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前言
Java中的集合类提供了强大的数据结构管理能力,其中 ArrayList、LinkedList、HashSet 和 HashMap 等类可以用于存储和管理数据,使得开发人员能够更加轻松、高效地对数据进行处理。本文将介绍这些类的概念、特点、用法、示例代码以及一些注意事项。
一、ArrayList
ArrayList 是一个可以自动扩容的序列容器,其底层实际上是一个可变数组。它提供了在顺序访问情况下快速存取元素的能力,但不适合随机访问。与普通数组的区别就是它是没有固定大小的限制,我们可以添加或删除元素。
ArrayList 继承了 AbstractList ,并实现了 List 接口。
ArrayList 类位于 java.util 包中,使用前需要引入它,语法格式如下:
import java.util.ArrayList; // 引入 ArrayList 类
ArrayList<E> objectName =new ArrayList<>(); // 初始化
- E: 泛型数据类型,用于设置 objectName 的数据类型,只能为引用数据类型。
- objectName: 对象名。
示例代码:
import java.util.ArrayList;
public class ArrayListExample {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Apple");
list.add("Banana");
list.add("Orange");
System.out.println("ArrayList: " + list);
list.set(1, "Grapes");
System.out.println("Updated ArrayList: " + list);
list.remove(2);
System.out.println("After Removing ArrayList: " + list);
}
}
输出结果为:
ArrayList: [Apple, Banana, Orange]
Updated ArrayList: [Apple, Grapes, Orange]
After Removing ArrayList: [Apple, Grapes]
ArrayList 常用方法:
方法 | 描述 |
---|---|
add() | 将元素插入到指定位置的 arraylist 中 |
addAll() | 添加集合中的所有元素到 arraylist 中 |
clear() | 删除 arraylist 中的所有元素 |
clone() | 复制一份 arraylist |
contains() | 判断元素是否在 arraylist |
get() | 通过索引值获取 arraylist 中的元素 |
indexOf() | 返回 arraylist 中元素的索引值 |
removeAll() | 删除存在于指定集合中的 arraylist 里的所有元素 |
remove() | 删除 arraylist 里的单个元素 |
size() | 返回 arraylist 里元素数量 |
isEmpty() | 判断 arraylist 是否为空 |
subList() | 截取部分 arraylist 的元素 |
set() | 替换 arraylist 中指定索引的元素 |
sort() | 对 arraylist 元素进行排序 |
toArray() | 将 arraylist 转换为数组 |
toString() | 将 arraylist 转换为字符串 |
ensureCapacity() | 设置指定容量大小的 arraylist |
lastIndexOf() | 返回指定元素在 arraylist 中最后一次出现的位置 |
retainAll() | 保留 arraylist 中在指定集合中也存在的那些元素 |
containsAll() | 查看 arraylist 是否包含指定集合中的所有元素 |
trimToSize() | 将 arraylist 中的容量调整为数组中的元素个数 |
removeRange() | 删除 arraylist 中指定索引之间存在的元素 |
replaceAll() | 将给定的操作内容替换掉数组中每一个元素 |
removeIf() | 删除所有满足特定条件的 arraylist 元素 |
forEach() | 遍历 arraylist 中每一个元素并执行特定操作 |
二、LinkedList
LinkedList 是一个双向链表结构,在操作上和 ArrayList 差不多,但对于插入和删除等操作效率要更高。
LinkedList(链表) 类似于 ArrayList,是一种常用的数据容器。
与 ArrayList 相比,LinkedList 的增加和删除的操作效率更高,而查找和修改的操作效率较低。
以下情况使用 ArrayList :
- 频繁访问列表中的某一个元素。
- 只需要在列表末尾进行添加和删除元素操作。
以下情况使用 LinkedList :
- 你需要通过循环迭代来访问列表中的某些元素。
- 需要频繁的在列表开头、中间、末尾等位置进行添加和删除元素操作。
LinkedList 继承了 AbstractSequentialList 类。
LinkedList 实现了 Queue 接口,可作为队列使用。
LinkedList 实现了 List 接口,可进行列表的相关操作。
LinkedList 实现了 Deque 接口,可作为队列使用。
LinkedList 实现了 Cloneable 接口,可实现克隆。
LinkedList 实现了 java.io.Serializable 接口,即可支持序列化,能通过序列化去传输。
LinkedList 类位于 java.util 包中,使用前需要引入它,语法格式如下:
// 引入 LinkedList 类
import java.util.LinkedList;
LinkedList<E> list = new LinkedList<E>(); // 普通创建方法
或者
LinkedList<E> list = new LinkedList(Collection<? extends E> c); // 使用集合创建链表
import java.util.LinkedList;
public class RunoobTest {
public static void main(String[] args) {
