JAVA集合类进行分组 java集合分为哪几种

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jowvid 2023-08-16 22:13:51

文章标签 JAVA集合类进行分组 java四大集合 System 数组集合类 文章分类 Java 后端开发

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数组是一种很常见的数据结构，开始接触编程的时候多数程序都和数组相关。刚开始接触Java时也是一直使用数组写一些程序，后来越来越觉得数组这东西没法满足需求了，这时一位“前辈”对我说了一句：不会用集合类就等于没学过Java。然后才知道有集合类。

java集合类分为：set、list、map、queue四大体系。其中set代表无序、不可重复的集合；list代表有序、可重复的集合。map代表具有映射关系的集合；queue代表队列集合。

Java集合类与数组的区别：Java的集合类的长度是动态的，数组则是固定长度的。

Java集合类与数组的联系：使用相应的toArray()和Arrays.asList()方法可以回想转换。

想想已经是3、4年前的事了，时间如白驹过隙啊。

什么时候数组会显得力不从心，没法满足需求，需要集合类呢？

1、不知道具体数据长度

2、需要自动排序

3、存储键值对

当然，上面的情况不是绝对的，只是数组比较难满足。这时集合类(也可称为容器类)就显示了它强大的功能。

集合类的分类

JAVA集合类进行分组 java集合分为哪几种_数组

上图中不包含Queue内容，部分Map的实现类未给出。

常见使用的有List、Set、Map及他们的实现类。

JAVA集合类进行分组 java集合分为哪几种_集合类_02

List、Set、Map接口及各实现类的特性接口特性实现类实现类特性成员要求

List线性、有序的存储容器，可通过索引访问元素ArrayList数组实现。非同步。

Vector类似ArrayList，同步。

LinkedList双向链表。非同步。

Map保存键值对成员HashMap基于哈希表的 Map 接口的实现，满足通用需求任意Object对象，如果修改了equals方法，需同时修改hashCode方法

TreeMap默认根据自然顺序进行排序，或者根据创建映射时提供的 Comparator进行排序键成员要求实现caparable接口，或者使用Comparator构造TreeMap。键成员一般为同一类型。

LinkedHashMap类似于HashMap，但迭代遍历时取得“键值对”的顺序是其插入顺序或者最近最少使用的次序与HashMap相同

IdentityHashMap使用==取代equals()对“键值”进行比较的散列映射成员通过==判断是否相等

WeakHashMap弱键映射，允许释放映射所指向的对象

ConcurrentHashMap线性安全的Map

Set成员不能重复HashSet为快速查找设计的Set元素必须定义hashCode()

TreeSet保持次序的Set，底层为树结构元素必须实现Comparable接口

LinkedHashSet内部使用链表维护元素的顺序(插入的次序)元素必须定义hashCode()

在满足要求的情况下，Map应尽量使用HashMap，Set应尽量使用HashSet。

集合类的基本使用

List

List基本操作

1 ArrayListarrayList = new ArrayList();
2 arrayList.add("Tom");
3 arrayList.add("Jerry");
4 arrayList.add("Micky");
5 // 使用Iterator遍历元素
6 Iteratorit = arrayList.iterator();
7 while (it.hasNext()) {
8 String str = it.next();
9 System.out.println(str);
10 }
11 // 在指定位置插入元素
12 arrayList.add(2, "Kate");
13 // 通过索引直接访问元素
14 for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
15 System.out.println(arrayList.get(i));
16 }
17 ListsubList = new ArrayList();
18 subList.add("Mike");
19 // addAll(Collection extends String> c)添加所给集合中的所有元素
20 arrayList.addAll(subList);
21 // 判断是否包含某个元素
22 if (arrayList.contains("Mike")) {
23 System.out.println("Mike is include in the list");
24 }
25
26 LinkedListlinkedList = new LinkedList();
27 linkedList.addAll(arrayList);
28 // 获取指定元素
29 System.out.println(linkedList.get(4));
30 // 获取第一个元素
31 System.out.println(linkedList.getFirst());
32 // 获取最后一个元素
33 System.out.println(linkedList.getLast());
34 // 获取并删除第一个元素
35 System.out.println(linkedList.pollFirst());
36 // 获取，但不移除第一个元素
37 System.out.println(linkedList.peekFirst());

ArrayList和LinkedList的效率比较

ArrayList添加元素的效率

1 ArrayListarrList = new ArrayList();
2 long startTimeMillis, endTimeMillis;
3 startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
4 for (int i = 0; i < 10000; i++) {
5 arrList.add(0, "addString");
6 }
7 endTimeMillis = System.currentTimeMillis();
8 System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)
9 + "ms");
10
11 arrList.clear();
12
13 startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
14 for (int i = 0; i < 20000; i++) {
15 arrList.add(0, "addString");
16 }
17 endTimeMillis = System.currentTimeMillis();
18 System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)
19 + "ms");
20
21 arrList.clear();
22
23 startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
24 for (int i = 0; i < 40000; i++) {
25 arrList.add(0, "addString");
26 }
27 endTimeMillis = System.currentTimeMillis();
28 System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)
29 + "ms");
30
31 arrList.clear();
32
33 startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
34 for (int i = 0; i < 80000; i++) {
35 arrList.add(0, "addString");
36 }
37 endTimeMillis = System.currentTimeMillis();
38 System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)
39 + "ms");
40
41 arrList.clear();
42
43 startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
44 for (int i = 0; i < 160000; i++) {
45 arrList.add(0, "addString");
46 }
47 endTimeMillis = System.currentTimeMillis();
48 System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)
49 + "ms");
50
51 arrList.clear();
52
53 startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
54 for (int i = 0; i < 320000; i++) {
55 arrList.add(0, "addString");
56 }
57 endTimeMillis = System.currentTimeMillis();
58 System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)
59 + "ms");

