Java集合框架深度解析：List、HashMap、HashSet等源码分析

本文档是对Java基础集合框架的深入分析和总结，涵盖了List、HashMap、HashSet等主要集合类的底层源码和操作方法。通过阅读这篇总结，读者可以了解到Collection接口及其子接口List、Map、Set的相关方法，以及ArrayList、Vector、LinkedList、HashSet、TreeSet、HashMap、TreeMap等具体实现类的底层实现原理。 一、Collection接口 Collection接口是所有单值集合的父接口，提供了添加、删除和检查元素的基本操作。它不能直接实例化，需要通过其实现类如ArrayList、LinkedList等来创建对象。Collection接口的主要方法包括add()用于添加元素，remove()用于删除元素，以及size()返回集合中元素的数量。 二、List接口 List接口继承自Collection，它是一个有序的集合，允许有重复元素。常见的实现类有ArrayList和LinkedList。List接口提供了特定于顺序的操作，如add(index, element)用于在指定位置插入元素，set(index, element)用于替换指定位置的元素，以及remove(index)用于删除指定位置的元素。此外，List集合支持多种遍历方式，如普通for循环、增强for循环和迭代器Iterator。 三、ArrayList实现类 ArrayList基于动态数组实现，提供了高效的随机访问但插入和删除效率较低。在JDK1.7和1.8中，其底层源码有所差异，但核心思想是通过扩容来适应元素数量的增长。 四、Vector实现类 Vector与ArrayList类似，但它线程安全，每个方法都进行了同步处理。这使得Vector在多线程环境下更安全，但性能略逊于ArrayList。 五、LinkedList实现类 LinkedList是双链表结构，适合频繁进行插入和删除操作，但随机访问效率低于ArrayList。 六、HashSet实现类 HashSet基于HashMap实现，不允许有重复元素，不保证元素的顺序。它的底层源码主要关注的是如何通过哈希算法快速定位元素。 七、LinkedHashSet实现类 LinkedHashSet在HashSet的基础上增加了元素的插入顺序，使得遍历集合时能按添加顺序进行。 八、TreeSet实现类 TreeSet实现了SortedSet接口，内部使用红黑树存储元素，保证了集合的排序性。可以按照自然排序或自定义比较器进行排序。 九、HashMap实现类 HashMap提供了高效的键值对存储，基于哈希表实现。在JDK1.7和1.8中，其内部结构和扩容策略有所不同，1.8引入了链表转红黑树优化。 十、LinkedHashMap实现类 LinkedHashMap是HashMap的子类，保留了插入顺序或访问顺序，使得遍历时能按插入或访问顺序进行。 十一、TreeMap实现类 TreeMap使用红黑树实现，提供有序的键值对存储。可以按照键的自然排序或自定义比较器进行排序。 通过对这些集合类的源码分析，开发者可以更好地理解它们的工作机制，从而在实际开发中选择最适合的数据结构，提高代码性能。这篇总结不仅适合初学者巩固基础，也对有经验的开发者有参考价值，帮助他们深入理解Java集合框架的内在逻辑。