LinkedList<String> sites = new LinkedList<String>();
sites.add("Google");
sites.add("Runoob");
sites.add("Taobao");
sites.add("Weibo");
System.out.println("LinkedList:" + sites);
// 使用 addFirst() 在头部添加元素
sites.addFirst("Wiki");
System.out.println("LinkedList addFirst:" + sites);
// 使用 addLast() 在尾部添加元素
sites.addLast("Wiki");
System.out.println("LinkedList addLast:" + sites);
// 使用 removeFirst() 移除头部元素
sites.removeFirst();
System.out.println("LinkedList removeFirst:" + sites);
}
}
输出结果为:
LinkedList: [Google, Runoob, Taobao,Weibo]
LinkedList addFirst: [Wiki,Google, Runoob, Taobao,Weibo]
LinkedList addLast: [Wiki,Google, Runoob, Taobao,Weibo,Wiki]
LinkedList removeFirst: [Google, Runoob, Taobao,Weibo,Wiki]
LinkedList 常用方法:
方法 | 描述 |
---|---|
public boolean add(E e) | 链表末尾添加元素,返回是否成功,成功为 true,失败为 false。 |
public void add(int index, E element) | 向指定位置插入元素。 |
public boolean addAll(Collection c) | 将一个集合的所有元素添加到链表后面,返回是否成功,成功为 true,失败为 false。 |
public boolean addAll(int index, Collection c) | 将一个集合的所有元素添加到链表的指定位置后面,返回是否成功,成功为 true,失败为 false。 |
public void addFirst(E e) | 元素添加到头部。 |
public void addLast(E e) | 元素添加到尾部。 |
public boolean offer(E e) | 向链表末尾添加元素,返回是否成功,成功为 true,失败为 false。 |
public boolean offerFirst(E e) | 头部插入元素,返回是否成功,成功为 true,失败为 false。 |
public boolean offerLast(E e) | 尾部插入元素,返回是否成功,成功为 true,失败为 false。 |
public void clear() | 清空链表。 |
public E removeFirst() | 删除并返回第一个元素。 |
public E removeLast() | 删除并返回最后一个元素。 |
public boolean remove(Object o) | 删除某一元素,返回是否成功,成功为 true,失败为 false。 |
public E remove(int index) | 删除指定位置的元素。 |
public E poll() | 删除并返回第一个元素。 |
public E remove() | 删除并返回第一个元素。 |
public boolean contains(Object o) | 判断是否含有某一元素。 |
public E get(int index) | 返回指定位置的元素。 |
public E getFirst() | 返回第一个元素。 |
public E getLast() | 返回最后一个元素。 |
public int indexOf(Object o) | 查找指定元素从前往后第一次出现的索引。 |
public int lastIndexOf(Object o) | 查找指定元素最后一次出现的索引。 |
public E peek() | 返回第一个元素。 |
public E element() | 返回第一个元素。 |
public E peekFirst() | 返回头部元素。 |
public E peekLast() | 返回尾部元素。 |
public E set(int index, E element) | 设置指定位置的元素。 |
public Object clone() | 克隆该列表。 |
public Iterator descendingIterator() | 返回倒序迭代器。 |
public int size() | 返回链表元素个数。 |
public ListIterator listIterator(int index) | 返回从指定位置开始到末尾的迭代器。 |
public Object[] toArray() | 返回一个由链表元素组成的数组。 |
public T[] toArray(T[] a) | 返回一个由链表元素转换类型而成的数组。 |
三、HashSet
HashSet 是一个哈希表结构,用于存储无序的唯一元素集合。可以在 O(1) 的时间复杂度内进行添加、删除、判断是否存在等操作。
HashSet 基于 HashMap 来实现的,是一个不允许有重复元素的集合。
HashSet 允许有 null 值。
HashSet 是无序的,即不会记录插入的顺序。
HashSet 不是线程安全的, 如果多个线程尝试同时修改 HashSet,则最终结果是不确定的。 您必须在多线程访问时显式同步对 HashSet 的并发访问。
HashSet 实现了 Set 接口。
代码示例:
// 引入 HashSet 类
import java.util.HashSet;
public class RunoobTest {
public static void main(String[] args) {
HashSet<String> sites = new HashSet<String>();
sites.add("Google");
sites.add("Runoob");
sites.add("Taobao");
sites.add("Zhihu");
sites.add("Runoob"); // 重复的元素不会被添加
System.out.println("HashSet:" + sites);
