网站关键词密度,黄冈网站建设营销,设计房子需要多少钱,全网精选小程序Java标准库自带的java.util包提供了集合类#xff1a;Collection#xff0c;它是除Map外所有其他集合类的根接口。Java的java.util包中提供了以下三种类型的集合#xff1a; List#xff1a;一种有序列表的集合#xff0c;例如#xff0c;按索引排列的Student的List… Java标准库自带的java.util包提供了集合类Collection它是除Map外所有其他集合类的根接口。Java的java.util包中提供了以下三种类型的集合 List一种有序列表的集合例如按索引排列的Student的List Set一种保证没有重复元素的集合例如所有无重复名称的Student的Set Map一种通过键值key-value查找的映射表集合例如根据Student的name查找对应Student的Map。
1. List List 是 Java 中 java.util 包下的一个接口它继承自 Collection 接口表示一种有序且可以包含重复元素的集合。List 提供了丰富的方法来访问、操作和遍历集合中的元素。
1.1 List 的特点
有序性List 保持元素的插入顺序即元素会按照它们被添加到集合中的顺序存储。允许重复元素List 允许包含相同的元素即重复值是允许的。索引访问List 提供了按索引位置访问元素的能力允许通过数字索引直接获取、设置、删除和插入元素。
1.1 常见的 List 实现类 ArrayList 特点基于动态数组实现支持快速随机访问查询性能好时间复杂度为 O(1)但插入和删除元素的效率相对较低特别是从中间位置插入或删除。应用场景适合在需要频繁读取数据的场景比如读取数据库查询结果列表、存储临时数据等。注意当元素较多时频繁插入或删除会导致性能下降。 LinkedList 特点基于双向链表实现适合频繁插入和删除操作时间复杂度为 O(1)但随机访问性能较差时间复杂度为 O(n)。应用场景适合在需要频繁添加或删除元素的场景比如实现队列或栈的功能。 Vector 特点类似于 ArrayList但 Vector 是线程安全的因为它的所有方法都是同步的。不过它的性能相对较低因为同步的开销较大。应用场景适合在多线程环境下使用但现代应用中更推荐使用 Collections.synchronizedList() 或并发包中的 CopyOnWriteArrayList。 CopyOnWriteArrayList 特点线程安全的 List写操作会创建副本读操作不需要加锁因此适合读多写少的场景。应用场景适合多线程环境下的读操作非常频繁、写操作较少的场景比如缓存。
1.3 List 常用方法
添加元素 list.add(element); // 添加元素到末尾 list.add(1, element); // 在指定位置添加元素 获取元素 String element list.get(0); // 获取指定索引的元素 更新元素 list.set(1, newElement); // 替换指定索引的元素 删除元素 list.remove(0); // 删除指定索引的元素 list.remove(element); // 删除指定值的元素 查询大小 int size list.size(); // 返回列表中的元素数量 遍历列表 for (String element : list) { System.out.println(element); }
1.4 List 的应用场景
动态数组当数组大小在程序执行期间会变化时ArrayList 是一个很好的选择。需要按顺序处理数据List 保持插入顺序适合需要按顺序处理数据的场景。允许重复数据如果允许存储重复的对象如购物车中的商品可以使用 List。
2. Map Map 是 Java 中的一个重要接口它位于 java.util 包下表示一种键值对key-value的数据结构。Map 不属于 Collection 接口的子接口但与集合框架紧密相关。它主要用于根据键key来查找、存储和操作对应的值value。在 Map 中每个键都是唯一的但值可以重复。
2.1 Map 的特点
键唯一每个键在 Map 中是唯一的不能重复。添加新的键值对时如果键已存在新的值会替换掉旧的值。通过键查找值Map 提供了通过键快速查找对应值的功能。无序或有序不同的 Map 实现类对键值对的顺序有不同的处理方式。HashMap 无序TreeMap 是有序的。
2.2 常见的 Map 实现类 HashMap 特点基于哈希表实现允许 null 键和 null 值。它提供了快速的查找、插入和删除操作适合大多数场景。无序HashMap 不保证键值对的顺序即插入的顺序和取出的顺序可能不同。应用场景适合需要快速查找键值对的场景如存储缓存数据、用户 ID 和其信息等。 LinkedHashMap 特点继承自 HashMap但保留了插入顺序或访问顺序。它内部维护了一个双向链表来记录元素的插入顺序。有序当你需要遍历 Map 时希望元素按插入顺序或访问顺序返回可以使用 LinkedHashMap。应用场景适合需要维护键值对插入顺序的场景如实现 LRU最近最少使用缓存。 TreeMap 特点基于红黑树实现键值对会按照键的自然顺序或自定义的比较器顺序排序。有序按键的顺序存储数据适合需要排序的场景。应用场景适合需要按键排序的场景如按字母顺序排列的词典、按键进行范围查询等。 Hashtable 特点一种古老的线程安全实现所有方法都是同步的不允许 null 键或 null 值。线程安全由于同步机制其性能相对较低现在更推荐使用 ConcurrentHashMap 来替代。应用场景适合多线程环境但不推荐在现代 Java 编程中使用除非需要特定的线程安全需求。 ConcurrentHashMap 特点线程安全的 HashMap 实现适合多线程环境。它的性能比 Hashtable 高因为它使用了更精细的锁机制锁分段。应用场景适合在并发环境下频繁读写数据的场景如多线程的缓存或共享资源存储。
