Java （集合）知识点

Java集合框架概述

 

Java集合框架（Java Collections Framework）是Java中用于存储和操作对象集合的一套类和接口。它提供了丰富的数据结构，如列表、集合、映射等，以及操作这些数据结构的方法，如添加、删除、遍历等。集合框架的设计目的是提高程序的可读性、灵活性和性能。

 

核心接口与类

 

1. Collection接口：

   - 是集合框架的根接口，定义了集合的基本操作，如添加（add）、删除（remove）、遍历（iterator）等。

   - 主要实现类有List、Set等。

 

2. List接口：

   - 是一个有序的集合，允许重复元素。

   - 主要实现类有ArrayList、LinkedList等。

   - ArrayList基于数组实现，查询效率高，但插入和删除操作可能涉及数组的移动，效率较低。

   - LinkedList基于链表实现，插入和删除操作效率高，但查询效率较低。

 

3. Set接口：

   - 是一个不包含重复元素的集合。

   - 主要实现类有HashSet、TreeSet等。

   - HashSet基于哈希表实现，不保证元素的顺序，但查询效率高。

   - TreeSet基于红黑树实现，元素按自然顺序或自定义顺序排序。

 

4. Map接口：

   - 是一个存储键值对（key-value pair）的集合。

   - 主要实现类有HashMap、TreeMap等。

   - HashMap基于哈希表实现，不保证键值对的顺序，但查询效率高。

   - TreeMap基于红黑树实现，键值对按自然顺序或自定义顺序排序。

 

迭代器与遍历

 

- Iterator接口：用于遍历集合中的元素，但不支持添加、删除等修改操作。

- ListIterator接口：是Iterator的子接口，支持双向遍历，并允许添加、删除、替换元素。

- foreach循环：Java 5引入了foreach循环（也称为增强for循环），简化了集合的遍历操作。

 

集合工具类

 

- Collections类：提供了一系列静态方法，用于对集合进行排序、搜索、替换等操作。

- Arrays类：提供了用于操作数组（包括排序和搜索）的静态方法，以及将数组转换为集合的方法。

 

集合框架的优缺点

 

- 优点：

  - 提供了丰富的数据结构，满足了不同的需求。

  - 提高了程序的可读性和灵活性。

  - 集合框架中的类都是线程安全的（但某些实现如ArrayList不是线程安全的）。

  - 提供了自动扩容机制，减少了手动管理内存的负担。

 

- 缺点：

  - 某些集合类的性能可能不如手动实现的数据结构（如数组）。

  - 集合框架中的类通常比手动实现的数据结构占用更多的内存。

  - 线程安全的集合类在并发访问时可能产生性能瓶颈。

 

注意事项

 

- 在选择集合类时，应根据具体需求选择合适的实现类，以平衡性能、内存占用和可读性。

- 在使用集合时，应注意线程安全问题，特别是在多线程环境中。

- 在遍历集合时，应避免在遍历过程中对集合进行修改（除非使用支持修改的迭代器）。

- 在使用自定义对象作为集合元素时，应重写`equals()`和`hashCode()`方法，以确保集合的正确行为。

 

Java集合框架是Java编程中不可或缺的一部分，它提供了丰富的数据结构和操作方法，使得开发者能够高效地处理各种数据集合。通过合理使用集合框架，可以提高程序的性能、可读性和可维护性。