集合容器

本文深入探讨了Java集合框架的核心概念,包括容器如何处理基本类型、Collection接口的不同实现如List、Set和Queue的区别与应用场景,以及Map接口的具体实现HashMap的工作原理和性能调优策略。

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容器

  • 容器不能持有基本类型,但是自动包装机制会将基本类型包装为所持有的包装器类型。

Collection接口

  • List、Set、Queue都继承Collection接口。
  • List以特定顺序保存一组元素,Set元素不能重复,Queue只允许在容器一端插入,并从另一端移除对象
    • LinkedList的index是后进先出即越后进index越小。
迭代器
  • Iterator工作是遍历并选择序列中的对象。
  • 迭代器对List产生的改变都会作用于初始List。
  • ListIterator产生一个可以双向移动的迭代器。

Map

  • HashMap
    • 基于哈希表的 Map 接口的实现。此实现提供所有可选的映射操作,并允许使用 null 值和 null 键。(除了非同步和允许使用 null 之外,HashMap 类与 Hashtable 大致相同。)此类不保证映射的顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变。
    • HashMap 的实例有两个参数影响其性能:初始容量 和加载因子。容量 是哈希表中桶的数量,初始容量只是哈希表在创建时的容量。加载因子 是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度。当哈希表中的条目数超出了加载因子与当前容量的乘积时,则要对该哈希表进行 rehash 操作(即重建内部数据结构),从而哈希表将具有大约两倍的桶数。
      HashMap构造方法
### Java 集合容器的使用与原理 #### 什么是Java集合框架? Java集合框架是一个用于表示和操作数据组的标准库,它提供了多种接口和类来存储、检索以及管理一组对象。这些容器可以动态调整大小并提供灵活的数据结构支持[^1]。 #### 主要分类 Java集合主要分为两大类别:Collection 和 Map 接口下的子集。 - **Collection** 是单列数据的顶级父接口,其下又细分为 List, Set 及 Queue。 - **List**: 存储有序可重复元素,典型代表有 ArrayList 和 LinkedList。 ```java List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("Element"); System.out.println(list.get(0)); // 输出 "Element" ``` - **Set**: 不允许存储重复元素,常用 HashSet 或 TreeSet 实现去重功能。 ```java Set<Integer> set = new HashSet<>(); set.add(1); set.add(2); boolean isAdded = set.add(1); // 返回 false 表明未成功添加因为已存在该元素 ``` - **Queue**: 提供先进先出(FIFO)队列行为,PriorityQueue 支持优先级排序。 ```java Queue<Character> queue = new PriorityQueue<>(); queue.offer('a'); char firstChar = queue.poll(); // 移除并返回 'a' ``` - **Map** 则用来保存键值对映射关系,其中 HashMap 和 ConcurrentHashMap 是两种重要变体[^2]。 - **HashMap**: 非线程安全的基础哈希表实现,在多线程环境下可能导致数据不一致问题。 ```java Map<String, Integer> map = new HashMap<>(); map.put("key", 100); int value = map.get("key"); // 获取对应 key 的 value 值 ``` - **ConcurrentHashMap**: 线程安全版本适合高并发场景应用。JDK7采用分段锁机制提升效率;而到了JDK8则改用了CAS算法配合红黑树优化内部结构以进一步增强性能表现。 #### 性能考量与最佳实践 当选用具体类型的集合时需考虑实际应用场景的要求如访问速度、内存占用量等因素从而做出合理决策。例如对于频繁读取但很少修改的操作建议使用不可变或者只读视图形式呈现给外部调用者降低潜在风险同时提高运行效能。
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