Java集合概述
Java 集合框架（Java Collections Framework）是 Java 提供的一套用于存储和操作数据的标准工具集。集合框架的核心作用是为开发者提供一组标准化的数据结构和算法实现，极大地简化了常见数据操作，如排序、查找、插入、删除等。通过集合框架，开发者可以使用高效的数据结构来管理数据，从而提高代码的复用性和可维护性。
# 集合框架的组成
Java 集合框架主要由以下几个部分组成：
核心接口：集合框架由一些核心接口组成，这些接口定义了集合类型的通用操作。
- Collection：是所有集合类型的顶层接口，包含
List、Set、Queue等子接口。 - List：有序集合，允许重复元素，例如
ArrayList、LinkedList。 - Set：无序集合，不允许重复元素，例如
HashSet、TreeSet。 - Queue：用于表示先进先出（FIFO）的数据结构，例如
LinkedList、PriorityQueue。 - Map：键值对集合，尽管它不属于
Collection接口，但也是集合框架的重要组成部分，例如HashMap、TreeMap。
- Collection：是所有集合类型的顶层接口，包含
实现类：集合框架提供了这些接口的各种实现类，以满足不同的使用场景。
List 接口实现：
- ArrayList：基于动态数组实现，查询性能优越，适合频繁访问元素的场景，但在插入和删除时性能相对较差。
- LinkedList：基于双向链表实现，插入和删除操作性能较好，适合频繁插入和删除的场景，但随机访问性能较差。
Set 接口实现：
- HashSet：基于哈希表实现，具有较快的查找速度，但不保证元素的顺序，适合需要快速去重的场景。
- TreeSet：基于红黑树实现，元素按自然顺序或自定义比较器排序，适合需要排序且元素不能重复的场景。
- LinkedHashSet：保留了元素的插入顺序，适合需要去重且维护插入顺序的场景。
Map 接口实现：
- HashMap：基于哈希表实现，允许通过键快速查找对应的值，适合大部分需要键值对存储的场景。
- TreeMap：基于红黑树实现，键按自然顺序或自定义比较器排序，适合需要按键进行排序的场景。
- LinkedHashMap：保留键值对插入顺序，适合需要既能快速查找，又能保持插入顺序的场景。
Queue 接口实现：
- PriorityQueue：基于堆实现，元素按优先级排序，适合需要实现优先级处理的场景。
- LinkedList：实现了
Queue接口，适合作为双端队列或普通队列使用。
工具类：Java 集合框架中还包含了一些工具类，如
Collections，用于对集合进行操作，例如排序、查找和同步化。
# 集合框架的接口层次结构
Java 集合框架的接口层次结构从顶级接口 Iterable 开始，逐层扩展到具体的集合实现类，如下所示：
- Iterable（顶级接口）：定义集合类可用于
for-each循环的行为。- Collection（继承自
Iterable）：是所有集合类的根接口。- List（继承自
Collection）：有序集合，允许重复元素。- ArrayList（实现
List接口）：基于动态数组实现。 - LinkedList（实现
List和Queue接口）：基于链表实现。
- ArrayList（实现
- Set（继承自
Collection）：无序集合，不允许重复元素。- HashSet（实现
Set接口）：基于哈希表实现。 - TreeSet（实现
Set接口）：基于红黑树实现，支持元素的排序。
- HashSet（实现
- Queue（继承自
Collection）：用于先进先出数据结构的接口。- PriorityQueue（实现
Queue接口）：优先级队列，元素按优先级排序。
- PriorityQueue（实现
- List（继承自
- Map（不继承自
Collection）：用于存储键值对的接口。- HashMap（实现
Map接口）：基于哈希表实现，允许键值对快速查找。 - TreeMap（实现
Map接口）：基于红黑树实现，键按自然顺序或自定义比较器排序。
- HashMap（实现
- Collection（继承自
# 集合框架的应用场景
Java 集合框架适用于各种不同的数据存储和操作需求，以下是一些常见的应用场景：
List：适合存储有序的、允许重复的元素，例如：
- 存储一组学生的考试成绩。
- 维护操作记录或访问日志。
Set：适合存储不允许重复的元素，例如：
- 存储唯一的用户 ID。
- 记录不同类型的事件集合，以确保没有重复的事件类型。
Map：适合存储键值对的关系，例如：
- 存储用户 ID 和用户详细信息之间的映射。
- 将产品名称与价格进行映射，方便查找。
上次更新: 2024/10/31, 18:28:18