Java 核心类库是 JDK 内置的基础类集合，涵盖数据处理、I/O、并发等通用功能，无需手动实现即可直接调用；数据结构是组织和存储数据的方式，Java 通过集合框架将常用数据结构封装为可直接使用的类，二者结合支撑起 Java 程序的基础数据操作能力。
一、 核心类库（工具类为主）
核心类库主要位于 java.lang （默认导入）、 java.util 、 java.math 等包中，以下是高频核心工具类：
- 字符串相关类
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String ：不可变字符序列，底层是 char[] （JDK8）或 byte[] （JDK9+），每次修改都会生成新对象；重写了 equals() 和 hashCode() ，支持字符串拼接、查找、截取等操作。
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StringBuffer ：可变字符序列，线程安全（方法加 synchronized ），适合多线程环境下的字符串修改。
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StringBuilder ：可变字符序列，非线程安全，效率高于 StringBuffer ，是单线程环境的首选。
- 日期时间类
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旧版（ java.util ）： Date 表示时间戳， SimpleDateFormat 用于格式化，但存在线程不安全问题； Calendar 用于日期字段的计算，设计复杂、易出错。
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新版（ java.time ，JDK8 引入）： LocalDate （日期）、 LocalTime （时间）、 LocalDateTime （日期+时间），支持链式调用； DateTimeFormatter 负责格式化与解析，替代 SimpleDateFormat ，线程安全。
- 数学与数值类
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Math ：提供静态方法，如 abs() （绝对值）、 round() （四舍五入）、 random() （随机数）、 max() / min() 等，基于系统原生方法实现，效率高。
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BigInteger ：处理任意长度的整数，解决 int / long 的取值范围限制，支持加减乘除、取模、幂运算等。
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BigDecimal ：处理高精度小数，解决浮点数运算的精度丢失问题，需通过 String 构造方法初始化，常用方法有 add() 、 subtract() 、 multiply() 、 divide() （需指定舍入模式）。
- 包装类
对应 8 种基本数据类型，分别是 Byte 、 Short 、 Integer 、 Long 、 Float 、 Double 、 Character 、 Boolean ，实现了基本类型与对象的转换。
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自动装箱：基本类型→包装类（如 int → Integer ）；自动拆箱：包装类→基本类型（如 Integer → int ）。
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提供常量（如 Integer.MAX_VALUE ）和静态方法（如 Integer.parseInt() 实现字符串转整数）。
二、 数据结构（集合框架）
Java 集合框架（ java.util 包）是数据结构的核心实现，分为 Collection 和 Map 两大体系，支持动态存储、检索、修改数据，替代了传统数组的固定长度限制。
- 核心接口体系
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Collection：单列集合根接口，存储单个元素，子接口包含 List、Set、Queue。
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List：有序、可重复，支持索引访问，子接口实现类包含 ArrayList、LinkedList、Vector。
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Set：无序、不可重复，基于哈希或排序去重，子接口实现类包含 HashSet、LinkedHashSet、TreeSet。
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Queue：队列，遵循 FIFO（先进先出）原则，实现类包含 LinkedList、PriorityQueue。
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Map：双列集合根接口，存储键值对（Key-Value），Key 唯一，实现类包含 HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable。
- 常用数据结构实现类详解
（1） List 系列（有序可重复）
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ArrayList：底层是动态数组，初始容量 10，扩容时默认扩容 1.5 倍；查询快（通过索引直接访问），增删慢（需移动元素）；非线程安全，适合读多写少场景。
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LinkedList：底层是双向链表，每个节点存储前驱、后继和元素；增删快（仅需修改节点引用），查询慢（需遍历链表）；实现了 Deque 接口，可作为栈、队列使用；非线程安全。
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Vector：底层是动态数组，扩容时默认扩容 2 倍；方法加 synchronized ，线程安全，但效率低于 ArrayList ，多用于老旧项目。
（2） Set 系列（无序不可重复）
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HashSet：底层基于 HashMap 实现，元素作为 HashMap 的 Key，Value 为固定对象；利用哈希表去重，元素需重写 equals() 和 hashCode() ；无序，查询、增删效率高（时间复杂度 O(1)）。
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LinkedHashSet：继承 HashSet ，底层是 LinkedHashMap ；有序（维护插入顺序），兼具 HashSet 的高效和链表的有序性。
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TreeSet：底层基于红黑树实现；排序（自然排序或自定义 Comparator），查询、增删效率为 O(log n)；元素需实现 Comparable 接口或指定比较器。
（3） Map 系列（键值对存储）
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HashMap：底层是数组+链表+红黑树（JDK8 优化）；Key 不可重复，Value 可重复；Key 需重写 equals() 和 hashCode() ；非线程安全，允许 Key/Value 为 null ；默认容量 16，负载因子 0.75，扩容为 2 倍。
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LinkedHashMap：继承 HashMap ，维护双向链表记录插入顺序；有序（插入或访问顺序），适合需要保留键值对顺序的场景。
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TreeMap：底层基于红黑树；Key 自动排序（自然排序或自定义比较器）；Key 需实现 Comparable 接口；不允许 Key 为 null 。
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Hashtable：底层是哈希表；方法加 synchronized ，线程安全；不允许 Key/Value 为 null ；效率低于 HashMap ，逐渐被淘汰。
- 工具类
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Collections：提供静态方法操作集合，如 sort() （排序 List）、 reverse() （反转 List）、 synchronizedList() （将非线程安全集合转为线程安全）、 binarySearch() （二分查找）。
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Arrays：提供静态方法操作数组，如 sort() （数组排序）、 toString() （数组转字符串）、 asList() （数组转 List）。
三、 核心类库与数据结构的关联
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数据结构依赖核心类库：如 ArrayList 底层依赖 Object[] 数组， HashMap 依赖 Object 类定义的 hashCode() / equals() 方法。
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核心类库借助数据结构优化性能：如 String 的不可变性基于字符数组实现， LinkedList 作为队列依赖链表结构的 FIFO 特性。