认识Java中集合框架

如图，集合框架可以分为Collection，Map两大主线

第一条主线Collection由List，Queue，Set组成

第二条主线Map

队列和栈

认识队列和栈

[Iterable 接口](#Iterable 接口)

集合框架的常用工具类

本文旨在帮助读者初步了解Java集合框架的基本概念和整体结构

如图，集合框架可以分为Collection，Map两大主线

第一条主线Collection由List，Queue，Set组成

List代表了有序，可重复的集合，典型的实现类有基于链表实现的LinkedList，基于动态数组的ArrayList；
Set代表了无序，不可重复的集合，典型的实现类有HashMap，TreeMap；
Queue代表了队列，典型的实现类有双端队列Deque，优先级队列PriorityQueue。

第二条主线Map

Map代表键值对（Key，Value）的集合，键值对为一个值映射另一个值的结构（Key映射Value），典型实现类为HashMap。

Map 接口的实现类包括 HashMap、LinkedHashMap、TreeMap 等。

HashMap特点为无序，删查改速度快，适合用于不关心排序的场景

java 复制代码

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("C", 3);
map.put("A", 1);
map.put("B", 2);
// 输出顺序：不确定（可能是 A B C，也可能乱序）

LinkedeList是在HashMap的基础上增添了一个双向链表，以此来保持了键值对的插入顺序。

java 复制代码

Map<String, Integer> map = new LinkedHashMap<>();
map.put("C", 3);
map.put("A", 1);
map.put("B", 2);
// 输出顺序：C → A → B（和插入完全一样）

TreeMap的底层是红黑树，键值对自动按Key升序排序，速度最慢

java 复制代码

Map<String, Integer> map = new TreeMap<>();
map.put("C", 3);
map.put("A", 1);
map.put("B", 2);
// 输出顺序：A → B → C（自动排好序）

队列和栈

认识队列和栈

**队列（Queue）**是一种先进先出的数据结构，第一个加入队列的数据也是第一个被移除的元素。常用于需要按顺序处理任务的场景，如消息队列，任务调度等。

**优先级队列（PriorityQueue）**是一个无界队列，排列顺序默认升序（最小堆，最小的先出）或者安装比较器Comparator进行排序

双端队列（ArrayDeque） 是一个基于数组的，可以在两端插入和删除元素的队列。

LinkedList实现了Queue的子接口Dequeue，所以也可以当做双端队列来使用。

**栈（Stack）**是一种先进后出的数据结构，第一个加入栈的数据会成为最后一个被移除的的元素。常用于需要回溯的场景，如函数调用栈，浏览器历史记录等。

Iterable 接口

Iterable 接口是决定了这个类是否能够被遍历，如果能够遍历，就实现这个接口。而Collection则实现了这个接口，意味者所有Collection集合类都是能够被遍历的

Iterable的源码

java 复制代码

public interface Iterable<T> {
    Iterator<T> iterator();  // 核心：返回一个迭代器
}

集合框架的常用工具类

Collections：主要提供了对集合进行二分查找，排序，同步的静态方法。

java 复制代码

// 1. 排序（只对List有效）
Collections.sort(list);

// 2. 反转集合
Collections.reverse(list);

// 3. 二分查找（必须先排序）
Collections.binarySearch(list, key);

// 4. 找最大/最小值
Collections.max(list);
Collections.min(list);

// 5. 填充所有元素为同一个值
Collections.fill(list, 666);

Arrays：主要提供了对数组进行排序，打印，Lisit转换的静态方法。

java 复制代码

int[] arr = {3,1,2};

// 1. 排序
Arrays.sort(arr);

// 2. 打印数组（直接打印数组会是地址，用这个才对）
System.out.println(Arrays.toString(arr));

// 3. 数组 转 List
List<int[]> list = Arrays.asList(arr);

// 4. 二分查找
Arrays.binarySearch(arr, 2);

// 5. 复制数组
int[] newArr = Arrays.copyOf(arr, 5);

// 6. 填充数组
Arrays.fill(arr, 10);