31、Java集合概述

一.Collection

二.Map

三.Collection和Map的区别

四.应用场景

集合是一组对象的集合，它封装了对象的存储和操作方式。集合框架提供了一组接口和类，用于存储、访问和操作这些对象集合。这些接口和类定义了不同的数据结构，如列表、集合、映射等，以支持各种类型的数据操作。
简单来说，集合是对象的容器，它允许你将多个对象存储在一个单一的数据结构中，并对这些对象进行各种操作，如添加、删除、搜索等。Java集合框架的设计旨在提供一种统一的方式来处理不同类型的集合，从而简化代码的编写和理解。集合类位于java.util包下，都是Collection和Map派生而来的。也就是都是它们的子类或实现类。下面是简要概述：

一.Collection

Collection接口是集合层次结构中的根接口，它为子接口或实现类定义了一些通用方法。下面是Collection体系机构图。【Collection子接口以及实现类介绍请查看】

如上图所示Collection接口有3个子接口，它们扩展了Collection接口的功能，以支持不同类型的集合。下面是对常用的接口或实现类的简述：

List接口：代表有序的集合，允许重复元素。
- ArrayList:是基于动态数组实现的列表，它提供快速的随机访问性能，并允许动态调整数组大小。
- LinkedList:是基于双向链表实现的列表，它支持在列表的任意位置进行高效的插入和删除操作，并提供双向迭代器。
Set接口：代表不允许重复元素的集合。不保证元素顺序。
- HashSet: 基于哈希表实现，不支持排序，元素无序。
- TreeSet：基于红黑树实现，元素有序，可以按自然顺序或构造时所指定的比较器（Comparator）顺序排列。
Queue接口：用于表示元素的先进先出（FIFO）队列，是一种特殊的集合。
- ArrayDeque: 基于数组实现的双端队列，支持在两端进行高效的插入和删除操作。

二.Map

Map 是一种存储键值对（key-value pairs）的集合，Map不是Collection的子接口，但它与集合框架紧密结合，提供了丰富的功能来处理关联数据。

Map接口定义了存储键值对的基本结构。Map中每个键都对应一个值，且每个键都是唯一的，不能重复。下面是常用实现类的简介：

HashMap:是一个基于哈希表实现的集合，它提供了快速的常数时间复杂度的键值对存储和检索功能，并且允许一个null键和多个null值。
TreeMap:是一个基于红黑树实现的有序 Map，它保证键值对按照键的自然顺序或指定的比较器顺序进行排序。

三.Collection和Map的区别

存储结构：
- Collection：存储的是单一元素的集合，每个元素都是独立的。
- Map：存储的是键值对（键-值对），每个元素由键和值组成，键是唯一的。
接口和实现：
- Collection：包括 List、Set 和 Queue 等接口，以及 ArrayList、LinkedList、HashSet 等实现类。
- Map：包括 Map 接口，以及 HashMap、TreeMap、LinkedHashMap 等实现类。
元素特性：
- Collection：可以包含重复元素，元素之间没有关联。
- Map：键不能重复，值可以重复，键和值之间存在映射关系。

四.应用场景

Collection：
- 当你需要存储一组不相关的对象，并且需要频繁地添加、删除或遍历这些对象时，可以使用 Collection。
- 如果需要有序集合，可以使用 List，如 ArrayList 或 LinkedList。
- 如果需要存储唯一元素，可以使用 Set，如 HashSet 或 TreeSet。
- 如果需要实现先进先出（FIFO）的队列操作，可以使用 Queue，如 PriorityQueue 或 ArrayDeque。
Map：
- 当你需要根据唯一标识符（键）来存储和检索对象（值）时，可以使用 Map。
- 如果需要快速查找与特定键关联的值，可以使用 HashMap。
- 如果需要保持插入顺序或访问顺序，可以使用 LinkedHashMap。
- 如果需要有序的键值对集合，可以使用 TreeMap，这在需要按键排序时非常有用。