//判断元素是否存在
System.out.println("HashSet contains:" + sites.contains("Taobao"));
// 删除元素,删除成功返回 true,否则为 false
sites.remove("Taobao");
System.out.println("HashSet remove:" + sites);
//删除集合中所有元素
sites.clear();
System.out.println("HashSet clear:" + sites);
}
}
输出结果为:
HashSet: [Google, Runoob, Zhihu, Taobao]
HashSet contains: true
HashSet remove: [Google, Runoob, Zhihu]
HashSet clear: []
HashSet 常用方法:
方法 | 描述 |
---|---|
add(Object obj) | 向Set集合中添加元素,添加成功返回true,否则返回false。 |
size() | 返回Set集合中的元素个数。 |
remove(Object obj) | 删除Set集合中的元素,删除成功返回true,否则返回false。 |
isEmpty() | 如果Set不包含元素,则返回 true ,否则返回false。 |
clear() | 移除此Set中的所有元素。 |
iterator() | 返回在此Set中的元素上进行迭代的迭代器。 |
contains(Object o) | 如果Set包含指定的元素,则返回 true,否则返回false。 |
四、HashMap
HashMap 是一个哈希表结构,用于存储键/值对,可以在 O(1) 的时间复杂度内进行添加、删除和查找等操作。
HashMap 是一个散列表,它存储的内容是键值对(key-value)映射。
HashMap 实现了 Map 接口,根据键的 HashCode 值存储数据,具有很快的访问速度,最多允许一条记录的键为 null,不支持线程同步。
HashMap 是无序的,即不会记录插入的顺序。
HashMap 继承于AbstractMap,实现了 Map、Cloneable、java.io.Serializable 接口。
代码示例:
// 引入 HashMap 类
import java.util.HashMap;
public class RunoobTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建 HashMap 对象 Sites
HashMap<Integer, String> Sites = new HashMap<Integer, String>();
// 添加键值对
Sites.put(1, "Google");
Sites.put(2, "Runoob");
Sites.put(3, "Taobao");
Sites.put(4, "Zhihu");
System.out.println("HashMap:" + Sites);
//获取 key 对应的 value
System.out.println("HashMap get:" + Sites.get(3));
//删除 key 对应的键值对
Sites.remove(4);
System.out.println("HashMap remove:" + Sites);
//删除所有键值对
Sites.clear();
System.out.println("HashMap clear:" + Sites);
}
}
输出结果为:
HashMap: {1=Google, 2=Runoob, 3=Taobao, 4=Zhihu}
HashMap get: Taobao
HashMap remove:{1=Google, 2=Runoob, 3=Taobao}
HashMap clear: {}
HashMap 常用方法:
方法 | 描述 |
---|---|
clear() | 删除 hashMap 中的所有键/值对 |
clone() | 复制一份 hashMap |
isEmpty() | 判断 hashMap 是否为空 |
size() | 计算 hashMap 中键/值对的数量 |
put() | 将键/值对添加到 hashMap 中 |
putAll() | 将所有键/值对添加到 hashMap 中 |
putIfAbsent() | 如果 hashMap 中不存在指定的键,则将指定的键/值对插入到 hashMap 中。 |
remove() | 删除 hashMap 中指定键 key 的映射关系 |
containsKey() | 检查 hashMap 中是否存在指定的 key 对应的映射关系。 |
containsValue() | 检查 hashMap 中是否存在指定的 value 对应的映射关系。 |
replace() | 替换 hashMap 中是指定的 key 对应的 value。 |
replaceAll() | 将 hashMap 中的所有映射关系替换成给定的函数所执行的结果。 |
get() | 获取指定 key 对应对 value |
getOrDefault() | 获取指定 key 对应对 value,如果找不到 key ,则返回设置的默认值 |
forEach() | 对 hashMap 中的每个映射执行指定的操作。 |
entrySet() | 返回 hashMap 中所有映射项的集合集合视图。 |
keySet() | 返回 hashMap 中所有 key 组成的集合视图。 |
values() | 返回 hashMap 中存在的所有 value 值。 |
merge() | 添加键值对到 hashMap 中 |
compute() | 对 hashMap 中指定 key 的值进行重新计算 |
computeIfAbsent() | 对 hashMap 中指定 key 的值进行重新计算,如果不存在这个 key,则添加到 hasMap 中 |
computeIfPresent() | 对 hashMap 中指定 key 的值进行重新计算,前提是该 key 存在于 hashMap 中。 |
总结
ArrayList、LinkedList、HashSet 和 HashMap 都是强大的集合类,可以为开发者提供便捷的数据结构操作。ArrayList 适合于顺序访问,LinkedList 更适合于插入和删除操作频繁的场合。HashSet 用于存储无序的唯一元素集合,HashMap 用于存储键/值对,可以快速进行添加、删除和查找等操作。