文章目录
- 🌟 Java集合框架
- 🍊 Collection
- 🎉 List
- 🎉 Set
- 🎉 Map
- 🍊 集合的选择
- 🎉 1. 有序并允许重复元素的集合 List
- 🎉 2. 无序并且不允许重复元素的集合 Set
- 🎉 3. 维护映射关系的集合 Map
- 🎉 4. 高效的随机访问和修改元素 ArrayList
- 🎉 5. 高效的添加和删除元素 LinkedList
- 🎉 6. 维护元素的插入顺序 LinkedHashSet
- 🎉 7. 元素的自然排序或者指定的比较器进行排序 TreeSet
- 🎉 8. 线程安全 Vector
- 🎉 9. 线程安全 HashTable
📕我是廖志伟,一名Java开发工程师、Java领域优质创作者、CSDN博客专家、51CTO专家博主、阿里云专家博主、清华大学出版社签约作者、产品软文创造者、技术文章评审老师、问卷调查设计师、个人社区创始人、开源项目贡献者。🌎跑过十五公里、徒步爬过衡山、🔥有过三个月减肥20斤的经历、是个喜欢躺平的狠人。
📘拥有多年一线研发和团队管理经验,研究过主流框架的底层源码(Spring、SpringBoot、Spring MVC、SpringCould、Mybatis、Dubbo、Zookeeper),消息中间件底层架构原理(RabbitMQ、RockerMQ、Kafka)、Redis缓存、MySQL关系型数据库、 ElasticSearch全文搜索、MongoDB非关系型数据库、Apache ShardingSphere分库分表读写分离、设计模式、领域驱动DDD、Kubernetes容器编排等。🎥有从0到1的高并发项目经验,利用弹性伸缩、负载均衡、报警任务、自启动脚本,最高压测过200台机器,有着丰富的项目调优经验。
📙经过多年在CSDN创作上千篇文章的经验积累,我已经拥有了不错的写作技巧。同时,我还与清华大学出版社签下了四本书籍的合约,并将陆续在明年出版。这些书籍包括了基础篇、进阶篇、架构篇的📌《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》📌,以及📚《解密程序员的思维密码–沟通、演讲、思考的实践》📚。具体出版计划会根据实际情况进行调整,希望各位读者朋友能够多多支持!
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💡在这个美好的时刻,本人不再啰嗦废话,现在毫不拖延地进入文章所要讨论的主题。接下来,我将为大家呈现正文内容。
🌟 Java集合框架
Java集合框架是Java编程语言提供的一组类和接口,用于表示集合,并提供了相关的操作和算法。在Java集合框架中,集合分为三种类型:List
、Set
和Map
。其中,List
是有序的集合,允许重复元素;Set
是无序且不允许重复元素的集合;而Map
是一种映射关系,它将一个键与一个值相关联。这些集合提供了非常多的操作,比如添加、删除、查找、排序等。
🍊 Collection
Java集合框架中的根接口是Collection
,它提供了基本的集合操作。在Collection
接口中有两个子接口:List
和Set
。
🎉 List
List
接口是有序的集合,允许重复元素。List
接口有三个主要的实现类:ArrayList
、Vector
和LinkedList
。其中,ArrayList
底层是一个数组,使用空间较少,线程不安全,因此性能较高。默认情况下,ArrayList
的初始容量为10,当添加元素时,如果当前容量不足,则会进行扩容,扩容为原来的1.5倍。Vector
是一个线程安全的List
实现,它的底层也是一个数组,但是比ArrayList
慢。LinkedList
底层是双向链表,因此添加和删除元素的性能非常高,但是查找元素的性能较低。
示例代码如下:
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Vector;
import java.util.LinkedList;public class ListExample {public static void main(String[] args) {// ArrayList示例List<String> arrayList = new ArrayList<>();arrayList.add("a");arrayList.add("b");arrayList.add("c");arrayList.add("a"); // 允许重复元素System.out.println("ArrayList示例:" + arrayList);// Vector示例List<String> vector = new Vector<>();vector.add("d");vector.add("e");vector.add("f");System.out.println("Vector示例:" + vector);// LinkedList示例List<String> linkedList = new LinkedList<>();linkedList.add("g");linkedList.add("h");linkedList.add("i");linkedList.add("g"); // 允许重复元素System.out.println("LinkedList示例:" + linkedList);}
}
🎉 Set
Set
接口是无序并且不允许重复元素的集合。Set
接口有三个主要的实现类:HashSet
、LinkedHashSet
和TreeSet
。其中,HashSet
底层实现是基于HashMap
,使用哈希表来存储元素。当向HashSet
中添加元素时,会根据元素的hashCode
值来计算存储位置,如果该位置已经有元素,则将其链接在链表的末尾;如果链表长度达到8,则将链表转换为红黑树,以提高查找效率。LinkedHashSet
是HashSet
的子类,底层实现也是基于HashMap
,但是额外维护了一个链表,用于维护元素的插入顺序。TreeSet
底层使用红黑树来存储元素,因此可以保证元素的有序性,并且提供了一些基于排序的操作。
示例代码如下:
import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.TreeSet;public class SetExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个HashSet集合HashSet<String> hashSet = new HashSet<>();// 添加元素到HashSet中hashSet.add("apple");hashSet.add("banana");hashSet.add("orange");hashSet.add("watermelon");hashSet.add("grape");hashSet.add("pineapple");// 遍历HashSet集合中所有元素for (String fruit : hashSet) {System.out.println(fruit);}// 创建一个LinkedHashSet集合LinkedHashSet<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>();// 添加元素到LinkedHashSet中linkedHashSet.add("apple");linkedHashSet.add("banana");linkedHashSet.add("orange");linkedHashSet.add("watermelon");linkedHashSet.add("grape");linkedHashSet.add("pineapple");// 遍历LinkedHashSet集合中所有元素for (String fruit : linkedHashSet) {System.out.println(fruit);}// 创建一个TreeSet集合TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<>();// 添加元素到TreeSet中treeSet.add("apple");treeSet.add("banana");treeSet.add("orange");treeSet.add("watermelon");treeSet.add("grape");treeSet.add("pineapple");// 遍历TreeSet集合中所有元素for (String fruit : treeSet) {System.out.println(fruit);}}
