Java Collection(集合) 接口

Date: 2025-05-21 20:21:32 author: lijianzhan

Java 集合框架提供了一组接口和类，以实现各种数据结构和算法。

以下是关于 Java 集合的核心内容说明：

java 复制代码

        /**
         * Java Collection Framework 说明：
         *
         * 在 Java 中，集合（Collection） 是一个核心的编程概念，用于存储、管理和操作一组对象。Java 集合框架（Java Collections Framework, JCF）提供了一套标准化的接口和类，使得开发者可以高效地处理数据集合（如列表、集合、队列、映射等）
         * Java 集合框架基于接口设计的，并且分为了两大类分别是Collection接口和Map接口
         *
         * Collection 接口（说明：存储单一元素）特点：
         *  下面三种接口是Collection接口的子接口
         *  1.List：
         *      1.有序排列
         *      2.允许重复
         *      3.如 ArrayList, LinkedList(ps:LinkedList类提供了双向链接列表数据结构的实现)
         *  2.Set：
         *      1.无序排列
         *      2.不允许重复
         *      3.如 HashSet, TreeSet
         *  3.Queue：
         *      1.队列
         *      2.先进先出（FIFO）
         *      3.如 LinkedList, PriorityQueue
         *
         * Map 接口（说明：Map接口允许元素以键/值对（Key-Value）的形式存储。键是唯一的名称，可用于访问map中的特定元素。而且，每个键都有一个与之关联的值）特点：
         *  1.键唯一
         *  2.值可重复
         *  3.如 HashMap, TreeMap
         *
         * */

在Java中，List接口是一个有序的集合，它允许我们按顺序存储和访问元素：
为了使用List接口的功能，我们可以使用以下类：
1.数组列表（ArrayList类）
2.链表（LinkedList类）
3.向量（vector类）
4.堆栈（Stack类）

（1）List 接口的实现类

java 复制代码

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

class Main {
    public static void main(String[] args){
        /*
         * ArrayList：
         *  1.基于动态数组实现
         *  2.线程不安全，适用于单线程环境
         *  3.可以包含重复的元素
         */

        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);

        System.out.println("List: " + list);

        //从列表中访问元素
        int number = list.get(2);
        System.out.println("访问元素: " + number);

        //使用indexOf()方法
        int index = list.indexOf(2);
        System.out.println("位置3的元素是 " + index);

        //从列表中删除元素
        int removedNumber = list.remove(1);
        System.out.println("删除元素: " + removedNumber);
    }
}

复制代码

输出结果示例：

（2）List 接口的实现类

java 复制代码

import java.util.LinkedList;
import java.util.ListIterator;

class Main {
    public static void main(String[] args){
        /*
         * ArrayList：
         *  1.基于双向链表实现
         *  2.实现了 Deque 接口，可用作队列或栈
         *  3.可以包含重复的元素
         */

        //创建整数类型的链表
        LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();

        linkedList.add(1);
        linkedList.add(2);
        System.out.println("LinkedList: " + linkedList);

        //从链表中获取元素
        int number = linkedList.get(1);
        System.out.print("索引1处的元素: " + number);

        //创建字符串类型的链表
        LinkedList<String> linkedList2 = new LinkedList<>();

        //将元素添加到 LinkedList2
        linkedList2.add("Dog");
        linkedList2.add("Cat");
        linkedList2.add("Horse");
        System.out.println("linkedList2: " + linkedList2);

        //使用索引添加元素到 LinkedList2
        linkedList2.add(0,"Danger");
        linkedList2.add(1,"Monkey");
        linkedList2.add(2,"Duck");

        System.out.println("linkedList2: " + linkedList2);

        // 将一个链表添加到另一个链表，新建animals链表
        LinkedList<String> animals = new LinkedList<>();
        animals.add("Crocodile");

        //把 linkedList2 的所有元素都添加到 animals 上
        animals.addAll(linkedList2);
        System.out.println("Animals: " + animals);

        //创建ListIterator对象
        ListIterator<String> listIterate = animals.listIterator();
        listIterate.add("Dog");
        listIterate.add("Cat");

        System.out.println("listIterate: " + animals);

        // 使用iterator()方法 访问元素
        while(listIterate.hasNext()) {
            System.out.print(listIterate.next());
            System.out.print(", ");
        }

    }
}

复制代码

输出结果示例：

Set集合不能包含重复的元素：
为了使用Set接口的功能，我们可以使用以下类：
1.HashSet
2.LinkedHashSet
3.EnumSet
4.TreeSet
Set 接口的实现类：
（1）HashSet

java 复制代码

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

class Main {
    public static void main(String[] args){
        /*
         * HashSet：
         *  1.基于哈希表实现，无序，插入/查询时间复杂度为 O(1)
         *  2.依赖 hashCode() 和 equals() 方法判断元素是否重复。
         */

        // 创建set
        Set<Integer> setList = new HashSet<>();
        setList.add(10);
        // 重复元素会被忽略
        setList.add(10);

        System.out.println(setList);

    }
}

代码运行结果：

（2）TreeSet

java 复制代码

import java.util.TreeSet;

class Main {
    public static void main(String[] args){
        /*
         * TreeSet：
         *  1.基于红黑树实现，自然排序或自定义排序，插入/查询时间复杂度为 O(log n)
         *  2.元素必须实现 Comparable 接口或传入 Comparator
         */

        // 创建TreeSet
        TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<>();
        treeSet.add("Banana");
        treeSet.add("Apple"); // 自动按字母顺序排序

        System.out.println(treeSet);

    }
}

代码运行结果：

总结：Java 集合框架是处理数据的核心工具，能够理解其接口和实现类的特性，掌握集合的使用可以高效的编程。