Java集合(一)—— 总述

本文介绍了Java集合框架的核心内容,包括Collection接口的两大子接口Set和List,以及它们的特点:Set接口存储无序、不可重复的元素,List接口则存储有序、可重复的元素。此外,还对比了集合与数组的主要区别,如集合的可变长度和仅存储对象引用等特性。

一、集合框架

1、框架图

在这里插入图片描述

2、集合说明

2.1、什么是集合?

集合就是一个放数据的容器,准确的说是放数据对象引用的容器
集合类存放的都是对象的引用,而不是对象的本身
JDK提供的集合API都包含在java.util包内

2.2、集合两大部分

Java 集合的框架主要分两大部分,一部分实现了 Collection 接口,该接口定义了存取一组对象的方法,其子接口 Set 和 List 分别定义了存取方式;另一部分是 Map 接口,该接口定义了存储一组“键(key)值(value)”映射对的方法。

2.3、List接口简述

List接口继承自Collection接口,其的元素是有序、可重复的

2.4、Set接口简述

Set接口继承自Collection接口,其元素是无需、不可重复的

2.5、集合和数组的区别

1、数组是固定长度的;集合可变长度的。
2、数组可以存储基本数据类型,也可以存储引用数据类型;集合只能存储引用数据类型。
3、数组存储的元素必须是同一个数据类型;集合存储的对象可以是不同数据类型。

<think>嗯,用户想用Java实现字符串反转。我得先回忆下常见的几种方法。记得之前学过的,比如使用StringBuilder的reverse方法,或者用charAt逐个字符倒序拼接。不过用户提供的引用里提到几种不同的方法,可能需要先整理下。 首先,用户提供的引用1中有使用charAt的方法,循环取出每个字符然后拼接到前面,这样就能得到反转后的字符串。这个方法看起来简单,但可能效率不高,因为字符串拼接在Java中会生成很多临时对象。不过对于小字符串应该没问题。 引用2提到了StringBuilder的reverse方法,这是最直接的方式,因为StringBuilder本来就是为可变字符串设计的,reverse方法直接反转,代码简洁高效。这个方法应该是推荐的首选,特别是处理大字符串的时候。 引用3展示的是将字符串转为字符数组,然后首尾交换字符,最后用new String构造结果。这种方法虽然代码稍多,但可以手动控制反转过程,适合需要自定义处理的情况,比如只反转部分字符或者在反转过程中做其他操作。 接下来,用户的问题是如何用Java编写字符串反转程序。我应该分步骤给出不同的方法,并说明它们的优缺点。同时,需要确保代码示例正确,符合Java语法,比如char数组的方法中的循环条件是否正确,交换逻辑有没有错误。 另外,用户可能对性能或适用场景有疑问,比如哪种方法更快,或者在哪种情况下应该用哪种方法。需要根据引用中的不同实现,简要分析各自的优缺点,比如StringBuilder的效率高,而charAt的方法可能效率较低,但适合教学目的。 还要注意回答的结构,先总述几种方法,再分别详细说明,最后总结建议。确保代码示例正确无误,比如在char数组的方法中,循环应该是到length/2,交换i和length-1-i的位置,避免数组越界。 可能用户是Java初学者,所以需要解释清楚每个步骤的作用,比如在char数组方法中,toCharArray的使用,以及如何通过交换字符实现反转。同时提醒字符串不可变,所以需要转换为字符数组才能修改。 最后,生成相关问题时要围绕字符串反转的其他方法、性能比较、应用场景等,帮助用户深入理解。</think>在Java中实现字符串反转主要有三种典型方法,下面分步骤说明具体实现方式并分析其特点: ### 、使用StringBuilder的reverse方法(最高效) ```java public static String reverseByStringBuilder(String str) { return new StringBuilder(str).reverse().toString(); } ``` 通过调用StringBuilder内置的reverse()方法实现快速反转,时间复杂度为$O(n)$,适合处理大字符串[^2]。 ### 二、字符拼接法(易理解) ```java public static String reverseByCharAt(String str) { String reverse = ""; for(int i=0; i<str.length(); i++){ reverse = str.charAt(i) + reverse; } return reverse; } ``` 逐个取出字符倒序拼接,时间复杂度$O(n^2)$,适合教学演示但效率较低[^1]。 ### 三、字符数组交换法(性能平衡) ```java public static String reverseByCharArray(String str) { char[] c = str.toCharArray(); for(int i=0; i<c.length/2; i++){ char temp = c[i]; c[i] = c[c.length-1-i]; c[c.length-1-i] = temp; } return new String(c); } ``` $$ \text{时间复杂度} = O(n) \quad \text{空间复杂度} = O(n) $$ 通过首尾字符交换实现反转,内存占用优于字符串拼接法[^3]。 ### 四、方法对比建议 | 方法 | 时间复杂度 | 适用场景 | |------|------------|----------| | StringBuilder | $O(n)$ | 生产环境首选 | | 字符数组 | $O(n)$ | 需手动控制过程 | | charAt拼接 | $O(n^2)$ | 教学演示使用 | 建议优先选择StringBuilder方法,其代码最简洁且性能最优。需要自定义反转逻辑时可使用字符数组法。
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