Java集合框架是一个设计精良、功能强大的工具集,用于存储和操作对象集合。它大致分为以下几类,并且各类之间存在一定的层级关系和功能差异:
顶级接口(根接口)
- Collection: 是最基础的集合接口,所有集合类都直接或间接实现了这个接口。它定义了基本的集合操作,如添加元素(
add(E element)
)、删除元素(remove(Object o)
)、清空集合(clear()
)、检查集合是否为空(isEmpty()
)等。 - Map: 专门用于存储键值对的接口,其中每个键映射到一个值。它定义了如获取值(
get(Object key)
), 添加键值对(put(K key, V value)
), 删除映射(remove(Object key)
)等操作。
Collection的子接口
- List: 有序集合,允许重复元素,可以通过索引访问元素。主要实现包括
ArrayList
,LinkedList
,Vector
。 - Set: 无序集合,不允许重复元素。主要实现包括
HashSet
,LinkedHashSet
,TreeSet
。
List和Set的区别
Map的子接口
- SortedMap: 保持键的排序(自然排序或自定义比较器排序)的Map。主要实现包括
TreeMap
。 - NavigableMap: 扩展了
SortedMap
,提供了更强大的导航功能,如返回子图、逆向视图等。TreeMap
也实现了这个接口。
特殊用途的集合接口
- Queue: 表示一种先进先出(FIFO)的数据结构,主要实现包括
LinkedList
,PriorityQueue
,ArrayBlockingQueue
等。 - Deque: 双端队列,可以在两端进行插入和删除操作,主要实现包括
LinkedList
,ArrayDeque
。
集合实现类
- ArrayList: 动态数组实现的List,随机访问快,增删慢。
- LinkedList: 双向链表实现的List和Queue,增删快,随机访问慢。
- HashSet: 基于哈希表实现的Set,无序,性能依赖于哈希码。
- LinkedHashSet: 维护插入顺序的HashSet。
- TreeSet: 基于红黑树实现的Set,自然排序或自定义排序。
- HashMap: 哈希表实现的Map,无序,高性能。
- TreeMap: 红黑树实现的Map,键有序。
- EnumSet/EnumMap: 专门用于枚举类型的Set和Map,高效且空间占用小。