Java学习-集合

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原创最新推荐文章于 2026-06-13 14:39:23 发布 149 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

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集合

记录单个数据，使用声明变量记录；
记录多个相同类型数据，使用数组记录；
而需要记录多个类型不同的对象时，使用集合；

集合与数组差异点：

数组长度固定
集合大小可以变
数组可以存储基本数据类型和引用数据类型
集合中只能存储引用数据类型（存储的为对象的内存地址）
数组中只能存储同一种类型成员
集合中可以存储不同类型数据（一般情况下也只存储同一种类型的数据）

集合可以分为1、集合（Collection），储存元素集合；2、图（Map），存储键/值对映射。

注意： Collection集合操作元素的基本单位是单个元素，Map集合操作元素的基本单位是单对元素。

Collection接口又有3种类型，List，Set 和 Queue，在下面是一些抽象类，最后是具体实现类，常用的有ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap等。

List集合

List是用于有序存储可重复元素的集合。List接口继承Collection接口，声明有序存储对象（可重复）功能的公共接口。（只能存储引用数据类型）

List集合常用方法

方法	说明
add(Object element)	向列表末尾追加一个对象
void add(int index,Object element)	在指定位置index上插入元素element
boolean addAll(int index,Collection c)	在指定位置index上插入集合c中的所有元素，如果List对象发生变化则返回true
Object get(int index)	返回指定位置index上的元素
Object remove(int index)	删除指定位置index上的元素
Object set(int index,Object element)	用元素element取代位置index上的元素，并且返回旧元素的取值
public int indexOf(Object obj)	从列表的头部开始向后搜索元素obj，返回第一个出现元素obj的位置，若没有obj则返回-1
public int lastIndexOf(Object obj)	从列表的尾部开始向前搜索元素obj，返回第一个出现元素obj的位置，若没有obj则返回-1
void clear()	清空集合
boolean contains(Object o)	判断元素在集合中是否存在，存在则返回true（底层调用equles）
boolean isEmpty()	判断集合是否为空，空则返回true
int size()	返回集合中元素个数

List集合的实现类有ArrayList 和 LinkedList：
LinkedList和ArrayList方法一样，只是底层实现不一样。ArrayList底层为数组存储，LinkedList是以双向链表存储。LinkedList集合没有初始化容量。最初这个链表中没有任何元素。first和last引用都是null。最大区别就是LinkedList更加灵活，并且部分方法的效率比ArrayList对应方法效率要高很多。频繁操作，建议使用LinkedList；对于数组变动不大，主要用于查询时，建议使用ArrayList。

扩容机制是在添加时才会自动扩容，扩容为原来的1.5倍，同时将原有数组中的数据复制到新的数组中。

链表的优点：
由于链表上的元素在空间存储上内存地址不连续。
所以随机增删元素的时候不会有大量元素位移，因此随机增删效率较高。
链表的缺点：
不能通过数学表达式计算被查找元素的内存地址，每一次查找都是从头
节点开始遍历，直到找到为止。所以LinkedList集合检索/查找的效率
较低。

Set集合

Set集合按照无序、不允许重复的方式存放对象。Set集合是无序的，没有下标，所以没有get方法。

存储特点：无需存储，且不可以存储相同的元素（排重），不能通过下标访问。

Set<T>集合实现类：基于散列结构（哈希表）的HashSet类和基于查找树结构的TreeSet类。

HashSet的底层结构
HashSet基于一种著名的、可以实现快速查找的散列表（Hash table）结构。
散列表也称哈希表，它采用按照对象的取值计算对象存储地址的策略，实现对象的“定位”存放，相应也提高了查找效率。
HashSet扩容
底层也是数组，初始容量为16，当如果使用率超过0.75，（16*0.75=12）就会扩大容量为原来的2倍。（16扩容为32，依次为64,128…等）
在这里插入图片描述

TressSet是基于查找树结构（回忆二叉树），具有排序功能的Set集合

HashSet类和TreeSet类对比：

TreeSet是二叉树实现的，TreeSet中的数据是自动排好序的，不允许放入null值
HashSet是哈希表实现的，HashSet中的数据是无序的，可以放入null，但只能放入一个null
两者中的值都不能重复，就如数据库中的唯一约束
HashSet要求放入的对象必须实现hashCode（）方法，放入的对象是以哈希码作为标识的

Map集合及实现类

Map集合与前面两种集合最大的区别就是：Map集合的一个元素是由两个数据组成的，即键值对；List集合和Set集合中的一个元素是由单个元素组成的。

Map集合特点：

存储的数据都是以键值对的形式存在的，即key：value形式
Map中不能包含重复的键（一重复就覆盖），值可以重复，每个键只能对应一个值

方法	说明
V put(K key,V value)	若集合存在key键，则修改key键对应的值value；若没有，则添加元素
void clear（）	移除所有的键值对元素
V remove（Object key）	移除键对应的元素，并把值返回
boolean containsKey（Object key）	判断集合是否包含指定的键
boolean containsValue（Object value）	判断集合是否包含指定的值
boolean isEmpty（）	判断集合是否为空
Set<.Map.Entry<K,V>>entrySet()	遍历
V get（Object key）	根据键获取值
Set < K > keySet()	获取集合中所有键的集合
Collection< V >value	获取集合中所有值的集合
int size（）	返回集合中的键值对的对数

Map集合的常见实现类为HashMap、TreeMap

HashMap特点：

根据哈希码值存储数据，表现为无序，不可重复。
放在HashMap集合key部分的元素其实就是放到HashSet集合中了。
所以HashSet集合中的元素也需要同时重写hashCode()+equals()方法。
HashMap集合的默认初始化容量是16，当HashMap集合底层数组的容量达到75%的时候，数组以二叉树开始扩容。

注意：HashMap集合初始化容量必须是2的倍数，这是因为为了达到散列均匀，为了提高HashMap集合的存取效率

TreeMap类特点：

所有元素的键都是有序的，基于红黑树（二叉树）数据结构实现的
添加元素时，元素的键具备自然顺序，那么就按自然顺序进行排序存储
添加元素时，元素的键没有自然顺序，那么键的所属类必须要实现Comparable接口，把键的比较规则定义在CompareTo（）方法里

HashMap类与TreeMap类对比：

HashMap通过hashCode（）方法对其内容进行快速查找，而TreeMap是基于红黑树的一种访问的Map，所有的元素都保持这某种固定顺序。如果你需要得到一个有序的结果就应该使用TreeMap（HashMap中的元素排列顺序是不固定的）
两者的存取的时间复杂度都是O（log（n））
两者都是非线程安全的
HashMap使用于Map中插入、删除和定位元素，TreeMap使用于按自然顺序或自定义顺序遍历键