Java 常用集合方法详解

在 Java 编程中，集合框架提供了丰富的数据结构和算法来存储和操作数据。集合框架主要包含了 List、Set 和 Map 接口，其中 List 和 Map 是最常用的接口。本文将深入探讨 List 和 Map 接口下的集合类及其常用方法，包括实际应用示例和代码片段。

1. List 接口及其常用方法

List 接口是一个有序集合，它允许重复的元素。List 接口的实现类包括 ArrayList、LinkedList 和 Vector 等。下面是 List 接口的主要实现类及其常用方法。

1.1 ArrayList

ArrayList 是一个动态数组实现的 List，提供了快速的随机访问性能。其主要方法包括：

• add(E e)

  向列表中添加一个元素。

  java

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  ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); list.add("Hello"); list.add("World");

• add(int index, E element)

  在指定位置插入元素。

  java

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  list.add(1, "Java");

• remove(Object o)

  删除首次出现的指定元素。

  java

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  list.remove("Hello");

• remove(int index)

  删除指定位置的元素。

  java

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  list.remove(0);

• get(int index)

  获取指定位置的元素。

  java

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  String item = list.get(0);

• set(int index, E element)

  替换指定位置的元素。

  java

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  list.set(1, "Programming");

• size()

  返回列表中的元素数量。

  java

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  int size = list.size();

• contains(Object o)

  检查列表是否包含指定元素。

  java

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  boolean hasJava = list.contains("Java");

• clear()

  清空列表中的所有元素。

  java

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  list.clear();

• isEmpty()

  检查列表是否为空。

  java

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  boolean empty = list.isEmpty();

• indexOf(Object o)

  返回指定元素的第一次出现位置。

  java

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  int index = list.indexOf("Programming");

• toArray()

  将列表转换为数组。

  java

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  String[] array = list.toArray(new String[0]);

1.2 LinkedList

LinkedList 是一个双向链表实现的 List，适用于频繁插入和删除操作。其方法包括：

• addFirst(E e)

  在链表的开头添加元素。

  java

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  LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>(); linkedList.addFirst("Start");

• addLast(E e)

  在链表的末尾添加元素。

  java

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  linkedList.addLast("End");

• removeFirst()

  移除链表的第一个元素。

  java

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  linkedList.removeFirst();

• removeLast()

  移除链表的最后一个元素。

  java

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  linkedList.removeLast();

• getFirst()

  获取链表的第一个元素。

  java

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  String first = linkedList.getFirst();

• getLast()

  获取链表的最后一个元素。

  java

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  String last = linkedList.getLast();

• listIterator()

  获取链表的 ListIterator。

  java

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  ListIterator<String> iterator = linkedList.listIterator();

1.3 Vector

Vector 是一个线程安全的 List 实现，它的主要方法与 ArrayList 类似，不过通常不推荐使用，因为其线程安全特性在现代应用中不如 CopyOnWriteArrayList 实用。

2. Map 接口及其常用方法

Map 接口是一种映射关系的集合，它将键映射到值。Map 接口的实现类包括 HashMap、TreeMap 和 LinkedHashMap 等。下面是 Map 接口的主要实现类及其常用方法。

2.1 HashMap

HashMap 是基于哈希表的 Map 实现，不保证顺序。其主要方法包括：

• put(K key, V value)

  将指定的值与指定的键相关联。

  java

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  HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>(); map.put("One", 1); map.put("Two", 2);

• get(Object key)

  获取指定键所映射的值。

  java

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  Integer value = map.get("One");

• remove(Object key)

  移除指定键的映射。

  java

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  map.remove("Two");

• containsKey(Object key)

  检查是否包含指定键。

  java

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  boolean hasKey = map.containsKey("One");

• containsValue(Object value)

  检查是否包含指定值。

  java

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  boolean hasValue = map.containsValue(1);

• size()

  返回映射中的键值对数量。

  java

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  int size = map.size();

• clear()

  清空映射中的所有键值对。

  java

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  map.clear();

• keySet()

  返回映射中所有键的 Set 视图。

  java

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  Set<String> keys = map.keySet();

• values()

  返回映射中所有值的 Collection 视图。

  java

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  Collection<Integer> values = map.values();

• entrySet()

  返回映射中所有键值对的 Set 视图。

  java

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  Set<Map.Entry<String, Integer>> entries = map.entrySet();

2.2 TreeMap

TreeMap 是一个基于红黑树的 Map 实现，能够保持键的自然顺序或按指定的比较器排序。其主要方法包括：

• firstKey()

  获取映射中的最小键。

  java

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  String firstKey = treeMap.firstKey();

• lastKey()

  获取映射中的最大键。

  java

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  String lastKey = treeMap.lastKey();

• ceilingKey(K key)

  获取大于等于指定键的最小键。

  java

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  String ceilingKey = treeMap.ceilingKey("SomeKey");

• floorKey(K key)

  获取小于等于指定键的最大键。

  java

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  String floorKey = treeMap.floorKey("SomeKey");

2.3 LinkedHashMap

LinkedHashMap 是一个保留插入顺序的 Map 实现。它的主要方法与 HashMap 相似，但在遍历时会按插入顺序进行。

总结

本文详细介绍了 Java 集合框架中 List 和 Map 接口的常用方法及其实现类。List 接口主要关注有序和重复元素的存储，而 Map 接口则用于键值对的映射。理解和掌握这些集合方法可以帮助你在 Java 编程中更高效地操作数据结构，提高代码的性能和可维护性。希望通过本文的讲解，你能够更好地运用这些集合类的方法，解决实际开发中的问题。