JAVA的容器

文章目录

• List
• • [List 接口的特点](#List 接口的特点)
  • [List 接口的主要方法](#List 接口的主要方法)
  • [List 接口的实现类](#List 接口的实现类)
  • 示例
• Map
• • [Map 接口的特点](#Map 接口的特点)
  • [Map 接口的主要方法](#Map 接口的主要方法)
  • [Map 接口的实现类](#Map 接口的实现类)
  • 示例
• Queue
• • [Queue 接口的特点](#Queue 接口的特点)
  • [Queue 接口的主要方法](#Queue 接口的主要方法)
  • [Queue 接口的实现类](#Queue 接口的实现类)
  • 示例

List

List是Collections Framework 的一部分，用于表示一个有序集合，可以包含重复的元素。List 接口位于 java.util 包中，继承自 Collection 接口。List 接口提供了多种方法来操作集合中的元素，包括添加、删除、获取和更新等。

List 接口的特点

• 有序性：List 中的元素按照一定的顺序排列，每个元素都有其对应的索引位置，索引从 0 开始。
• 可重复性：List 中可以包含重复的元素，即同一个元素可以多次出现在 List 中。
• 插入和访问：List 接口提供了基于索引的操作，可以快速地通过索引来访问、添加、修改和删除元素。

List 接口的主要方法

List 接口提供了一系列方法来操作集合：

• add(E element): 在列表末尾添加一个元素。
• add(int index, E element): 在列表的指定位置插入一个元素。
• remove(int index): 移除列表中指定位置的元素。
• remove(Object element): 移除列表中首次出现的指定元素。
• get(int index): 返回列表中指定位置的元素。
• set(int index, E element): 替换列表中指定位置的元素。
• size(): 返回列表中的元素数量。
• isEmpty(): 判断列表是否为空。
• contains(Object element): 判断列表是否包含指定元素。
• indexOf(Object element): 返回列表中首次出现的指定元素的索引，如果不存在则返回-1。
• lastIndexOf(Object element): 返回列表中最后出现的指定元素的索引，如果不存在则返回-1。
• subList(int fromIndex, int toIndex): 返回列表中从fromIndex到toIndex-1位置的子列表视图。
• clear(): 移除列表中的所有元素。
• toArray(): 将列表转换为数组。

List 接口的实现类

List 接口有多个实现类，其中最常用的是 ArrayList 和 LinkedList：

• ArrayList：基于动态数组实现，提供了快速的随机访问性能，但在列表中间插入和删除元素较慢。
• LinkedList：基于双向链表实现，提供了快速的插入和删除性能，特别是在列表的开始和结束位置，但在随机访问方面较慢。

示例

以下是如何在 Java 中使用 List 接口的一个简单示例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ListExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 ArrayList 实例
        List<String> list = new ArrayList<>();

        // 添加元素
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");

        // 通过索引访问元素
        System.out.println("Index 1: " + list.get(1)); // 输出: Index 1: Banana

        // 修改元素
        list.set(1, "Grape");

        // 删除元素
        list.remove(0); // 移除索引为 0 的元素（Apple）

        // 遍历列表
        for (String fruit : list) {
            System.out.println(fruit);
        }
    }
}

Map

Map是一个接口，它用于存储键值对（key-value pairs）的集合。Map中的每个键都是唯一的，而值可以重复。Map接口提供了一系列方法来操作键值对，包括添加、删除、获取和更新等。

Map 接口的特点

• 键的唯一性：Map中的每个键都映射到一个唯一的值。如果尝试插入一个已经存在的键，那么与该键关联的值将被更新。
• 无序性：Map接口本身不保证键值对的顺序。如果需要顺序，可以使用SortedMap接口或LinkedHashMap类。
• 键值对操作：Map提供了多种方法来操作键值对，如根据键获取值、添加键值对、删除键值对等。

