Java集合框架类图详解：List, Set, Map接口及其实现

Java集合框架是Java语言提供的一种强大的数据结构和操作工具，用于存储和管理一组对象。这些API主要集中在`java.util`包中，为开发者提供了丰富的类和接口来处理不同类型的集合，包括列表(List)、集合(Set)和映射(Map)。 1. **Java集合框架概述** 集合框架是Java编程的核心组成部分，它定义了一套标准的方式来组织和操作数据。其设计目标是支持高效地存储和遍历元素，同时提供添加、删除、查找等基本操作。集合可以容纳对象的引用，而非对象本身，因此在集合中操作的是对象的地址。 2. **接口与实现** - **List接口**：如ArrayList和LinkedList，它们保持元素的插入顺序，允许重复元素。List的主要方法包括`size()`获取元素数量，`isEmpty()`检查是否为空，`clear()`清空元素，`contains()`检查元素是否存在，`add()`添加元素，`remove()`移除元素，`get()`获取指定索引的元素，以及提供遍历机制如`iterator()`。 - **Set接口**：如HashSet和TreeSet，无序且不允许有重复元素。Set接口扩展了List接口，去掉了`add()`和`remove()`的重复元素检查，增加了唯一性。 - **Map接口**：如HashMap和TreeMap，用来存储键值对，键必须唯一，值可以重复。Map接口提供了`put()`添加键值对，`get()`获取值，`containsKey()`检查键是否存在，`remove()`移除键值对，以及`entrySet()`返回键值对的集合等方法。 3. **Boxing/unboxing**: Boxing是指将基本数据类型（如int、char）转换为对应的包装类对象（Integer、Character），unboxing则是反向过程。这在集合框架中用于统一处理原始类型和引用类型，例如将整数放入List时，会自动Boxing为Integer对象。 4. **Iterator/Enumeration接口**： Iterator是集合框架中用于遍历集合的标准接口，提供了顺序访问集合元素的能力。相比之下，Enumeration接口是早期版本的迭代器，现在推荐使用Iterator。两者都支持`hasNext()`、`next()`等方法。 5. **Collections和Arrays类**： Collections类提供了对集合框架类的操作方法，如排序、查找、替换等，而Arrays类则专注于数组的操作，包括复制、排序等。例如，可以使用Collections.sort()对List进行排序，Arrays.copyOf()创建数组副本等。 在示例代码`CollectionTest`中，通过ArrayList创建了一个集合，并添加了一些不同类型的数据。`size()`方法用于获取集合中的元素数量，展示了如何使用集合框架的基本功能。 Java集合框架是Java编程中不可或缺的一部分，它通过一系列接口和类提供了灵活、高效的数据组织和管理手段。理解并熟练掌握这些概念和技术，对于编写健壮的Java程序至关重要。