java打卡学习6：集合框架 Collection

集合框架概述

集合框架（Collection Framework）是Java中用于存储、操作和传输数据的标准化架构。它提供了一组接口、实现类和算法，用于处理对象集合，简化了数据结构的操作。

核心目标：

• 性能优异：提供不同数据结构的实现（如数组、链表、哈希表、树），以满足不同场景的性能需求。

• 互操作性：不同集合类型之间的交互有统一的接口规范。

• 易学易用 ：API 设计清晰，方法命名一致（如 add、remove、size）。

与数组的区别：

特性	数组	集合
长度	固定	动态可变
存储类型	基本类型 + 对象	只能存储对象（基本类型需包装类）
功能	简单，仅有 length 属性	丰富，提供排序、查找、同步等高级功能

核心接口

• Collection ：根接口，定义了通用方法（如add(), remove(), size()）。
• List ：有序集合，允许重复元素（如ArrayList, LinkedList）。
• Set ：无序集合，不允许重复元素（如HashSet, TreeSet）。
• Queue ：队列结构，支持先进先出（FIFO）操作（如PriorityQueue）。
• Map ：键值对存储，独立于Collection接口（如HashMap, TreeMap）。

常用实现类

• ArrayList：基于动态数组，适合随机访问。
• LinkedList：基于双向链表，适合频繁插入/删除。
• HashSet：基于哈希表，快速查找，无序。
• TreeSet：基于红黑树，元素自动排序。
• HashMap ：键值对存储，允许null键/值。
• LinkedHashMap：保持插入顺序或访问顺序。

示例代码

// List示例  
List<String> list = new ArrayList<>();  
list.add("Java");  
list.add("Python");  
System.out.println(list); // 输出: [Java, Python]  

// Set示例  
Set<Integer> set = new HashSet<>();  
set.add(10);  
set.add(20);  
set.add(10); // 重复元素不会被添加  
System.out.println(set); // 输出: [20, 10]  

// Map示例  
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();  
map.put("A", 1);  
map.put("B", 2);  
System.out.println(map.get("A")); // 输出: 1  

工具类

• Collections ：提供静态方法（如排序sort()、反转reverse()）。
• Arrays ：处理数组与集合的转换（如asList()）。

注意事项

• 线程安全：多数集合类非线程安全，需使用Collections.synchronizedList()或并发包（如ConcurrentHashMap）。
• 性能选择：根据场景选择实现类（如频繁查询用ArrayList，频繁修改用LinkedList）。

List 体系（重点）

特点：有序、可重复、有下标

常用实现类：

1. ArrayList

   • 底层：动态数组
   • 优点：查询快、遍历快
   • 缺点：增删慢（要移动元素）
   • 线程不安全

2. LinkedList

   • 底层：双向链表
   • 优点：增删快
   • 缺点：查询慢
   • 可当作栈、队列、双端队列

3. Vector

   • 底层数组，线程安全，效率低，基本不用

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Set 体系（重点）

特点：无序、不可重复、无索引

常用实现类：

1. HashSet

   • 底层：HashMap（哈希表）
   • 去重原理：hashCode() + equals()
   • 无序、高效

2. LinkedHashSet

   • 底层：哈希表 + 双向链表
   • 保证：插入有序 + 去重

3. TreeSet

   • 底层：红黑树
   • 特点：自动排序（自然排序 / 比较器排序）
   • 去重：根据比较结果是否为 0

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遍历方式（Collection 通用）

1. 迭代器 Iterator（最通用）

   Iterator<String> it = coll.iterator();
   while (it.hasNext()) {
   String s = it.next();
   }

2. 增强 for 循环

   for (String s : coll) { }

3. forEach + Lambda（JDK8+）

   coll.forEach(s -> System.out.println(s));

选择建议（面试/开发实用）：