静安建设机械网站,网时代教育培训机构,设计平台市场分析,南京500元做网站博主#xff1a;_LJaXi Or 東方幻想郷 专栏#xff1a; Java | 从跨行业到跨平台 开发工具#xff1a;IntelliJ IDEA 2021.1.3 Java集合框架 API接口 Collection接口List接口HashSet#xff0c; TreeSetSet接口使用 HashSet 实现使用 TreeSet 实现 HashMap、TreeMapMap接口… 博主_LJaXi Or 東方幻想郷 专栏 Java | 从跨行业到跨平台 开发工具IntelliJ IDEA 2021.1.3 Java集合框架 API接口 Collection接口List接口HashSet TreeSetSet接口使用 HashSet 实现使用 TreeSet 实现 HashMap、TreeMapMap接口使用 HashMap 实现使用 TreeMap 实现 LinkedList、PriorityQueueQueue接口使用 LinkedList 实现使用 PriorityQueue 实现 ArrayDeque、LinkedListDeque接口使用 ArrayDeque 实现使用 LinkedList 实现 Java 集合框架那么多接口功能都相似我该如何区分使用? Java集合API提供了一组功能强大的数据结构和算法, 具有以下作用(简述) 存储和组织数据提供高效的数据访问和操作实现算法和数据处理提供线程安全性支持泛型编程 java.util.Collection是集合框架的根接口。它位于集合框架层次结构的顶部。它包含一些重要的方法例如每个 Collection 类都必须实现的 size()、iterator()、add()、remove()、clear() 其他一些重要的接口是 java.util.List、java.util.Set、java.util.Queue、java.util.Map, Map 是唯一不继承自 Collection 接口的接口但它是 Collections 框架的一部分。所有集合框架接口都存在于 java.util 包中 Collection接口 代表了一组对象的集合。它是其他集合接口的父接口提供了基本的操作方法如添加、删除、查询等。 CollectionString collection new ArrayList();// 添加元素
collection.add(元素1);
collection.add(元素2);
collection.add(元素3);// 删除元素
collection.remove(元素2);// 遍历集合
for (String item : collection) {System.out.println(item);
}List接口 继承自 Collection 接口表示有序的集合。List中的元素可以根据索引进行访问可以包含重复的元素。 import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class ListExample {public static void main(String[] args) {ListString list new ArrayList();// 添加元素list.add(Java);list.add(Python);list.add(C);// 获取元素String element list.get(0);System.out.println(第一个元素 element);// 删除元素list.remove(1);// 遍历元素for (String str : list) {System.out.println(str);}// 判断是否包含某个元素boolean contains list.contains(Java);System.out.println(是否包含Java contains);// 清空列表list.clear();// 判断列表是否为空boolean empty list.isEmpty();System.out.println(列表是否为空 empty);}
}HashSet TreeSet HashSet 是 Java 集合框架中 Set 接口的实现类之一它是一个无序、不重复的集合 TreeSet 是 Java 集合框架中 Set 接口的另一个实现类它基于红黑树的数据结构实现TreeSet 的作用是提供了一个有序且不重复的集合 Set接口 继承自 Collection 接口表示不允许包含重复元素的集合。Set没有定义特定的顺序可以使用HashSet、TreeSet等具体实现。 使用 HashSet 实现
import java.util.Set;
import java.util.HashSet;public class SetExample {public static void main(String[] args) {// 创建HashSet对象SetString set new HashSet();// 添加元素set.add(Apple);set.add(Banana);set.add(Orange);set.add(Grape);// 打印集合大小System.out.println(集合大小: set.size());// 遍历集合for (String fruit : set) {System.out.println(fruit);}// 判断集合中是否包含指定元素String target Banana;if (set.contains(target)) {System.out.println(集合中包含 target);} else {System.out.println(集合中不包含 target);}// 删除元素set.remove(Orange);// 清空集合set.clear();// 判断集合是否为空if (set.isEmpty()) {System.out.println(集合为空);} else {System.out.println(集合不为空);}}
}使用 TreeSet 实现
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;public class TreeSetExample {public static void main(String[] args) {SetInteger set new TreeSet();// 添加元素set.add(5);set.add(2);set.add(8);set.add(3);set.add(1);// 遍历集合for (Integer element : set) {System.out.println(element);}// 获取集合大小int size set.size();System.out.println(集合大小: size);// 判断集合中是否包含指定元素boolean contains set.contains(3);System.out.println(集合中是否包含3: contains);// 删除元素set.remove(2);// 判断集合是否为空boolean isEmpty set.isEmpty();System.out.println(集合是否为空: isEmpty);}
