java中Array(数组)、List(列表)、Set(集合)、Map(映射)、Queue(队列)详解

1. 数组(Array)

概念

数组是存储固定大小相同类型元素的集合。数组在Java中是静态的,长度一旦确定就不能改变。

特点
  • 固定大小:数组长度固定,不能动态改变。
  • 索引访问:通过索引(从0开始)快速访问元素。
  • 类型一致:数组中的所有元素必须是相同类型。
示例
java 复制代码
int[] numbers = new int[5]; // 声明一个包含5个整数的数组
numbers[0] = 1; // 向数组中赋值
System.out.println(numbers[0]); // 输出数组的第一个元素
优缺点
  • 优点:访问和修改速度快,适合固定大小的数据集。
  • 缺点:大小不可变,不适合需要动态添加或删除元素的场景。

2. 列表(List)

概念

列表是一个有序的集合,允许重复元素,并且可以动态调整大小。列表是Java集合框架的一部分,最常用的实现是ArrayListLinkedList

特点
  • 动态大小:可以根据需要自动扩展或缩减。
  • 有序:元素按照插入顺序排列。
  • 类型一致 :列表中的所有元素通常是同一类型,但可以通过泛型支持不同类型(如List<Object>)。
示例
java 复制代码
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Apple");
list.add("Banana");
System.out.println(list.get(0)); // 输出 "Apple"
ArrayList vs LinkedList
  • ArrayList:底层基于数组,访问速度快,但插入和删除元素速度相对慢(需要移动元素)。
  • LinkedList:底层基于双向链表,插入和删除速度快,但访问速度相对慢(需要遍历链表)。
优缺点
  • 优点:动态调整大小,适合需要频繁添加、删除操作的数据集。
  • 缺点 :访问速度比数组慢(尤其是LinkedList)。

3. 集合(Set)

概念

集合是一个不允许重复元素的无序集合。常用的实现有HashSetTreeSet

特点
  • 无序 :元素没有特定顺序(TreeSet是按自然顺序排序)。
  • 唯一性:不允许重复元素。
示例
java 复制代码
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("Apple");
set.add("Banana");
set.add("Apple"); // 尝试添加重复元素
System.out.println(set.size()); // 输出 2,因为集合不允许重复
HashSet vs TreeSet
  • HashSet:基于哈希表,操作速度快,但元素无序。
  • TreeSet:基于红黑树,元素有序,但操作速度相对慢。
优缺点
  • 优点:保证元素唯一,适合需要快速查找和去重的数据集。
  • 缺点 :不保留插入顺序,TreeSet操作性能较HashSet低。

4. 映射(Map)

概念

映射是一个键值对的集合,每个键唯一映射到一个值。常用的实现有HashMapTreeMap

特点
  • 键唯一:每个键只能对应一个值。
  • 键值对:存储的是键值对,可以通过键快速访问对应的值。
示例
java 复制代码
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Apple", 1);
map.put("Banana", 2);
System.out.println(map.get("Apple")); // 输出 1
HashMap vs TreeMap
  • HashMap:基于哈希表,键值对无序,但操作速度快。
  • TreeMap:基于红黑树,键值对按键的自然顺序排序,但操作速度相对慢。
优缺点
  • 优点:可以快速访问、插入、删除键值对,适合映射关系的数据集。
  • 缺点TreeMap性能较低,HashMap不保留顺序。

5. 队列(Queue)

概念

队列是一种按顺序处理元素的集合,支持FIFO(先进先出)原则。常用的实现有LinkedListPriorityQueue

特点
  • FIFO:先进先出,最早加入的元素最先处理。
  • 优先级队列PriorityQueue按优先级处理元素(最高优先级最先处理)。
示例
java 复制代码
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

Queue<String> queue = new LinkedList<>();
queue.add("Apple");
queue.add("Banana");
System.out.println(queue.poll()); // 输出 "Apple"
优缺点
  • 优点:适合需要顺序处理元素的场景。
  • 缺点:不支持随机访问,只能按顺序操作。

总结

数据结构 特点 适用场景
数组(Array) 固定大小,索引访问,类型一致 固定大小数据集,快速访问
列表(List) 动态大小,有序,允许重复 需要频繁添加、删除元素的数据集
集合(Set) 无序,不允许重复元素 快速查找,去重
映射(Map) 键值对,键唯一 映射关系的数据集,快速访问键对应的值
队列(Queue) FIFO顺序处理元素 按顺序处理元素的场景

掌握这些基本数据结构及其应用场景,能够帮助你更有效地处理和管理数据,从而编写更高效的Java程序。

相关推荐
咖啡教室3 小时前
java日常开发笔记和开发问题记录
java
咖啡教室3 小时前
java练习项目记录笔记
java
鱼樱前端4 小时前
maven的基础安装和使用--mac/window版本
java·后端
RainbowSea4 小时前
6. RabbitMQ 死信队列的详细操作编写
java·消息队列·rabbitmq
RainbowSea4 小时前
5. RabbitMQ 消息队列中 Exchanges(交换机) 的详细说明
java·消息队列·rabbitmq
我不会编程5556 小时前
Python Cookbook-5.1 对字典排序
开发语言·数据结构·python
李少兄6 小时前
Unirest:优雅的Java HTTP客户端库
java·开发语言·http
此木|西贝6 小时前
【设计模式】原型模式
java·设计模式·原型模式
可乐加.糖6 小时前
一篇关于Netty相关的梳理总结
java·后端·网络协议·netty·信息与通信
无名之逆6 小时前
Rust 开发提效神器:lombok-macros 宏库
服务器·开发语言·前端·数据库·后端·python·rust