[ JavaSE ]集合类

本文深入探讨了Java集合框架的核心概念,包括ArrayList、LinkedList、HashSet、TreeSet等常见集合类的特性和使用方法,并介绍了HashMap的工作原理及如何合理设置其初始容量。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

Java类集(放对象):  

      类集实际上就属于动态对象数组,在实际开发之中,数组的使用出现的几率并不高,因为数组本身有一个最大的缺

陷:数组长度是固定的。由于此问题的存在,从JDK1.2开始,Java为了解决这种数组长度问题,提供了动态的对象数
组实现框架--Java类集框架。Java集合类框架实际上就是java针对于数据结构的一种实现。而在数据结构之中,最

为基础的就是链表。

HashMap如何设置初始容量:

有以下业务场景:需要查询数据库,分页每次最多查50条。数据库记录为1000条,对每次查询到的结果使用Map<id,Object>进行映射。当使用 new HashMap(50)时,和new HashMap<>(64)是一样的。具体可以看resize函数,会找最近的一个2的n次方的值。如果使用new HashMap(65), 和new HashMap<>(128)效果是一样的。我们知道hashMap的默认装载因子为0.75,当使用new HashMap<>(64)时。最多可以放入64 * 0.75 = 48个元素,在放入第49个元素时,hashMap就会自动扩容为128。这样是非常浪费空间和时间的,所以我们可以设置分页大小为48,然后设置HashMap的默认大小为64,这样就不会自动扩容。

类集结构:

常用集合类的使用:

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
import java.util.Vector;

import org.junit.Test;

public class Collection {
	public void TestList() {
		// 实现方式,动态数组
		List<String> arrayList = new ArrayList<>();
		arrayList.add("arrayList");
		arrayList.add(null);
		arrayList.add(null);
		System.out.println(arrayList);
		System.out.println(arrayList.get(1));
		
		// 实现方式,双向链表
		List<String> linkedList = new LinkedList<>();
		linkedList.add("linkedList");
		linkedList.add(null);
		linkedList.add(null);
		System.out.println(linkedList);
		
		// 实现方式,动态数组
		List<String> vector = new Vector<>();
		vector.add("vector");
		vector.add(null);
		vector.add(null);
		System.out.println(vector);
	}
	
	// set的底层实现是没有value的Map
	// 后加入的会覆盖先加入的,必须覆写equals和HashCode方法。
	public void testSet() {
		// Hashset无序存储
		Set<String> set = new HashSet<>();
		set.add("set");
		set.add(null);
		set.add(null);
		set.add("set");
		System.out.println(set);
		
		// TreeSet有序存储,要使用TreeSet,
		// 类必须实现 Comparable接口,且覆写compareTo方法。
		// 因为默认会进行排序,所有属性必须全部进行比较,
		Set<String> set1 = new TreeSet<>();
		set1.add("set");
		// set1.add(null); // TreeSet不能放入空元素
		set1.add("set");
		System.out.println(set1);
	}
	
	// 集合遍历, 不要在遍历集合的时候修改。避免在一个hasNext循环中使用两次next(); 一次跳两个元素
	public void TestCollectionOutput() {
		// 实现方式,动态数组
		List<String> arrayList = new ArrayList<>();
		arrayList.add("arrayList");
		arrayList.add("1");
		arrayList.add("2");
		
		// 迭代输出Iterator(常用)
		Iterator<String> iterator = arrayList.iterator();
		while(iterator.hasNext()) {
			String str = iterator.next();
			System.out.println(str);
			if("1".equals(str)) {
				iterator.remove();
			}
		}
		
		// foreach
		for (String string : arrayList) {
			System.out.println(string);
		}
		
		// ListIterator双向迭代,用法和单向迭代一样,就是能来回迭代。
		
		// Enumetation专用于遍历Vector,他的hasMoreElements() == hasNext() 
		// nextElement() == next();
		
	}
	
	// 底层实现,数组加链表,装载因子0.75,扩容倍数1.75,初始容量16个
	// 1.8的底层实现为数组加红黑树,为了改善一个桶中数据过多的情况。
	@Test
	public void TestMap() {
		Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
		map.put(1, "Tom");
		map.put(1, "James");
		map.put(2, "James");
		System.out.println(map);
	}
}

 

 

 

