Map双列集合及其实现类的详细介绍

本文深入解析Java Map接口,介绍其基本概念、put/get/remove方法,以及TreeMap、HashMap和LinkedHashMap的区别。重点讲解自定义类型作为键的注意事项,以及Properties的独特特性和使用方法。

java.util.Map<K,V> 双列集合的顶层接口

K:key        键,键是唯一的

v:value     值,只可以重复

key和value统称键值对

方法

        put(K key,V value)向map集合中添加键值对元素 一般情况下返回值都是null,如果键相同时,添加元素会被覆盖并返回被覆盖的值

        get(Object key)        根据键找值

        remove(Object key) 删除一对元素,并返回被删除的值

常用实现类

        TreeMap        键排序 唯一

        HashMap       键无序 唯一

        LinkedHashMap       键有序 唯一

        

Map集合的遍历

第一种方法

        键找值  Set<K> keySet() 获取到存储所有键的Set集合

1.创建Map集合,添加数据

2.调用keySet()方法 获取到存储所有键的set集合

3.遍历Set集合 依次获取到每个元素

4.调用Map集合get方法,根据key找到对应的值

第二种方法

        通过键值对的关系对象 遍历

Set<Map.Entry<k,v>> entrySet()         获取所有键值对关系对象的set集合

1.创建集合对象 存储元素

2.调用entrySet方法        获取所有键值对关系对象的set集合

3.遍历Set集合 依次获取到每个键值对关系对象

4.通过键值对关系对象 getKey getValue方法 获取到对应的键和值

HashMap集合

        存储自定义类型当做键

        自定义类型需要重写hashCode和equals方法,因为要保证键的元素唯一

TreeMap

        Treemap需要键实现自然排序接口,因为要满足treeMap的特性,排序

如果是没有自然排序的键,可以传入比较器对象,一旦传入了比较器对象,不管是否实现了自然排序接口,也会按照传入的比较器规则来排序,比较器要重写compare方法.

TreeMap的特有方法

public TreeMap(Map<? extends k ,  ? extnds V > m)  将传入的map集合中的元素自动添加到TreeMap集合中

public k  firstKey():        返回此映射中当前第一个键(最小值)

public k lastKey():        返回此映射当前最后一个键(最大值)

public k ceilingKey(K key):  返回大于等于给定键的最小键,如果不存在这样的键,则返回null

java.util.Properties

        特点:   

        1.继承自hashtable 底层数据结构是哈希表  可以使用Map接口的所有方法

        2.没有泛型 键和值都是固定的数据类型string

        3.唯一一个可以和IO流结合使用的集合

特有方法

String setProperty(String key, String value) 添加元素  相当于 put

String getProperty(String key) 根据键找值 相当于get

set<String> stringPropertyNames() 获取所有键的set集合  相当于keySet

                      