2.3 Map 常用方法
插入键值对 map.put(key, value); // 插入或更新键值对 获取值 String value map.get(key); // 根据键获取对应的值 删除键值对 map.remove(key); // 根据键删除对应的键值对 判断是否包含键或值 map.containsKey(key); // 判断 Map 是否包含指定的键 map.containsValue(value); // 判断 Map 是否包含指定的值 遍历 Map 使用 keySet() 遍历键 for (String key : map.keySet()) { System.out.println(key : map.get(key)); } 使用 entrySet() 遍历键值对 for (Map.EntryString, String entry : map.entrySet()) { System.out.println(entry.getKey() : entry.getValue()); }
2.4 Map 的应用场景
快速查找数据例如在电话簿中查找电话号码通过唯一的姓名键找到对应的电话号码值。数据关联关系存储键值对之间的映射关系如用户 ID 和用户信息、商品编号和商品详情。实现缓存机制LinkedHashMap 可以用于实现基于访问顺序的 LRU 缓存。
2.5 线程安全问题 通的 HashMap 并不是线程安全的因此在多线程环境中可能会导致数据不一致的问题。可以使用 Collections.synchronizedMap() 方法将 HashMap 变为线程安全的或者使用更高效的 ConcurrentHashMap。
2.6 小结
HashMap无序适合快速查找允许 null 键和值。LinkedHashMap有序按插入顺序或访问顺序存储元素。TreeMap有序按键的自然顺序或自定义顺序排序。ConcurrentHashMap线程安全适合多线程环境。
3. Set Set 是 Java 中 java.util 包中的一个接口继承自 Collection用于存储不允许重复的元素。与 List 不同Set 不保证元素的顺序除非使用特定的实现类。Set 常用于去重、集合运算等场景。
3.1 Set 的特点
无重复元素Set 不允许存储重复的元素。添加重复元素时添加操作会被忽略。无固定顺序Set 的实现类可能不会保持元素的插入顺序如 HashSet但某些实现类会有序如 LinkedHashSet 和 TreeSet。效率高Set 通常比 List 更高效特别是在查找和去重方面。
3.2 常见的 Set 实现类 HashSet 特点基于哈希表实现存储元素时无序允许 null 元素。HashSet 提供快速的增删查操作通常比 List 更快。无序HashSet 不保证元素的存储顺序插入顺序与遍历顺序可能不同。应用场景适用于需要快速去重和高效查询的场景比如存储唯一的用户 ID、唯一的商品代码等。 LinkedHashSet 特点继承自 HashSet但在内部使用链表来维护元素的插入顺序因此元素的遍历顺序与插入顺序相同。有序与 HashSet 不同LinkedHashSet 保留了元素的插入顺序。应用场景当你需要去重并保留元素的插入顺序时比如按顺序存储唯一的登录记录。 TreeSet 特点基于红黑树实现元素按自然顺序或自定义比较器顺序排序。由于排序机制TreeSet 不允许 null 元素。有序TreeSet 自动对元素进行排序支持按顺序遍历元素。应用场景需要对元素进行排序时如按字母顺序排序的唯一用户名集合或者需要对数据进行范围查询的场景。
3.3 Set 常用方法
添加元素 set.add(element); // 添加元素若元素已存在操作会被忽略 删除元素 set.remove(element); // 删除指定的元素 检查是否包含某元素 set.contains(element); // 检查 Set 中是否包含指定的元素 获取大小 int size set.size(); // 获取 Set 中元素的数量 遍历 Set for (String element : set) { System.out.println(element); }
3.4 Set 的应用场景
去重Set 不允许重复元素因此常用于需要自动去重的场景。比如在集合中保存一组用户 ID并确保每个用户只能添加一次。快速查找Set 可以提供高效的查找操作特别是 HashSet可以在 O(1) 时间内判断一个元素是否存在。集合操作Set 接口常用于实现数学集合的操作如交集、并集和差集等。 交集两个集合中的公共元素。 set1.retainAll(set2); 并集两个集合的所有元素。 set1.addAll(set2); 差集属于第一个集合但不属于第二个集合的元素。 set1.removeAll(set2);
3.5 线程安全问题 HashSet 和其他常见的 Set 实现类都不是线程安全的。在多线程环境下可能会出现并发修改异常。可以通过 Collections.synchronizedSet() 方法将 Set 包装为线程安全的版本或者使用并发包中的 ConcurrentSkipListSet 来处理多线程场景。
3.6 Set 与 List 的区别
是否允许重复元素Set 不允许重复元素而 List 允许。有序性List 保证元素的插入顺序而 Set 的实现类如 HashSet通常不保证顺序。LinkedHashSet 保证插入顺序TreeSet 保证排序顺序。访问方式List 可以通过索引随机访问元素而 Set 没有索引需要通过遍历来访问。
3.7 小结
HashSet无序不允许重复适合快速查找和去重。LinkedHashSet有序不允许重复适合需要保留插入顺序的场景。TreeSet有序按自然顺序或自定义顺序不允许重复适合需要排序的场景。
