Java集合框架

Java集合框架是一组用于存储、操作和处理数据的类和接口的集合。它提供了各种实现了常用数据结构的类，如列表、集合、映射等，以满足不同场景下的需求。本文将详细介绍Java集合框架的基本概念、常用接口和类，并提供具体的代码示例。

1. 集合框架概念

Java集合框架主要分为两个接口层次：Collection接口和Map接口。Collection接口是所有集合框架的根接口，它派生出List、Set和Queue等子接口。Map接口则表示键值对映射。

1.1 Collection接口

• List接口： 有序集合，允许重复元素。

  List<String> list = new ArrayList<>();
  list.add("Java");
  list.add("Python");
  list.add("JavaScript");
  

• Set接口： 无序集合，不允许重复元素。

  Set<Integer> set = new HashSet<>();
  set.add(1);
  set.add(2);
  set.add(3);
  

• Queue接口： 队列，通常按照先进先出（FIFO）的顺序处理元素。

  Queue<String> queue = new LinkedList<>();
  queue.offer("Task1");
  queue.offer("Task2");
  queue.offer("Task3");
  

1.2 Map接口

• HashMap： 键值对映射，不保证顺序。

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

2. 常用操作示例

2.1 遍历集合

List<String> list = Arrays.asList("Apple", "Banana", "Orange");

// 使用迭代器遍历List
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    String fruit = iterator.next();
    System.out.println(fruit);
}

// 使用for-each循环遍历List
for (String fruit : list) {
    System.out.println(fruit);
}

2.2 使用Map存储键值对

Map<String, Integer> populationMap = new HashMap<>();
populationMap.put("China", 1444216107);
populationMap.put("India", 1393409038);
populationMap.put("United States", 332915073);

// 遍历Map的键值对
for (Map.Entry<String, Integer> entry : populationMap.entrySet()) {
    System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
}

2.3 使用集合工具类

List<String> colors = Arrays.asList("Red", "Green", "Blue");
List<String> moreColors = Arrays.asList("Yellow", "Purple");

// 合并两个List
List<String> combinedList = new ArrayList<>(colors);
combinedList.addAll(moreColors);

// 查找元素
boolean containsGreen = colors.contains("Green");

// 排序List
Collections.sort(combinedList);

// 反转List
Collections.reverse(combinedList);

3. 集合框架的优势

• 动态大小： 集合框架支持动态调整大小，无需手动管理内存。

• 高性能： 提供了高性能的数据结构和算法，适用于不同的使用场景。

• 类型安全： 泛型的引入使得集合框架更加类型安全，减少了运行时错误的可能性。

• 丰富的方法： 集合框架提供了丰富的方法，方便对集合进行操作、查询和遍历。

Java集合框架是Java编程中不可或缺的一部分，通过熟练使用集合框架，可以更高效地处理各种数据结构，提高代码的可读性和可维护性。