Java基础语法（十五）：List、Set和Map

目录

前言

一、List

二、Set

三、Map

总结

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前言

Java是一种很流行的编程语言，拥有很多被广泛应用的数据结构，其中List、Set和Map是最常用的几个。本文将为您介绍这三种数据结构的基本概念和用法。

从上面的集合框架图可以看到，Java 集合框架主要包括两种类型的容器，一种是集合（Collection），存储一个元素集合，另一种是图（Map），存储键/值对映射。Collection 接口又有 3 种子类型，List、Set 和 Queue，再下面是一些抽象类，最后是具体实现类，常用的有 ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap等等。

集合框架是一个用来代表和操纵集合的统一架构。所有的集合框架都包含如下内容：

• 接口：是代表集合的抽象数据类型。例如 Collection、List、Set、Map 等。之所以定义多个接口，是为了以不同的方式操作集合对象

• 实现（类）：是集合接口的具体实现。从本质上讲，它们是可重复使用的数据结构，例如：ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。

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一、List

List是一种有序的数据集合，允许重复元素。它是一个接口，由Java提供，可以通过实现它的类来建立一个List实例。List接口的方法包括添加、插入、删除、替换和获取元素。

List接口提供了如下几种常用的实现：

• ArrayList：基于数组实现，支持快速随机访问，但是对于插入和删除操作较慢。
• LinkedList：基于链表实现，支持快速的插入和删除操作，但是对于随机访问的效率较低。
• Vector：类似于ArrayList，但是是线程安全的，不过效率较低，不推荐使用。

代码示例：

import java.util.*;
 
public class Test{
 public static void main(String[] args) {
     List<String> list=new ArrayList<String>();
     list.add("Hello");
     list.add("World");
     list.add("HAHAHAHA");
     //第一种遍历方法使用 For-Each 遍历 List
     for (String str : list) {            //也可以改写 for(int i=0;i<list.size();i++) 这种形式
        System.out.println(str);
     }
 
     //第二种遍历，把链表变为数组相关的内容进行遍历
     String[] strArray=new String[list.size()];
     list.toArray(strArray);
     for(int i=0;i<strArray.length;i++) //这里也可以改写为  for(String str:strArray) 这种形式
     {
        System.out.println(strArray[i]);
     }
     
    //第三种遍历 使用迭代器进行相关遍历
     
     Iterator<String> ite=list.iterator();
     while(ite.hasNext())//判断下一个元素之后有值
     {
         System.out.println(ite.next());
     }
 }
}

二、Set

Set 具有与 Collection 完全一样的接口，只是行为上不同，Set 不保存重复的元素。Set 接口存储一组唯一，无序的对象。

Set接口提供了如下几种常用的实现：

• HashSet：基于哈希表实现，性能比较高，但是不保证元素的顺序。
• TreeSet：基于红黑树实现，保证元素的顺序，但是性能相对较低。
• LinkedHashSet：基于哈希表和链表实现，保证元素的插入顺序。

代码示例：

public static void main(String[] args) {

    Set<String> set = new HashSet<String>();
    set.add("A");
    set.add("B");
    set.add("C");

    List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12));
    Set<Integer> sets = new HashSet<>(16);
    sets.addAll(list);

    //foreach遍历
    System.out.println("\n遍历1： foreach:");
    for (Integer i : sets) {
        System.out.print(i + " ");
    }

    //iterator遍历
    System.out.println("\n遍历2： iterator:");
    Iterator<Integer> iterator = sets.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        System.out.print(iterator.next() + " ");
    }

    //stream流遍历
    System.out.println("\n遍历3： stream流");
    sets.forEach(s -> System.out.print(s + " "));

    //for循环遍历
    System.out.println("\n遍历4：for循环");
    Iterator<Integer> iterator2 = sets.iterator();
    for (int i = 0; i < sets.size(); i++) {
        System.out.print(iterator2.next() + " ");
    }
    
	// forEachRemaining:底层实现while (hasNext()) action.accept(next());  
	System.out.println("\n遍历5：forEachRemaining");
    sets.iterator().forEachRemaining(s -> System.out.print(s + " "));

}

三、Map

Map 接口存储一组键值对象，提供key（键）到value（值）的映射。每个元素都包含一个键和一个值，键不能重复。

Map接口提供了如下几种常用的实现：

• HashMap：基于哈希表实现，性能比较高，但是不保证元素的顺序。
• TreeMap：基于红黑树实现，保证元素的顺序，但是性能相对较低。
• LinkedHashMap：基于哈希表和链表实现，保证元素的插入顺序。

代码示例：

import java.util.*;
 
public class Test{
     public static void main(String[] args) {
      Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
      map.put("1", "value1");
      map.put("2", "value2");
      map.put("3", "value3");
      
      //第一种：普遍使用，二次取值
      System.out.println("通过Map.keySet遍历key和value：");
      for (String key : map.keySet()) {
       System.out.println("key= "+ key + " and value= " + map.get(key));
      }
      
      //第二种
      System.out.println("通过Map.entrySet使用iterator遍历key和value：");
      Iterator<Map.Entry<String, String>> it = map.entrySet().iterator();
      while (it.hasNext()) {
       Map.Entry<String, String> entry = it.next();
       System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
      }
      
      //第三种：推荐，尤其是容量大时
      System.out.println("通过Map.entrySet遍历key和value");
      for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
       System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
      }
    
      //第四种
      System.out.println("通过Map.values()遍历所有的value，但不能遍历key");
      for (String v : map.values()) {
       System.out.println("value= " + v);
      }
     }
}

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总结

List、Set和Map 都是 Java 中的常用数据结构，它们各自具有不同的特点和应用场景。当需要存储有序的、可重复的元素时，可以使用 List；当需要存储无序的、不可重复的元素时，可以使用 Set；当需要存储键值对时，可以使用 Map。