<think>好的,我现在需要详细回答用户关于Java中Collection接口及其实现类的问题。首先,我需要回顾自己已有的知识,并参考提供的引用内容来确保准确性。 用户的问题是要了解Java Collection接口的详细介绍及其常见实现类。根据引用内容,特别是引用[1]、[3]和[4],Collection框架是Java中用于存储和操作对象集合的重要部分。它包含List、Set、Queue等接口,每个接口有不同的实现类,比如ArrayList、LinkedList、HashSet等。 首先,我应该从Collection接口的基本介绍开始,说明它在Java集合框架中的位置,以及它的主要子接口。根据引用[3],Collection是单列集合的根接口,而Map双列集合的接口。需要明确区分这两者,可能引用[4]中的例子会有帮助,比如单列集合如ArrayList和双列如HashMap的结构差异。 接下来,需要详细说明Collection接口的常用方法,比如add(), remove(), size()等。引用[3]提到这些方法,需要具体举例说明每个方法的作用,比如add用于添加元素,remove删除,size返回元素数量等。 然后,分述各个子接口及其实现类。首先是List接口,它允许重复元素,有序。常见的实现类有ArrayList和LinkedList。需要比较两者的内部结构,ArrayList基于动态数组,查询快,增删慢;LinkedList基于链表,增删快,查询慢。可以引用引用[1]和[3]中的内容来支持这一点。 其次是Set接口,不允许重复元素,主要实现类有HashSet、LinkedHashSet和TreeSet。HashSet基于哈希表,无序;LinkedHashSet维护插入顺序;TreeSet基于红黑树,有序。引用[2]和[3]都提到Set的实现类,需要确保描述准确。 Queue接口用于队列结构,比如LinkedList和PriorityQueue。这部分可能需要简要说明,因为用户的问题可能更关注List和Set。 在描述每个实现类时,最好给出简单的代码示例,比如如何创建ArrayList并添加元素,或者使用HashSet去重。引用[4]中的代码示例可以借鉴,比如ArrayList的add方法使用。 另外,需要注意正确使用LaTeX格式,行内公式用$...$,独立公式用$$...$$,但在这个问题中可能数学公式较少,但如果有算法或表达式需要呈现的话要遵循规则。不过当前问题主要涉及Java集合框架,可能不需要太多数学公式,但需要确保代码块的正确格式。 需要检查是否有遗漏的实现类或者方法,比如Vector和Stack是否要提及,不过根据引用内容,引用[3]提到List接口的实现类包括Vector,但可能更侧重于ArrayList和LinkedList。不过考虑到Vector是线程安全的,但性能较低,可能在多线程环境下使用,而Stack是Vector的子类,但现在可能推荐使用Deque实现栈。 在总结部分,可以对比不同实现类的使用场景,帮助用户理解何时选择哪种集合类。例如,需要快速随机访问时用ArrayList,频繁插入删除用LinkedList,需要唯一元素用HashSet等。 最后,生成相关问题,参考用户提供的示例,可能需要包括性能比较、线程安全、使用场景等。比如: 1. ArrayList和LinkedList在性能上有何差异? 2. 如何保证集合的线程安全性? 3. TreeSet如何实现元素的排序? 需要确保引用的正确应用,比如在提到Collection框架时引用[1],在讨论Set接口时引用[2]和[3],在比较单双列集合时引用[4]。 现在需要组织内容结构,确保清晰分点,每个子接口和实现类有明确的标题,代码示例正确嵌入,并且引用标注正确。同时,按照用户要求,使用中文回答,保持口语化,避免使用Markdown格式,但思考过程不需要考虑格式限制,只是最终回答要符合用户给出的结构要求。</think>### Java Collection接口及其实现类详解 Java的Collection框架提供了一套高效管理对象集合的接口和类,属于`java.util`包。它分为单列集合(`Collection`)和双列集合(`Map`)[^4]。以下从接口定义、核心实现类及使用场景展开说明。 --- #### 一、Collection接口简介 `Collection`是单列集合的根接口,包含以下核心方法: - **添加/删除**:`add(E e)`、`remove(Object o)` - **查询**:`size()`、`isEmpty()`、`contains(Object o)` - **遍历**:`iterator()`(支持迭代器) - **批量操作**:`addAll(Collection<? extends E> c)`、`clear()`[^3] ```java // 示例:添加元素 List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("Java"); list.add("Python"); System.out.println(list.size()); // 输出:2 ``` --- #### 二、Collection子接口及实现类 ##### 1. List接口 - **特点**:元素有序、可重复,支持索引访问。 - **常见实现类**: - **ArrayList**:基于动态数组,查询快($O(1)$),增删慢(需移动元素)[^1]。 ```java List<Integer> arrayList = new ArrayList<>(); arrayList.add(10); // 添加元素 int num = arrayList.get(0); // 访问元素 ``` - **LinkedList**:基于双向链表,增删快($O(1)$),查询慢(需遍历,$O(n)$)[^3]。 ```java LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>(); linkedList.addFirst("Head"); // 头部插入 linkedList.addLast("Tail"); // 尾部插入 ``` ##### 2. Set接口 - **特点**:元素唯一,无序(除非使用`LinkedHashSet`或`TreeSet`)。 - **常见实现类**: - **HashSet**:基于哈希表,插入/查询时间复杂度为$O(1)$,依赖`hashCode()`和`equals()`方法[^2]。 ```java Set<String> hashSet = new HashSet<>(); hashSet.add("Apple"); hashSet.add("Apple"); // 重复元素不会被添加 ``` - **LinkedHashSet**:在`HashSet`基础上维护链表,保留插入顺序。 - **TreeSet**:基于红黑树,元素按自然顺序或自定义比较器排序,操作时间复杂度$O(\log n)$[^3]。 ##### 3. Queue接口 - **特点**:队列结构,支持先进先出(FIFO)或优先级队列。 - **实现类**:`LinkedList`(普通队列)、`PriorityQueue`(按优先级排序)。 --- #### 三、选择集合类的场景 - **需要快速访问元素**:优先选`ArrayList`。 - **频繁增删元素**:选`LinkedList`。 - **去重需求**:用`HashSet`或`LinkedHashSet`。 - **排序需求**:用`TreeSet`或结合`Comparator`。 ---
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