执行时间比较执行次数(在0号位置插入)ArrayList所用时间(ms)LinkedList所用时间(ms)

10000310
200001410
4000048416
8000019850
16000079060
3200003171916

执行次数(在尾部插入)ArrayList所用时间(ms)LinkedList所用时间(ms)

循环输出次数(get(index)方法)ArrayList所用时间(ms)LinkedList所用时间(ms)

1000093204
20000188797
400003282734
8000068813328
160000159462313
3200002765太久了……

因为ArrayList底层由数组实现，在0号位置插入时将移动list的所有元素，在末尾插入元素时不需要移动。LinkedList是双向链表，在任意位置插入元素所需时间均相同。所以在List中有较多插入和删除操作的情况下应使用LinkedList来提高效率，而有较多索引查询的时候使用ArrayList(使用增强型的for循环或Iterator遍历LinkedList效率将提高很多)。

Map

Map基本操作

1 HashMapmap = new HashMap();
2 // 向Map中添加元素
3 map.put("Tom", 26);
4 map.put("Jack", 18);
5 map.put("Micky", 17);
6 map.put("Kate", 15);
7 // 根据Key获取Value
8 System.out.println("Jack is " + map.get("Jack") + " years old");
9 // 移除
10 map.remove("Micky");
11 // 遍历Map
12 for (Entryentry : map.entrySet()) {
13 System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"
14 + entry.getValue());
15 }
16 // Key相同的元素将被覆盖
17 map.put("Jack", 19);
18 // 根据Key获取Value
19 System.out.println("Jack is " + map.get("Jack") + " years old");
20 // 判断是否包含某个Key
21 if (map.containsKey("Tom")) {
22 System.out.println(map.get("Tom"));
23 }
24 // 判断是否包含某个Value
25 if (map.containsValue(26)) {
26 System.out.println("The map include the value 26");
27 }
28 // 判断map是否为空
29 if (!map.isEmpty()) {
30 // 获取map大小
31 System.out.println("The map's size=" + map.size());
32 }
33 // 获取Key的集合
34 for (String str : map.keySet()) {
35 System.out.println(str);
36 }
37
38 TreeMaptreeMap = new TreeMap();
39 treeMap.putAll(map);
40 // 输出内容按照key值排序
41 for (Entryentry : treeMap.entrySet()) {
42 System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"
43 + entry.getValue());
44 // name:Jack age:19
45 // name:Kate age:15
46 // name:Tom age:26
47 }
48
49 LinkedHashMaplinkedHashMap = new LinkedHashMap();
50 // 向Map中添加元素
51 linkedHashMap.put("Tom", 26);
52 linkedHashMap.put("Jack", 18);
53 linkedHashMap.put("Micky", 17);
54 linkedHashMap.put("Kate", 15);
55 // 保持了插入的顺序
56 for (Entryentry : linkedHashMap.entrySet()) {
57 System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"
58 + entry.getValue());
59 // name:Tom age:26
60 // name:Jack age:18
61 // name:Micky age:17
62 // name:Kate age:15
63 }

Set

Set基本操作

1 HashMapmap = new HashMap();
2 // 向Map中添加元素
3 map.put("Tom", 26);
4 map.put("Jack", 18);
5 map.put("Micky", 17);
6 map.put("Kate", 15);
7 // 根据Key获取Value
8 System.out.println("Jack is " + map.get("Jack") + " years old");
9 // 移除
10 map.remove("Micky");
11 // 遍历Map
12 for (Entryentry : map.entrySet()) {
13 System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"
14 + entry.getValue());
15 }
16 // Key相同的元素将被覆盖
17 map.put("Jack", 19);
18 // 根据Key获取Value
19 System.out.println("Jack is " + map.get("Jack") + " years old");
20 // 判断是否包含某个Key
21 if (map.containsKey("Tom")) {
22 System.out.println(map.get("Tom"));
23 }
24 // 判断是否包含某个Value
25 if (map.containsValue(26)) {
26 System.out.println("The map include the value 26");
27 }
28 // 判断map是否为空
29 if (!map.isEmpty()) {
30 // 获取map大小
31 System.out.println("The map's size=" + map.size());
32 }
33 // 获取Key的集合
34 for (String str : map.keySet()) {
35 System.out.println(str);
36 }
37
38 TreeMaptreeMap = new TreeMap();
39 treeMap.putAll(map);
40 // 输出内容按照key值排序
41 for (Entryentry : treeMap.entrySet()) {
42 System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"
43 + entry.getValue());
44 // name:Jack age:19
45 // name:Kate age:15
46 // name:Tom age:26
47 }
48
49 LinkedHashMaplinkedHashMap = new LinkedHashMap();
50 // 向Map中添加元素
51 linkedHashMap.put("Tom", 26);
52 linkedHashMap.put("Jack", 18);
53 linkedHashMap.put("Micky", 17);
54 linkedHashMap.put("Kate", 15);
55 // 保持了插入的顺序
56 for (Entryentry : linkedHashMap.entrySet()) {
57 System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"
58 + entry.getValue());
59 // name:Tom age:26
60 // name:Jack age:18
61 // name:Micky age:17
62 // name:Kate age:15
63 }

本文没有对ArrayList及HashMap进行深入的分析，这两个类是集合类中最常用的类，将另开文章进行深入剖析。

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