}HashMap、TreeMap HashMap 是基于哈希表实现的它提供了快速的插入、删除和查找操作时间复杂度为 O(1) HashMap 不保证顺序允许有 null键 和 null值适用于大多数情况特别是在需要快速查找键值对的场景中 O(1) 就是不需要遍历查找直接得到搜索结果的例如哈希表、bitmap等数据结构都可以作为O(1) 时间复杂度算法的数据结构 TreeMap 是基于红黑树一种自平衡二叉搜索树实现的它可以保持元素的有序性TreeMap 支持高效的插入、删除和查找操作时间复杂度为 O(logN) O(logN) 是一种时间复杂度的表示表示算法在最坏情况下的运行时间与输入规模 N 的对数成正比。其中O 表示“大约”而 logN 是以 2 为底的对数 Map接口 表示键值对的映射集合。Map中的元素以键值对的形式存储通过键来唯一标识值。常用的实现类有HashMap、TreeMap等。 使用 HashMap 实现
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;public class HashMapWithNulls {public static void main(String[] args) {// 创建一个 HashMap 实例允许 null 键和 null 值MapString, Integer map new HashMap();// 添加键值对包括 null 键和 null 值map.put(key1, 100);map.put(null, 200);map.put(key3, null);// 获取键对应的值包括 null 键和 null 值Integer value1 map.get(key1);System.out.println(key1 对应的值: value1);Integer value2 map.get(null);System.out.println(null 对应的值: value2);Integer value3 map.get(key3);System.out.println(key3 对应的值: value3);// 遍历所有的键值对包括 null 键和 null 值for (Map.EntryString, Integer entry : map.entrySet()) {String key entry.getKey();Integer value entry.getValue();System.out.println(键: key , 值: value);}// 删除特定的键值对map.remove(null);// 判断是否包含某个键boolean containsKey map.containsKey(null);System.out.println(是否包含 null 键: containsKey);// 判断是否包含某个值boolean containsValue map.containsValue(null);System.out.println(是否包含 null 值: containsValue);// 判断集合是否为空boolean isEmpty map.isEmpty();System.out.println(集合是否为空: isEmpty);}
}使用 TreeMap 实现
import java.util.Map;
import java.util.TreeMap;public class TreeMapExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个 TreeMap 实例TreeMapString, Integer treeMap new TreeMap();// 添加键值对treeMap.put(Alice, 95);treeMap.put(Bob, 87);treeMap.put(Charlie, 92);treeMap.put(David, 78);// 获取键对应的值int aliceScore treeMap.get(Alice);System.out.println(Alice 的分数是 aliceScore);// 遍历所有的键值对for (Map.EntryString, Integer entry : treeMap.entrySet()) {String name entry.getKey();int score entry.getValue();System.out.println(name 的分数是 score);}// 获取第一个键值对Map.EntryString, Integer firstEntry treeMap.firstEntry();System.out.println(第一个键值对 firstEntry.getKey() firstEntry.getValue());// 获取最后一个键值对Map.EntryString, Integer lastEntry treeMap.lastEntry();System.out.println(最后一个键值对 lastEntry.getKey() lastEntry.getValue());// 获取键小于等于给定键的键值对Map.EntryString, Integer floorEntry treeMap.floorEntry(Charlie);System.out.println(小于等于 Charlie 的键值对 floorEntry.getKey() floorEntry.getValue());// 删除键值对treeMap.remove(Charlie);// 判断集合是否为空boolean isEmpty treeMap.isEmpty();System.out.println(集合是否为空 isEmpty);}
}LinkedList、PriorityQueue LinkedList 是 Java 集合框架中的一种实现了 List 接口的双向链表数据结构。它提供了对元素的高效插入、删除以及随机访问操作 LinkedList 主要适用于需要频繁插入、删除操作以及在集合中间进行操作的场景它在实现队列、链表特有操作和特定的业务需求上表现出色。但需要注意在需要随机访问元素时可能会使用较低的性能 PriorityQueue 主要适用于需要根据优先级对元素进行排序的场景它在任务调度、事件排序、贪心算法等方面提供了便利并且可以作为一种有效的搜索算法工具 Queue接口 继承自 Collection 接口表示队列集合。Queue是一种特殊的集合按照先进先出FIFO的方式管理元素。常用的实现类有LinkedList、PriorityQueue等。 使用 LinkedList 实现
import java.util.Queue;
