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Java 8 集合框架详解
Java集合框架是Java中最重要、最常用的API之一，Java 8对其进行了多项增强。下面我将全面讲解Java 8中的集合框架。
一、集合框架概述
Java集合框架主要分为两大类：
-
Collection - 单列集合
- List：有序可重复
- Set：无序不重复
- Queue：队列
-
Map - 双列集合（键值对）
二、List接口及实现类
1. ArrayList
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java");
list.add("Python");
list.add("C++");// Java 8新增方法
list.removeIf(s -> s.length() > 4); // 移除长度大于4的元素
list.replaceAll(String::toUpperCase); // 所有元素转为大写
list.sort(Comparator.naturalOrder()); // 自然排序
2. LinkedList
LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.addFirst("First");
linkedList.addLast("Last");// Java 8新增方法
linkedList.removeIf(s -> s.startsWith("F"));
3. Vector (线程安全但性能较低)
三、Set接口及实现类
1. HashSet
Set<Integer> set = new HashSet<>();
set.add(1);
set.add(2);
set.add(3);// Java 8新增
set.removeIf(i -> i % 2 == 0);
2. LinkedHashSet (保持插入顺序)
3. TreeSet (自然排序)
TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<>();
treeSet.add("Banana");
treeSet.add("Apple");
treeSet.add("Orange");// Java 8方法
String first = treeSet.first(); // Apple
String last = treeSet.last(); // Orange
四、Queue接口及实现类
1. PriorityQueue
PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<>();
pq.add(3);
pq.add(1);
pq.add(2);pq.poll(); // 1 (最小元素)
2. ArrayDeque
Deque<String> deque = new ArrayDeque<>();
deque.offerFirst("First");
deque.offerLast("Last");
五、Map接口及实现类
1. HashMap
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Java", 1);
map.put("Python", 2);
map.put("C++", 3);// Java 8新增方法
map.compute("Java", (k, v) -> v == null ? 1 : v + 1); // 值+1
map.computeIfAbsent("JavaScript", k -> 4); // 不存在则添加
map.computeIfPresent("Java", (k, v) -> v + 10); // 存在则更新map.merge("Java", 1, Integer::sum); // 合并值// 遍历
map.forEach((k, v) -> System.out.println(k + ": " + v));
2. LinkedHashMap (保持插入顺序)
3. TreeMap (按键排序)
TreeMap<String, Integer> treeMap = new TreeMap<>();
treeMap.put("Banana", 1);
treeMap.put("Apple", 2);
treeMap.put("Orange", 3);// Java 8方法
Map.Entry<String, Integer> first = treeMap.firstEntry();
Map.Entry<String, Integer> last = treeMap.lastEntry();
4. ConcurrentHashMap (线程安全)
ConcurrentHashMap<String, Integer> concurrentMap = new ConcurrentHashMap<>();
concurrentMap.put("One", 1);
concurrentMap.put("Two", 2);// Java 8新增方法
concurrentMap.forEach(2, (k, v) -> System.out.println(k + ": " + v)); // 并行遍历
六、Java 8集合新特性
1. Stream API
List<String> languages = Arrays.asList("Java", "Python", "C++", "JavaScript");// 过滤
List<String> filtered = languages.stream().filter(s -> s.startsWith("J")).collect(Collectors.toList());// 映射
List<Integer> lengths = languages.stream().map(String::length).collect(Collectors.toList());// 排序
List<String> sorted = languages.stream().sorted(Comparator.reverseOrder()).collect(Collectors.toList());// 聚合操作
long count = languages.stream().count();
Optional<String> max = languages.stream().max(Comparator.naturalOrder());// 并行流
long countParallel = languages.parallelStream().count();
2. 新的集合方法
Map<String, List<String>> map = new HashMap<>();// 传统方式
if (!map.containsKey("key")) {map.put("key", new ArrayList<>());
}
map.get("key").add("value");// Java 8方式
map.computeIfAbsent("key", k -> new ArrayList<>()).add("value");
3. 增强的迭代方式
List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");// 传统方式
for (String s : list) {System.out.println(s);
}// Java 8方式
list.forEach(System.out::println);
七、集合工具类 Collections
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 1, 4, 1, 5, 9);// 排序
Collections.sort(numbers);// Java 8新增
Collections.replaceAll(numbers, 1, 10); // 替换所有1为10// 不可变集合
List<Integer> immutableList = Collections.unmodifiableList(numbers);// 空集合
List<String> emptyList = Collections.emptyList();
八、最佳实践
-
选择正确的集合类型：
- 需要快速随机访问 → ArrayList
- 频繁插入删除 → LinkedList
- 需要去重 → HashSet
- 需要键值对 → HashMap
-
初始化时指定容量（特别是大型集合）
new ArrayList<>(1000); new HashMap<>(16, 0.75f); -
使用不可变集合（线程安全）
List<String> list = Collections.unmodifiableList(new ArrayList<>()); -
优先使用Java 8新方法：
forEach()removeIf()computeIfAbsent()merge()
-
考虑并行流处理大数据集
bigList.parallelStream().filter(...).collect(...);
Java 8的集合框架通过这些新特性，使集合操作更加简洁、高效和功能强大。