Java 入门，详解List，Map集合使用

一.List

在 Java 中，List 是一个接口‌，属于 java.util 包，是 Java 集合框架（Java Collections Framework）的重要组成部分。List（列表）是一种有序 的集合，它允许存储重复的元素。你可以把它想象成一个排队列表或者购物清单：

有序：你添加元素的顺序就是它们存储的顺序。
可重复：你可以添加多个相同的元素（比如买了两个苹果）。
通过索引访问：就像数组一样，可以通过下标（从 0 开始）来获取元素。
动态容量‌：实现类（如 ArrayList）会自动扩容，无需手动指定大小。

最常用的实现类是 ArrayList
注意：List 是接口，‌不能直接实例化‌。应使用接口引用 + 实现类实例的方式，例如

java 复制代码

List<String> list = new ArrayList<>();

代码例子：一个简单的待办事项列表

java 复制代码

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

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 创建 List
        // 这里我们创建一个存储 String (字符串) 的列表
        List<String> todoList = new ArrayList<>();

        // 2. 添加数据 (add)
        todoList.add("买牛奶");       // 索引 0
        todoList.add("写Java代码");    // 索引 1
        todoList.add("跑步");          // 索引 2
        
        // 在指定位置插入元素 (例如在索引 1 的位置插入，原来的元素后移)
        todoList.add(1, "回复邮件");   
        // 现在列表顺序: ["买牛奶", "回复邮件", "写Java代码", "跑步"]

        System.out.println("--- 初始列表 ---");
        System.out.println(todoList); 

        // 3. 获取数据 (get)
        // 注意：索引从 0 开始
        String firstTask = todoList.get(0);
        System.out.println("第一个任务 is: " + firstTask); // 输出: 买牛奶

        // 4. 修改数据 (set)
        // 将索引为 2 的元素修改为 "学习Python"
        todoList.set(2, "学习Python");
        System.out.println("--- 修改后 ---");
        System.out.println(todoList); // 输出: [买牛奶, 回复邮件, 学习Python, 跑步]

        // 5. 删除数据 (remove)
        // 方式 A: 根据索引删除
        todoList.remove(0); // 删除第一个元素 "买牛奶"
        
        // 方式 B: 根据对象内容删除 (删除第一个匹配到的 "跑步")
        todoList.remove("跑步");
        
        System.out.println("--- 删除后 ---");
        System.out.println(todoList); // 输出: [回复邮件, 学习Python]

        // 6. 检查是否存在 (contains)
        boolean hasJava = todoList.contains("写Java代码");
        System.out.println("还有写Java代码这个任务吗? " + hasJava); // 输出: false (因为之前被替换了)

        // 7. 获取大小 (size)
        System.out.println("当前任务数量: " + todoList.size()); // 输出: 2

        // 8. 遍历 List (三种常用方式)
        System.out.println("--- 遍历所有任务 ---");

        // 方式 A: 传统 for 循环 (通过索引)
        for (int i = 0; i < todoList.size(); i++) {
            System.out.println("任务 " + (i + 1) + ": " + todoList.get(i));
        }

        // 方式 B: 增强 for 循环 (foreach) - **最推荐，简洁**
        for (String task : todoList) {
            System.out.println("正在做: " + task);
        }
        
        // 方式 C: forEach + Lambda (Java 8+)
        todoList.forEach(task -> System.out.println("Lambda: " + task));
    }
}

操作	方法	说明
创建	new ArrayList<>()	创建一个空的动态数组列表
添加	add(element)	在末尾添加元素
插入	add(index, element)	在指定索引位置插入元素
获取	get(index)	根据索引获取元素
修改	set(index, element)	替换指定索引位置的元素
删除	remove(index) 或 remove(object)	根据索引或删除第一个匹配的对象
判断存在	contains(object)	判断列表中是否包含某个元素
大小	size()	获取列表中元素的数量
清空	clear()	删除所有元素

注意事项

索引从 0 开始：这和数组一样。如果有 3 个元素，索引分别是 0, 1, 2。如果你尝试 get(3)，会抛出IndexOutOfBoundsException（下标越界异常）。
泛型：同样强烈建议使用泛型。List 表示这个列表只能存字符串。如果你尝试add(123)，编译器会直接报错，防止运行时错误。
ArrayList vs LinkedList ：
ArrayList：底层是数组。查询快（通过索引直接定位），增删慢（中间插入/删除需要移动后续元素）。大多数情况下首选
ArrayList。 LinkedList：底层是链表。增删快，查询慢。只有在频繁在列表中间进行插入/删除操作时才考虑使用。
基本数据类型：和 Map 一样，List 不能直接存 int, double 等基本类型，必须使用包装类 Integer, Double等。例如：List numbers = new ArrayList<>();

