Java集合框架详解及常用方法大全206

Java集合框架是Java语言中一个强大的工具，它提供了一套接口和类，用于存储和操作各种数据结构。理解和熟练运用Java集合框架是每个Java程序员必备的技能。本文将对Java集合框架进行深入浅出的讲解，并详细介绍各种集合类型的常用方法。

Java集合框架主要分为两大类：Collection接口和Map接口。Collection接口表示一组对象，而Map接口表示键值对的映射。Collection接口又进一步细分为List、Set和Queue三个子接口。

一、List接口

List接口继承自Collection接口，它允许存储有序的、可重复的元素。List接口的主要实现类包括ArrayList、LinkedList和Vector。ArrayList基于数组实现，访问速度快，但插入和删除操作效率较低；LinkedList基于链表实现，插入和删除操作效率高，但访问速度较慢；Vector是线程安全的ArrayList，效率相对较低。

常用方法：
add(E e): 在List的末尾添加元素。
add(int index, E element): 在指定索引处添加元素。
remove(int index): 删除指定索引处的元素。
remove(Object o): 删除第一个出现的指定元素。
get(int index): 获取指定索引处的元素。
set(int index, E element): 替换指定索引处的元素。
size(): 获取List的大小。
contains(Object o): 判断List是否包含指定元素。
indexOf(Object o): 返回指定元素第一次出现的索引。
lastIndexOf(Object o): 返回指定元素最后一次出现的索引。
subList(int fromIndex, int toIndex): 返回List的一个子List。
iterator(): 返回一个迭代器，用于遍历List中的元素。
(...): 创建不可变的List。(Java 9+)

二、Set接口

Set接口继承自Collection接口，它不允许存储重复的元素。Set接口的主要实现类包括HashSet、LinkedHashSet和TreeSet。HashSet基于哈希表实现，访问速度快，元素顺序不确定；LinkedHashSet基于链表和哈希表实现，元素顺序按照插入顺序排列；TreeSet基于红黑树实现，元素顺序按照自然顺序或自定义比较器排列。

常用方法：
add(E e): 添加元素，如果元素已存在则返回false。
remove(Object o): 删除指定元素。
contains(Object o): 判断Set是否包含指定元素。
size(): 获取Set的大小。
iterator(): 返回一个迭代器，用于遍历Set中的元素。

三、Queue接口

Queue接口继承自Collection接口，它表示一个队列，遵循FIFO（先进先出）原则。Queue接口的主要实现类包括LinkedList、PriorityQueue和ArrayDeque。LinkedList可以作为Queue使用，PriorityQueue按照优先级排序元素，ArrayDeque是基于数组实现的高效双端队列。

常用方法：
offer(E e): 添加元素到队列尾部。
poll(): 获取并删除队列头部元素，如果队列为空则返回null。
peek(): 获取队列头部元素，但不删除，如果队列为空则返回null。
size(): 获取队列的大小。
isEmpty(): 判断队列是否为空。

四、Map接口

Map接口表示键值对的映射，每个键对应一个值。Map接口的主要实现类包括HashMap、LinkedHashMap、TreeMap和Hashtable。HashMap基于哈希表实现，访问速度快，元素顺序不确定；LinkedHashMap基于链表和哈希表实现，元素顺序按照插入顺序排列；TreeMap基于红黑树实现，元素顺序按照键的自然顺序或自定义比较器排列；Hashtable是线程安全的HashMap。

常用方法：
put(K key, V value): 添加键值对。
get(Object key): 获取指定键对应的值。
remove(Object key): 删除指定键对应的键值对。
containsKey(Object key): 判断Map是否包含指定键。
containsValue(Object value): 判断Map是否包含指定值。
size(): 获取Map的大小。
keySet(): 获取Map中所有键的Set。
values(): 获取Map中所有值的Collection。
entrySet(): 获取Map中所有键值对的Set。

除了以上提到的常用方法外，每个集合类还提供了一些其他的方法，例如排序、过滤、查找等。建议读者查阅Java API文档了解更多细节。熟练掌握Java集合框架，可以极大地提高代码的可读性和效率。

选择合适的集合类型取决于具体的应用场景。例如，如果需要频繁访问元素，可以使用ArrayList；如果需要频繁插入和删除元素，可以使用LinkedList；如果需要存储唯一元素，可以使用Set；如果需要存储键值对，可以使用Map。选择正确的集合类型对于编写高效的Java程序至关重要。

2025-05-14

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