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wzjs 2025/9/5 19:59:16
公司网站,昆明市网站推广,阜阳市城乡建设网站,php彩票网站建设教程Java 集合框架（Java Collections Framework，JCF）是 Java 语言中用于存储、操作和管理数据的标准库。它提供了一组通用的接口、类和方法，使开发者能够高效地操作不同类型的数据集合。 本文将结合 Java 集合框架类图，介…

Java 集合框架（Java Collections Framework，JCF）是 Java 语言中用于存储、操作和管理数据的标准库。它提供了一组通用的接口、类和方法，使开发者能够高效地操作不同类型的数据集合。

本文将结合 Java 集合框架类图，介绍集合框架的整体架构，并对各个集合类的特性、适用场景及优缺点进行详细分析。

1. Java 集合框架概览

Java 集合框架主要分为 Collection 和 Map 两大类。

  • Collection（集合）：用于存储一组对象，继承自 Iterable，包括 List、Set 等子接口。

  • Map（映射）：用于存储键值对（key-value），不属于 Collection 接口，但同样是集合框架的一部分，如 HashMap、TreeMap 等。

2. Collection 体系

Collection 是 Java 集合框架的核心接口，它继承了 Iterable，允许集合中的元素进行迭代（如 for-each 循环）。

Collection 主要分为 List 和 Set 两大类：

Collection 是 Java 集合框架的核心接口，它继承了 Iterable，允许集合中的元素进行迭代（如 for-each 循环）。

Collection 主要分为 List 和 Set 两大类：

2.1 List（列表）

List 接口表示有序集合，允许元素重复，支持索引访问。

List 实现类特点

  • ArrayList：基于动态数组，查找快（O(1)），插入删除慢（O(n)）。

  • LinkedList：基于双向链表，插入删除快（O(1)），查找慢（O(n)）。

  • Vector：类似 ArrayList，但线程安全（所有方法都使用 synchronized 进行同步）。

 实例：
ArrayList

package List_;import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;/*** @author lay* @version 1.0**/
public class List_exercise_ {@SuppressWarnings("all")public static void main(String[] args) {List arrayList = new ArrayList();for (int i = 0; i < 12; i++) {arrayList.add("小黄" + i);}//第二个位置插入元素"行书评教育"，通过相应的方法，add()arrayList.add(2,"行书评教育");System.out.println("插入后数= "+arrayList);Object o = arrayList.get(5);System.out.println("获得的元素 = " +o +o.getClass());arrayList.remove(6);System.out.println("删除后的list:= "+ arrayList);arrayList.set(7,"小米");System.out.println("修改后的元素为：=" +arrayList);Iterator iterator = arrayList.iterator();//        while (iterator.hasNext()) {
//            Object next =  iterator.next();
//            System.out.print(next);
//        }//        for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
//            Object o1 = arrayList.get(i);
//            System.out.print(o1);
//        }//for (Object object :arrayList) {System.out.println(object);}}
}

 LinkedList:

package Collection_;import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;/*** @author lay* @version 1.0**/
public class LinkedList_CRUD {public static void main(String[] args) {LinkedList linkedList = new LinkedList();linkedList.add(1);linkedList.add(2);System.out.println(linkedList);linkedList.remove();System.out.println(linkedList);Iterator iterator = linkedList.iterator();while (iterator.hasNext()) {Object o =  iterator.next();System.out.println(o);}}
}

 Vector:

package Collection_;import java.util.List;
import java.util.Vector;/*** @author lay* @version 1.0**/
public class Vector_Detail {public static void main(String[] args) {Vector vector = new Vector();
//        Vector vector = new Vector(8);for (int i = 0; i < 10; i++) {vector.add(i);}vector.add(100);System.out.println("vector=" + vector);}
}

2.2 Set（集合）

Set 接口表示无序集合，不允许重复元素。

Set 实现类特点

  • HashSet：基于 HashMap 实现，元素无序，插入、删除、查找时间复杂度均为 O(1)。

  • TreeSet：基于红黑树（TreeMap）实现，元素有序（默认升序，可自定义 Comparator 规则），插入、删除、查找复杂度 O(log n)。

实例：
HashSet

package Set_;import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;/*** @author lay* @version 1.0**/
public class Set_Methods_ {@SuppressWarnings("all")public static void main(String[] args) {Set set = new HashSet();//以Set接口的实现类hashsetset.add("sdfa");set.add("john");set.add("lucy");set.add("john");//重复set.add("jack");set.add("hsp");set.add("mary");set.add(null);//
//        System.out.println(set);
//        for (int i = 0; i < 10; i++) {
//            System.out.println(set);
//        }//遍历Iterator iterator = set.iterator();while (iterator.hasNext()) {Object o =  iterator.next();System.out.println(o);}set.remove(null);for (Object o :set) {System.out.println(o);}}
}

