Java 中的集合

在 Java 中，集合的层次结构用于对元素或对象进行分组，其中每个类都有其子类和方法。虽然集合不接受原始类型，但“数组”类允许包含多个相同类型的元素，包括原始类型。

1. 集合框架概述

集合框架的相关方法位于 JDK（Java 开发工具包）的 java.util 包中。主要的接口有 List、Set 和 Map。

1.1 Generics（泛型）

使用符号 <>（菱形符号）来定义泛型类型。常见的类型参数包括：

• E：元素
• K：键
• N：数字
• T：类型
• V：值

2. Comparator 与 Comparable

这两个接口用于对集合进行排序：

• Comparable：提供单一排序序列，影响原始类。
• Comparator：提供多种排序序列，而不修改原始类。

3. 集合类型比较

3.1 List

• 允许重复元素，保持插入顺序。
• 实现示例：ArrayList 和 LinkedList。

3.2 Set

• 不允许重复元素。
• 实现示例：

  • HashSet：使用哈希表存储，无特定顺序。
  • TreeSet：使用平衡二叉树，保持升序。
  • LinkedHashSet：使用哈希表和双向链表，保持插入顺序。

3.3 Map

• 将键映射到值。
• 实现示例：

  • HashMap：使用哈希表存储，无特定顺序。
  • TreeMap：使用平衡二叉树，保持键的升序。
  • LinkedHashMap：使用哈希表和双向链表，保持插入顺序。

4. 具体实现示例

4.1 ArrayList 示例

import java.util.ArrayList;

public class ExampleArrayList {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个可调整大小的数组列表
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        
        // 添加元素
        list.add("Apple"); // 添加苹果
        list.add("Banana"); // 添加香蕉
        
        // 访问元素
        System.out.println(list.get(0)); // 输出第一个元素，结果是 "Apple"
    }
}

4.2 HashSet 示例

import java.util.HashSet;

public class ExampleHashSet {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个哈希集合
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        
        // 添加元素
        set.add("Apple"); // 添加苹果
        set.add("Banana"); // 添加香蕉
        set.add("Apple"); // 再次添加苹果，不会重复
        
        // 输出集合的大小
        System.out.println(set.size()); // 输出 2
    }
}

4.3 HashMap 示例

import java.util.HashMap;

public class ExampleHashMap {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个哈希映射
        HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
        
        // 添加键值对
        map.put("Apple", 1); // 添加苹果，数量为 1
        map.put("Banana", 2); // 添加香蕉，数量为 2
        
        // 通过键访问值
        System.out.println(map.get("Apple")); // 输出苹果的数量，结果是 1
    }
}

5. 注意事项

• 在 Set 中，第一个添加的元素是第一个被返回的元素。
• 在 Map 中，put 方法会更新或创建一个键值对。
• Map 接口在创建集合之前无需创建类，可以直接通过键查找，无需使用循环。

6. 结论

通过理解 Java 的集合框架，我们可以高效地管理数据。各种集合类型如 List、Set 和 Map 各自有不同的特性和应用场景，适当选择可以提高程序的性能和可读性。