import java.util.LinkedList;public class QueueExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个队列QueueInteger queue new LinkedList();// 向队列中添加元素queue.offer(1);queue.offer(2);queue.offer(3);// 获取队列的大小System.out.println(队列大小: queue.size());// 检查队列是否为空System.out.println(队列是否为空: queue.isEmpty());// 访问队列头部的元素System.out.println(队列头部的元素: queue.peek());// 从队列中移除元素int removedElement queue.poll();System.out.println(从队列中移除的元素: removedElement);// 遍历队列中的元素System.out.println(遍历队列中的元素:);for (int element : queue) {System.out.println(element);}}
}使用 PriorityQueue 实现
import java.util.Queue;
import java.util.PriorityQueue;public class QueueExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个优先级队列QueueInteger queue new PriorityQueue();// 添加元素到队列queue.offer(5);queue.offer(2);queue.offer(8);queue.offer(1);// 获取并移除队列的头部元素int firstElement queue.poll();System.out.println(从队列头部移除的元素: firstElement);// 获取队列的头部元素不移除int peekElement queue.peek();System.out.println(队列头部的元素: peekElement);// 遍历队列中的元素System.out.println(遍历队列中的元素:);for (int element : queue) {System.out.println(element);}}
}ArrayDeque、LinkedList ArrayDeque 基于数组实现它有固定的容量默认情况下为16但可以动态调整大小 ArrayDeque 支持高效的随机访问因为它基于数组可以通过索引快速访问元素 ArrayDeque 在操作两端的元素队列头和队列尾时具有高效的时间复杂度O(1) 适用场景 当你需要在队列的两端频繁地插入和删除元素时例如实现栈、双向队列或循环队列等数据结构 LinkedList 基于双向链表实现每个元素都包含前一个和后一个元素的引用 LinkedList 没有固定的容量限制它可以根据需要动态调整大小 LinkedList 在插入和删除操作方面表现出色特别是对于任意位置的元素操作 LinkedList 的随机访问效率较低因为它需要遍历链表来到达目标位置 适用场景 当你需要频繁地在任意位置插入和删除元素时例如实现队列、栈、优先队列或循环缓冲区等数据结构
Deque接口 继承自 Queue 接口表示双端队列集合。Deque支持在两端插入、删除元素可以作为栈或队列使用。常用的实现类有ArrayDeque、LinkedList等。 使用 ArrayDeque 实现
import java.util.Deque;
import java.util.ArrayDeque;public class DequeExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个双端队列DequeInteger deque new ArrayDeque();// 向队列头部添加元素deque.offerFirst(1);deque.offerFirst(2);deque.offerFirst(3);// 向队列尾部添加元素deque.offerLast(4);deque.offerLast(5);// 从队列头部获取元素并移除int firstElement deque.pollFirst();System.out.println(从队列头部移除的元素: firstElement);// 从队列尾部获取元素并移除int lastElement deque.pollLast();System.out.println(从队列尾部移除的元素: lastElement);// 获取队列头部元素但不移除int peekFirstElement deque.peekFirst();System.out.println(队列头部的元素: peekFirstElement);// 获取队列尾部元素但不移除int peekLastElement deque.peekLast();System.out.println(队列尾部的元素: peekLastElement);// 遍历队列中的元素System.out.println(遍历队列中的元素:);for (int element : deque) {System.out.println(element);}}
}使用 LinkedList 实现
import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;public class DequeExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个双端队列DequeInteger deque new LinkedList();// 添加元素到队列的头部和尾部deque.offerFirst(1);deque.offerLast(2);deque.offerFirst(3);deque.offerLast(4);// 获取并移除队列的头部和尾部元素int firstElement deque.pollFirst();int lastElement deque.pollLast();System.out.println(从队列头部移除的元素: firstElement);System.out.println(从队列尾部移除的元素: lastElement);// 获取队列的头部和尾部元素不移除int peekFirstElement deque.peekFirst();int peekLastElement deque.peekLast();System.out.println(队列头部的元素: peekFirstElement);System.out.println(队列尾部的元素: peekLastElement);// 遍历队列中的元素System.out.println(遍历队列中的元素:);for (int element : deque) {System.out.println(element);}}
}Java 集合框架那么多接口功能都相似我该如何区分使用? List 接口 特点 有序集合允许重复元素 典型实现类 ArrayList、LinkedList 适用场景 需要按照插入顺序进行访问和操作的场景也可快速随机访问元素 Set 接口 特点 无序集合不允许重复元素 典型实现类 HashSet、TreeSet 适用场景 需要存储不重复元素的场景例如去重、判断元素是否存在等 Queue 接口 特点 先进先出FIFO队列 典型实现类 LinkedList、PriorityQueue 适用场景 实现队列数据结构通常用于任务调度、事件处理等 Map 接口 特点键值对的映射 典型实现类 HashMap、TreeMap 适用场景 需要根据唯一键快速查找值的场景如存储关联数据、缓存等
