Java 集合框架

Java 集合框架

Java 集合框架（Java Collections Framework，JCF）是 Java 编程语言中用于表示和操作集合（collections）的一组类和接口。集合是用于存储和操作对象组的对象，它们提供了一种高效的方式来管理数据。JCF 提供了多种接口和类，用于实现不同类型的集合，如列表（List）、集合（Set）、队列（Queue）和映射（Map）。

主要接口

Collection 接口

Collection 接口是 JCF 的根接口，它声明了所有集合共有的基本操作，如添加、删除、遍历和检查元素是否存在。Collection 接口有两个主要的子接口：List 和 Set。

List 接口

List 接口扩展了 Collection 接口，用于表示有序的元素集合，允许重复元素。List 接口的常用实现类有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。

• ArrayList：基于动态数组实现，支持随机访问，适用于频繁的查找和更新操作。
• LinkedList：基于双向链表实现，支持快速插入和删除操作，适用于频繁的插入和删除操作。
• Vector：与 ArrayList 类似，但它是同步的，适用于多线程环境。

Set 接口

Set 接口扩展了 Collection 接口，用于表示无序的元素集合，不允许重复元素。Set 接口的常用实现类有 HashSet、LinkedHashSet 和 TreeSet。

• HashSet：基于哈希表实现，支持快速查找、添加和删除操作。
• LinkedHashSet：继承自 HashSet，但它维护了元素的插入顺序。
• TreeSet：基于红黑树实现，支持排序操作，可以确保元素处于排序状态。

Map 接口

Map 接口用于表示键值对集合，其中每个键都是唯一的，每个键都映射到一个值。Map 接口的常用实现类有 HashMap、LinkedHashMap 和 TreeMap。

• HashMap：基于哈希表实现，支持快速查找、添加和删除操作。
• LinkedHashMap：继承自 HashMap，但它维护了键值对的插入顺序。
• TreeMap：基于红黑树实现，支持排序操作，可以确保键处于排序状态。

迭代器（Iterator）

迭代器（Iterator）是 JCF 中的一个接口，用于遍历集合中的元素。迭代器提供了三个基本操作：hasNext()、next() 和 remove()。使用迭代器可以方便地对集合进行遍历和操作。

使用示例

以下是一个简单的示例，演示了如何使用 Java 集合框架：

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.HashMap;

public class CollectionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 ArrayList
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");

        // 遍历 ArrayList
        for (String fruit : list) {
            System.out.println(fruit);
        }

        // 创建一个 HashSet
        HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
        set.add(1);
        set.add(2);
        set.add(3);

        // 使用迭代器遍历 HashSet
        Iterator<Integer> iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }

        // 创建一个 HashMap
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("One", 1);
        map.put("Two", 2);
        map.put("Three", 3);

        // 遍历 HashMap
        for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + " -> " + entry.getValue());
        }
    }
}

这个示例创建了三个集合：一个 ArrayList、一个 HashSet 和一个 HashMap，并演示了如何向它们添加元素、遍历它们以及从它们中删除元素。