Map 接口的主要方法

Map接口提供了一系列方法来操作键值对：

• put(K key, V value): 添加或更新键值对。
• get(Object key): 根据键获取对应的值，如果键不存在则返回null。
• remove(Object key): 移除键值对，并返回与键关联的值，如果键不存在则返回null。
• containsKey(Object key): 判断是否包含指定的键。
• containsValue(Object value): 判断是否包含指定的值。
• size(): 返回Map中的键值对数量。
• isEmpty(): 判断Map是否为空。
• clear(): 移除所有键值对。
• keySet(): 返回Map中所有键的集合视图。
• values(): 返回Map中所有值的集合视图。
• entrySet(): 返回Map中所有键值对的集合视图。

Map 接口的实现类

Map接口有多个实现类，其中最常用的是HashMap、TreeMap和LinkedHashMap：

• HashMap：基于哈希表实现，提供了快速的键值对操作性能。它不保证顺序，并且允许使用null作为键和值。
• TreeMap：基于红黑树实现，是一个有序的Map实现，根据键的自然顺序或自定义比较器进行排序。
• LinkedHashMap：继承自HashMap，它维护了一个双向链表，用于维护键值对的插入顺序。

示例

以下是如何在Java中使用Map接口的一个简单示例：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class MapExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个HashMap实例
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();

        // 添加键值对
        map.put("Apple", 1);
        map.put("Banana", 2);
        map.put("Cherry", 3);

        // 根据键获取值
        System.out.println("Banana: " + map.get("Banana")); // 输出: Banana: 2

        // 判断是否包含键
        System.out.println("Contains Apple: " + map.containsKey("Apple")); // 输出: Contains Apple: true

        // 删除键值对
        map.remove("Apple");

        // 遍历Map
        for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
        }
    }
}

Queue

Queue是一个接口，它继承自Collection接口，用于模拟队列数据结构。队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，即元素按照它们被添加的顺序被移除。Queue接口提供了一系列方法来操作队列，包括添加、删除、检查等。

Queue 接口的特点

• 先进先出：队列中的元素按照它们被添加的顺序被移除。队列的头部是队列中存在时间最长的元素，而尾部是队列中存在时间最短的元素。
• 可选操作：Queue接口允许某些操作，如插入、删除和检查，可能会抛出异常，也允许这些操作返回特殊值（如null或false）而不抛出异常。

Queue 接口的主要方法

Queue接口提供了一系列方法来操作队列：

• add(E element): 添加一个元素到队列的尾部，如果队列已满，则抛出IllegalStateException。
• offer(E element): 添加一个元素到队列的尾部，如果队列已满，则返回false。
• remove(): 移除并返回队列头部的元素，如果队列为空，则抛出NoSuchElementException。
• poll(): 移除并返回队列头部的元素，如果队列为空，则返回null。
• element(): 返回队列头部的元素，但不移除，如果队列为空，则抛出NoSuchElementException。
• peek(): 返回队列头部的元素，但不移除，如果队列为空，则返回null。
• size(): 返回队列中的元素数量。
• isEmpty(): 判断队列是否为空。
• contains(Object element): 判断队列是否包含指定的元素。

Queue 接口的实现类

Queue接口有多个实现类，其中最常用的是LinkedList和PriorityQueue：

• LinkedList：基于链表实现，可以作为队列或双端队列使用。
• PriorityQueue：基于优先级堆实现，是一个无界优先队列，元素根据其自然顺序或者自定义比较器进行排序。

示例

以下是如何在Java中使用Queue接口的一个简单示例：

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class QueueExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 LinkedList 实例作为 Queue
        Queue<String> queue = new LinkedList<>();

        // 添加元素到队列
        queue.add("Apple");
        queue.offer("Banana");
        queue.offer("Cherry");

        // 移除并返回队列头部的元素
        System.out.println("Removed: " + queue.remove()); // 输出: Removed: Apple
        System.out.println("Peeked: " + queue.peek()); // 输出: Peeked: Banana

        // 遍历队列
        while (!queue.isEmpty()) {
            System.out.println(queue.poll());
        }
    }
}