}
🎉 Map
Map
是一种映射关系,它将一个键与一个值相关联。Map
接口中的键是无序、不可重复的,值是无序但可重复的。Map
接口有四个主要的实现类:HashMap
、LinkedHashMap
、TreeMap
和HashTable
。其中,HashMap
底层实现是基于哈希表,它使用键的hashCode
值来计算存储位置,并使用链表(JDK1.8之后,链表长度达到8时会自动转化为红黑树)来解决哈希冲突。LinkedHashMap
是HashMap
的子类,它维护了一个双向链表来维护元素的插入顺序。TreeMap
底层使用红黑树来存储元素,根据键的自然排序或指定的比较器来排序键。HashTable
是一个线程安全的Map
实现,它的底层实现与HashMap
相似,但不允许键或值为空,且操作都是同步的。
示例代码如下:
import java.util.*;public class MapExamples {public static void main(String[] args) {// 创建HashMap示例Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();hashMap.put("Alice", 25);hashMap.put("Bob", 30);hashMap.put("Charlie", 35);System.out.println("HashMap: " + hashMap);// 创建LinkedHashMap示例Map<String, Integer> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();linkedHashMap.put("Alice", 25);linkedHashMap.put("Bob", 30);linkedHashMap.put("Charlie", 35);System.out.println("LinkedHashMap: " + linkedHashMap);// 创建TreeMap示例Map<String, Integer> treeMap = new TreeMap<>();treeMap.put("Alice", 25);treeMap.put("Bob", 30);treeMap.put("Charlie", 35);System.out.println("TreeMap: " + treeMap);// 创建HashTable示例Hashtable<String, Integer> hashTable = new Hashtable<>();hashTable.put("Alice", 25);hashTable.put("Bob", 30);hashTable.put("Charlie", 35);System.out.println("HashTable: " + hashTable);}
}
🍊 集合的选择
在Java集合框架中,集合的选择应该根据集合的特点和使用场景进行选择。例如,如果需要有序并且允许重复元素的集合,则应该选择List
接口;如果需要无序并且不允许重复元素的集合,则应该选择Set
接口;如果需要维护映射关系,则应该选择Map
接口。但是,具体的实现类的选择应该根据集合的性能需求和使用场景进行选择。例如,如果需要高效的随机访问和修改元素,则应该选择ArrayList
;如果需要高效的添加和删除元素,则应该选择LinkedList
。如果需要维护元素的插入顺序,则应该选择LinkedHashSet
或LinkedHashMap
。如果需要元素的自然排序或者指定的比较器进行排序,则应该选择TreeSet
或TreeMap
。如果需要线程安全,则应该选择Vector
或HashTable
。
Java代码示例:
🎉 1. 有序并允许重复元素的集合 List
List<String> list=new ArrayList<String>();
list.add("Hello");
list.add("World");
list.add("Java");
System.out.println(list);
🎉 2. 无序并且不允许重复元素的集合 Set
Set<String> set=new HashSet<String>();
set.add("Hello");
set.add("World");
set.add("Java");
System.out.println(set);
🎉 3. 维护映射关系的集合 Map
Map<String,Integer> map=new HashMap<String,Integer>();
map.put("Hello",1);
map.put("World",2);
map.put("Java",3);
System.out.println(map);
🎉 4. 高效的随机访问和修改元素 ArrayList
List<String> list=new ArrayList<String>();
list.add("Hello");
list.add("World");
list.add("Java");
System.out.println(list.get(1));
list.set(1,"Python");
System.out.println(list);
🎉 5. 高效的添加和删除元素 LinkedList
List<String> list=new LinkedList<String>();
list.add("Hello");
list.add("World");
list.add("Java");
System.out.println(list);
list.addFirst("Python");
list.removeLast();
System.out.println(list);
🎉 6. 维护元素的插入顺序 LinkedHashSet
Set<String> set=new LinkedHashSet<String>();
set.add("Hello");
set.add("World");
set.add("Java");
System.out.println(set);
🎉 7. 元素的自然排序或者指定的比较器进行排序 TreeSet
Set<String> set=new TreeSet<String>();
set.add("Hello");
set.add("World");
set.add("Java");
System.out.println(set);
🎉 8. 线程安全 Vector
List<String> list=new Vector<String>();
list.add("Hello");
list.add("World");
list.add("Java");
System.out.println(list);
🎉 9. 线程安全 HashTable
Map<String,Integer> map=new Hashtable<String,Integer>();
map.put("Hello",1);
map.put("World",2);
map.put("Java",3);
System.out.println(map);
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