二.Map

在 Java 中，Map（映射）是一种存储 键值对 (Key-Value Pair) 的数据结构。是一种双列集合接口，你可以把它想象成一个字典或通讯录：
Key (键) ：就像人的名字（唯一，用来查找）。
Value (值) ：就像人的电话号码（对应的数据）。

最常用的实现类是 HashMap 。
核心特性：

键值对存储‌：每个元素由一个键（key）和一个值（value）组成。 ‌
键唯一‌：Map中‌不能包含重复的键‌；若尝试添加重复键，新值会覆盖旧值。 ‌
值可重复‌：多个键可以对应相同的值。
一对一映射‌：每个键最多对应一个值，体现数学中的函数概念

代码示例：一个简单的学生成绩表

java 复制代码

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class MapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 创建 Map
        // Key 是 String (学生姓名), Value 是 Integer (分数)
        Map<String, Integer> scoreMap = new HashMap<>();

        // 2. 添加数据 (put)
        scoreMap.put("张三", 90);
        scoreMap.put("李四", 85);
        scoreMap.put("王五", 92);
        
        // 如果 key 已经存在，新的 value 会覆盖旧的
        scoreMap.put("张三", 95); // 张三的分数从 90 变成了 95

        System.out.println("--- 初始数据 ---");
        System.out.println(scoreMap); // 输出: {张三=95, 李四=85, 王五=92}

        // 3. 获取数据 (get)
        int zhangSanScore = scoreMap.get("张三");
        System.out.println("张三的分数是: " + zhangSanScore); // 输出: 95

        // 如果 key 不存在，get 返回 null
        Integer zhaoLiuScore = scoreMap.get("赵六");
        System.out.println("赵六的分数是: " + zhaoLiuScore); // 输出: null

        // 4. 检查是否存在 (containsKey / containsValue)
        boolean hasLiSi = scoreMap.containsKey("李四");
        System.out.println("是否有李四? " + hasLiSi); // 输出: true

        // 5. 删除数据 (remove)
        scoreMap.remove("王五");
        System.out.println("--- 删除王五后 ---");
        System.out.println(scoreMap); // 输出: {张三=95, 李四=85}

        // 6. 遍历 Map (三种常用方式)
        System.out.println("--- 遍历所有数据 ---");
        
        // 方式 A: 遍历所有的 Key，然后通过 Key 获取 Value (最常用)
        for (String name : scoreMap.keySet()) {
            Integer score = scoreMap.get(name);
            System.out.println("学生: " + name + ", 分数: " + score);
        }

        // 方式 B: 直接遍历 Entry (键值对对象)，效率稍高
        for (Map.Entry<String, Integer> entry : scoreMap.entrySet()) {
            System.out.println("学生: " + entry.getKey() + ", 分数: " + entry.getValue());
        }
    }
}

核心知识点总结：

操作	方法	说明
创建	new HashMap<>()	创建一个空的 Map
添加/修改	put(key, value)	如果 Key 不存在则添加；如果存在则覆盖旧值
获取	get(key)	根据 Key 获取 Value。如果 Key 不存在，返回 null
删除	remove(key)	根据 Key 删除整个键值对
判断存在	containsKey(key)	判断是否包含某个 Key
大小	size()	获取 Map 中有多少个键值对
清空	clear()	删除所有元素

注意事项

Key 的唯一性：Map 中的 Key 必须是唯一的。如果你 put 了两个相同的 Key，后面的值会覆盖前面的值。
Null 值：HashMap 允许 Key 和 Value 为 null（但 Key 为 null 只能有一个）。调用 get() 时，如果返回null，可能是因为 Key 不存在，也可能是因为 Value 本身就是 null。建议先用 containsKey() 判断。
泛型<String, Integer>：强烈建议使用泛型指定 Key 和 Value的类型，这样编译器会在写代码时就帮你检查类型错误，避免运行时出错。
为什么用 Integer 而不是 int？：因为 Map 的Value 必须是对象（Object），int 是基本数据类型，不能直接放入 Map。Java 会自动装箱（Auto-boxing）将int 转为 Integer，所以你可以直接写 put("张三", 90)，编译器会自动处理。