 TreeSet

package Collection_;import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;/*** @author lay* @version 1.0**/
@SuppressWarnings("all")
public class TreeSet_ {public static void main(String[] args) {TreeSet treeSet = new TreeSet();treeSet.add(145);treeSet.add(45);treeSet.add(5);treeSet.add(741);System.out.println(treeSet);//无参构造器无序//使用匿名内部类，TreeSet treeSet1 = new TreeSet(new Comparator() {@Overridepublic int compare(Object o1, Object o2) {//向下转型
//                return ((String) o1).compareTo((String) o2);return ((String) o1).length()-((String) o2).length();}});treeSet1.add("Z");treeSet1.add("Dse");treeSet1.add("Sse");treeSet1.add("Wwefwa");treeSet1.add("Wasefefe");System.out.println(treeSet1);}
}

3. Map 体系

Map 接口用于存储键值对（key-value），key 不能重复，但 value 可以重复。

Map 实现类特点

  • HashMap：基于哈希表，默认 key 无序，插入、删除、查找 O(1)。

  • LinkedHashMap：继承 HashMap，但维护 key 的插入顺序，遍历时按插入顺序输出。

  • TreeMap：基于红黑树，key 有序，查找 O(log n)。

  • Hashtable：HashMap 的线程安全版本，但效率较低（同步方法降低并发性能）。

  • Properties：继承自 Hashtable，专门用于配置文件（key-value 均为字符串）。

实例用法：
 

TreeMap

package Map_;import java.util.Comparator;
import java.util.TreeMap;/*** @author lay* @version 1.0**/
public class Tree_Map {public static void main(String[] args) {
//        TreeMap treeMap = new TreeMap();//默认构造器无序TreeMap treeMap = new TreeMap(new Comparator() {@Overridepublic int compare(Object o1, Object o2) {
//                return ((String) o1).compareTo((String) o2);//按字符顺序排序return ((String) o1).length() -((String) o2).length();//按字符顺序排序}});treeMap.put("ada","123");treeMap.put("eqr","3");treeMap.put("zrr","13");treeMap.put("rhth","1");System.out.println(treeMap);}
}

Hashtable

package Map_;import java.util.Hashtable;/*** @author lay* @version 1.0**/
@SuppressWarnings("all")
public class Hashtable_ {public static void main(String[] args) {//1. Properties 继承 Hashtable
//2. 可以通过 k-v 存放数据，当然 key 和 value 不能为 null
//增加Hashtable properties = new Hashtable();
//properties.put(null, "abc");//抛出 空指针异常
//properties.put("abc", null); //抛出 空指针异常properties.put("john", 100);//k-vproperties.put("lucy", 100);properties.put("lucsdfy", 100);properties.put("ludsfwerwcy", 100);properties.put("lerucy", 100);properties.put("luercy", 100);properties.put("lucwery", 100);properties.put("wr", 100);properties.put("lweic", 100);properties.put("lic", 88);//如果有相同的 key ， value 被替换System.out.println("properties=" + properties);}
}

Properties

package Map_;import java.util.Properties;/*** @author lay* @version 1.0**/
public class Properties_ {public static void main(String[] args) {Properties properties = new Properties();
//properties.put(null, "abc");//抛出 空指针异常
//properties.put("abc", null); //抛出 空指针异常properties.put("john", 100);//k-vproperties.put("lucy", 100);properties.put("lic", 100);properties.put("lic", 88);//如果有相同的 key ， value 被替换,也是修改System.out.println("properties=" + properties);System.out.println(properties.get("lic"));properties.remove("lic");System.out.println(properties);}
}

 4. List、Set、Map 的对比总结

5. 线程安全性

  • 非线程安全：ArrayList、LinkedList、HashMap、HashSet

  • 线程安全：Vector、Hashtable、Properties

  • 加锁实现线程安全：Collections.synchronizedList(new ArrayList<>())

6. 选择合适的数据结构

7. 结论

Java 集合框架提供了丰富的数据结构，以满足不同的开发需求。

  • List 适用于有序、允许重复的场景，如 ArrayList 适合快速查找，LinkedList 适合频繁插入删除。

  • Set 适用于去重的场景，如 HashSet 去重但无序，TreeSet 去重且有序。

  • Map 适用于键值对存储，HashMap 查询快但无序，TreeMap 查询稍慢但有序，LinkedHashMap 维护插入顺序。

  • 线程安全的集合类（如 Vector、Hashtable）在现代并发编程中较少使用，建议使用 ConcurrentHashMap 等更优方案。


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