Java集合是Java编程中非常重要的概念,几乎每个Java程序员都要用到它。Java集合提供了一种非常方便的方法来存储和操作数据结构,它的强大之处在于可以简便地操作任意复杂度的目标数据。在这篇文章中,我们将从头到尾介绍Java集合框架及其应用,深入浅出地阐述Java集合的特点、类别及其应用场景。让我们一起来看一看Java集合的世界吧!
一、Java集合框架
Java集合框架提供了一套类和接口来支持Java程序员操作各种不同类型数据的集合。Java集合框架的核心有以下三种类别:
1. List:列表,根据元素的索引(位置)来存储元素。
2. Set:集合,不允许存储重复元素。
3. Map:映射表,存储由键(key)和值(value)成对组成的元素。
因此,Java集合框架可以分为以下三个层次:顶层集合接口,中层集合接口和具体的实现类。
1. 顶层集合接口:定义了基本的集合操作,是Java集合框架的核心。此类接口有三个:Collection、List和Set。Collection接口是List和Set的父接口。
2. 中层集合接口:对顶层集合接口进行扩展。例如,List接口对Collection接口作了扩展,增加了可以索引的列表操作。Set接口对Collection接口作了扩展,增加了不允许重复元素的约束。
3. 实现类:JDK1.5之后Java集合框架增加了一种新接口--Map。此外还有ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet等实现类。
二、Java集合的特点
1. 可以存储任何类型的对象。
2. 可以存储可重复或不可重复的对象。
3. 提供了通用的API和算法。
4. 线程不安全,需要自己使用线程安全的类进行包装。
三、Java集合类别及其应用场景
1. List
List是有序的集合,在此基础上可以访问每一个元素的位置(索引)。常见的用途是,使用List来保存一组同类型的数据,比如存储一组字符串或一组整数的数据。其具体实现类为ArrayList、LinkedList。
(1)ArrayList:于内部使用数组进行存储,支持动态扩展,但是并不支持插入和删除操作。
(2)LinkedList:于内部使用链表进行存储,支持插入和删除操作。
2. Set
Set是无序的集合,其中不允许存在重复的元素。其具体实现类为HashSet、LinkedHashSet。
(1)HashSet:元素存储无序,因此插入顺序与元素顺序可能不同。
(2)LinkedHashSet:元素存储有序,插入顺序就是元素顺序。它还继承了HashSet的特性,即不能包含重复的元素。
3. Map
Map存储键值对,每个键对于一个值。形象理解:就像一本字典一样,你靠查询键值才能得到对应的结果,它的实现类为HashMap、LinkedHashMap。
(1)HashMap:适用于键值对存储无序的场景。
(2)LinkedHashMap:适用于键值对存储有序的场景,根据元素插入顺序进行排序。
综上所述,Java集合框架提供了很多类与接口,程序员可以根据具体的需求选择不同的集合来存储和操作数据,带来了极大的方便。 遗憾的是,这样的方便是有代价的。在Java集合中,有很多数据结构称作高级数据结构,其复杂度很高,如果不理解这些数据结构的本质和特性,我们很容易遇到消耗更大的性能问题。因此,我们在使用时,也要考虑到集合的实现方式来避免一些不必要的操作。