Java集合框架详解:容器与数据结构特点
集合是计算机编程中一种重要的数据结构,用于存储一组具有相同类型的对象。在Java中,集合被设计为动态容器,可以根据需要增加或减少元素,这与数组不同,数组的大小在创建时就固定了。本文将详细介绍集合的概念、分类、以及Java中常用的集合框架——Collection和Map的关系。 首先,我们来理解集合的两个主要概念:变量和数组。变量可以视为存储单个元素的容器,例如`int[] i = new int[3]`,表示一个包含三个整数的数组。而集合则进一步扩展到存储多个元素,且可以动态调整容量。Java中的集合框架包括两种主要类型: 1. Collection:这是一个接口,定义了基本的集合操作,如添加、删除、查找等。所有的集合类都实现了Collection接口,比如List、Set和Map等。Collection不关心元素的顺序,但提供了一些通用的方法。 2. Map:Map是一种特殊的集合,它存储键值对(key-value),每个键都是唯一的。Map接口有两个主要实现:HashMap和TreeMap。HashMap是无序的,而TreeMap是有序的,按照键的自然顺序排序。 其中,List是Collection的一个子类,用于表示有序且可重复的元素集合。常见的List实现有: - ArrayList:线程非安全,但效率较高,底层实现为数组。它的优点是可以快速访问任意位置的元素,但插入和删除元素的效率相对较低。 - LinkedList:线程不安全,但插入和删除元素的速度较快,因为它使用双向链表作为底层数据结构。对于频繁需要进行插入和删除操作的场景,LinkedList更为适用。 List的几个关键方法包括: - `add(E e)`:添加元素到末尾。 - `add(int index, E element)`:在指定位置插入元素。 - `remove(int index)`:移除指定索引处的元素。 - `set(int index, E element)`:用新的元素替换指定位置的元素。 - `get(int index)`:获取指定索引处的元素。 - `contains(Object o)`:检查集合是否包含特定元素。 - `indexOf(Object o)`:找到元素的第一个匹配项的索引。 - `size()`:返回集合中的元素数量。 - `subList(int fromIndex, int toIndex)`:返回指定范围内的子列表。 - `retainAll(Collection<?> c)`:保留只存在于另一个集合中的元素。 - `clear()`:清除集合中的所有元素。 - `isEmpty()`:检查集合是否为空。 Set是另一种无序且不允许重复元素的集合,它的实现有HashSet和LinkedHashSet等。Set没有`add(int index, E element)`这样的方法,因为它是无序且不允许重复的。 Map的子类包括HashMap和TreeMap,它们提供了根据键查找值的功能,如: - `put(K key, V value)`:将键值对添加到Map中。 - `get(Object key)`:通过键获取对应的值。 - `containsKey(Object key)`:检查键是否存在。 总结来说,Java的集合框架为程序员提供了丰富的数据组织和管理工具,能够根据实际需求选择合适的集合类型,提高代码的灵活性和性能。了解并掌握这些概念和方法对于编写高效、可维护的Java代码至关重要。
变量 ----------容器 存储一个元素
数组 ----------容器 存储多个元素,固定的一个容器
例:int[] i = new int[3];
集合 ----------容器 存储多个元素,动态可扩容的一个容器
集合的分支体系
Collection Map
存储都value 存储的是key - value 键、值
List set
有序可重复 无序无重复 key是无序无重复的 value 无序可重复
序:顺序的意思,向集合里面放进去的顺序和取出的顺序是一致的就是有序
List集合:
ArrayList 线程非安全,效率比较高,底层数组
(Vector):早期的一个版本 ,线程安全的,效率比较低
LinkedList(本身的集合的内部的存储结构是双向链表)
LinkedList 适合修改插入
ArrayList
ArrayList类:
1、所在的包:java.util
2、继承关系和接口实现 AbstractCollection<E> AbstractList<E> 接口实现: Collection<E> List<E>
3、构造方法
ArrayList()
ArrayList(Collection<? extends E> c)
ArrayList(int inttialCapacity)
4、常用方法
增 add、 删 remove、 修改set、 查 get
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