<think>好的,我现在需要处理用户的问题,他想了解Java SE中的集合框架使用指南。首先,我得回忆一下用户之前提供的引用内容,引用[1]里提到了HashSet、LinkedHashSet和TreeSet的区别,以及它们的存储顺序。引用[2]则涉及Iterator接口和Map的部分信息。用户现在需要的是一个使用指南,所以应该涵盖集合框架的主要接口和实现类,以及如何选择和使用它们。 首先,我应该从集合框架的整体结构入手,分清楚层次结构。Java集合框架主要分为Collection和Map两个根接口,Collection下又有List、Set、Queue等子接口,而Map是独立的。需要详细说明每个接口的特点和常用实现类。 接下来,对于每个接口,比如List,要比较ArrayList、LinkedList和Vector的区别,包括它们的线程安全、性能特点。Set部分已经引用了HashSet、LinkedHashSet和TreeSet,可能需要再补充它们的应用场景和使用注意事项。Map接口的话,HashMap、LinkedHashMap、TreeMap以及HashTable和ConcurrentHashMap的区别也很重要,特别是线程安全和排序特性。 然后,需要提到工具类Collections和Arrays,它们提供的排序、查找等方法,以及如何通过它们来操作集合。此外,迭代器Iterator和ListIterator的使用也是关键点,用户可能关心如何遍历集合以及并发修改异常的问题。 性能分析方面,要根据不同数据结构的底层实现,比如数组、链表、红黑树等,说明它们的增删改查时间复杂度,帮助用户选择合适的集合类。例如,ArrayList的随机访问快,但插入删除慢;LinkedList相反。 线程安全部分,需要明确哪些集合是线程安全的,比如Vector、HashTable,以及如何通过Collections工具类将非线程安全的集合转换为线程安全的。另外,Java 5之后引入的并发包中的类如ConcurrentHashMap也是重点。 最后,要给出选择集合的指南,根据是否需要有序、唯一性、线程安全等因素来推荐合适的实现类。可能还需要提醒使用泛型来保证类型安全,避免运行时错误。 现在需要检查是否有遗漏的部分,比如Queue接口,但用户提供的引用里没有提到,可能需要简要说明。另外,要确保回答结构清晰,分点列出,每个部分都有小标题,方便用户阅读。同时,按照用户的要求,行内公式用$...$,但可能数学公式不多,不过如果有排序算法之类的可以提及,比如快速排序的时间复杂度是$O(n \log n)$。 还要注意生成相关问题,根据用户之前的示例,可能的问题包括不同集合的选择、线程安全处理、性能比较、排序方法等。需要确保问题相关且有助于用户进一步学习。 现在开始组织内容,确保每个部分简明扼要,重点突出,避免过于冗长。同时引用用户提供的引用内容,比如在讲Set的时候引用[1],在讲Iterator的时候引用[2]。最后检查LaTeX格式是否正确,比如时间复杂度用$O(n)$这样的格式。</think>### Java SE 集合框架使用指南 Java集合框架是处理对象集合的核心工具库,包含接口、实现类及算法。以下是关键组成部分及使用建议: --- #### 一、核心接口与实现类 1. **Collection接口** - **List(有序可重复)** - `ArrayList`:基于动态数组,随机访问快($O(1)$),插入删除慢($O(n)$)[^1] - `LinkedList`:基于双向链表,插入删除快($O(1)$),随机访问慢($O(n)$) - `Vector`:线程安全的动态数组,性能较低(已逐渐被替代) - **Set(无序唯一)** - `HashSet`:基于哈希表,元素无序($O(1)$查询)[^1] - `LinkedHashSet`:维护插入顺序的哈希表(适合需要顺序的场景)[^1] - `TreeSet`:基于红黑树,元素按自然顺序或自定义顺序排列($O(\log n)$操作)[^1] - **Queue(队列)** - `LinkedList`:可作普通队列 - `PriorityQueue`:基于堆的优先级队列 2. **Map接口(键值对)** - `HashMap`:哈希表实现,键无序($O(1)$查询) - `LinkedHashMap`:维护插入顺序或访问顺序 - `TreeMap`:基于红黑树,按键排序 - `HashTable`:线程安全但性能低(建议用`ConcurrentHashMap`替代) --- #### 二、工具类与算法 - **`Collections`工具类** 提供排序、查找、同步化等方法: ```java List<Integer> list = new ArrayList<>(); Collections.sort(list); // 排序 Collections.synchronizedList(list); // 转换为线程安全集合 ``` - **`Arrays`工具类** 用于数组操作: ```java int[] arr = {3,1,4}; Arrays.sort(arr); // 数组排序 ``` - **迭代器`Iterator`** 遍历集合的标准方式,避免并发修改异常[^2]: ```java Iterator<String> it = list.iterator(); while(it.hasNext()) { System.out.println(it.next()); } ``` --- #### 三、性能与选择建议 1. **选择依据** - **是否需要唯一性** → 选择`Set`或`Map` - **是否需要顺序** → `List`或`LinkedHashSet`/`LinkedHashMap` - **是否需要排序** → `TreeSet`/`TreeMap` - **线程安全需求** → `ConcurrentHashMap`、`CopyOnWriteArrayList` 2. **时间复杂度对比** | 操作 | ArrayList | LinkedList | HashMap/TreeMap | |----------------|-----------|------------|-----------------| | 随机访问 | $O(1)$ | $O(n)$ | $O(1)$/$O(\log n)$ | | 插入/删除(中间)| $O(n)$ | $O(1)$ | - | --- #### 四、线程安全处理 - **同步包装器**:通过`Collections.synchronizedXXX()`转换非线程安全集合 - **并发集合**:优先使用`java.util.concurrent`包中的类(如`ConcurrentHashMap`) --- #### 五、最佳实践 1. 使用泛型明确集合类型:`List<String> list = new ArrayList<>();` 2. 避免在遍历时修改集合(除非使用迭代器的`remove()`方法)[^2] 3. 需要频繁增删时优先选`LinkedList`,需要快速查询时选`ArrayList` ---
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值