a2");list.add("a3");Iterator it = list.iterator();while (it.hasNext()) { String obj = it.next(); System.out.println(obj);}
增强成语
for (String obj : list) { System.out.println(obj);} 九、总结
Java 集合框架是 Java 编程的基础，理解其内部机制和使用场景，对提升开发能力至关重要。集合框架涵盖了众多数据结构和算法，为开发者提供了强大的工具支持。理解每个数据结构的特性和适用场景，将有助于更高效地应用集合框架。
发表评论
最新留言
关于作者
