Java Collection Basics

Java是一門非常流行的編程語言，其基礎包括許多重要的類庫和框架。其中，集合類庫是Java編程不可或缺的一部分。在Java Collection Basics中，包含了Java集合框架的基礎知識。了解這些知識，可以幫助我們更加高效地處理數據，並在創建複雜的應用程序時得到更多的支持。

一、集合類概述

在Java中，集合類有助於我們存儲和處理多個對象的數據結構，可以有效地擴展Java的功能。使用集合類可以幫助我們更好地管理和組織數據，並面向對象編程的原則。

Java集合框架分為兩個部分：Collection和Map。Collection層次結構中的集合對象用於存儲和處理對象組，而Map層次結構中的對象則用於存儲鍵/值對映射。Java集合框架中的主要類如下所示：

Collection
    List
        ArrayList
        LinkedList
        Vector
    Set
        HashSet
        LinkedHashSet
        TreeSet
Map
    HashMap
    LinkedHashMap
    TreeMap

每種集合類都有其自身的特點和用途，Java通過實現這些集合類支持了各種數據結構。當設計應用程序時，我們可以根據具體的需求選擇合適的集合類。

二、Collection類

1. List集合類

List集合類是一個有序的集合，可以包含重複的元素。Java中提供了三種主要的List實現，分別是ArrayList、LinkedList以及Vector。

ArrayList類實現了可調整大小的數組，它的內部使用數組實現數據的存儲和訪問，是一個非常高效的集合。

ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java");
list.add("C++");
list.add("Python");
System.out.println(list);

LinkedList類基於雙向鏈表實現，支持所有的List接口操作

LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
list.add("Java");
list.add("C++");
list.add("Python");
System.out.println(list);

Vector類是一個使用數組來實現的、可以自動增長的對象數組。

Vector<String> vector = new Vector<>();
vector.add("Java");
vector.add("C++");
vector.add("Python");
System.out.println(vector);

2. Set集合類

Set集合類是一個無序的集合，不能包含重複的元素。Java中提供了三種主要的Set實現，分別是HashSet、LinkedHashSet以及TreeSet。

HashSet類基於HashMap實現，它實現了Set接口。HashSet通過hashcode確定元素在set裡面的位置，保證了元素的唯一性

HashSet<String> set = new HashSet<>();
set.add("Java");
set.add("C++");
set.add("Python");
System.out.println(set);

LinkedHashSet類也是基於散列表的Set實現，它通過鏈表維護元素的插入順序。

LinkedHashSet<String> set = new LinkedHashSet<>();
set.add("Java");
set.add("C++");
set.add("Python");
System.out.println(set);

TreeSet類基於TreeMap實現。它能夠按照順序進行存儲，並使用紅黑樹算法進行元素管理。TreeSet在創建時可以指定一個比較器，在元素添加進去的時候將按照指定的比較器進行排序

TreeSet<String> set = new TreeSet<>();
set.add("Java");
set.add("C++");
set.add("Python");
System.out.println(set);

三、Map類

Map類是一個鍵值對映射的集合類。Java中提供了三種主要的Map實現，分別是HashMap、LinkedHashMap以及TreeMap。

HashMap實現了Map接口，其內部使用哈希表實現映射。這使得我們可以非常高效地存儲和訪問鍵-值對。

HashMap<String,String> map=new HashMap<>();
map.put("1", "Java");
map.put("2", "C++");
map.put("3", "Python");
System.out.println(map);

LinkedHashMap類也是基於哈希表實現的，它通過鏈表維護元素的插入順序。

LinkedHashMap<String,String> map=new LinkedHashMap<>();
map.put("1", "Java");
map.put("2", "C++");
map.put("3", "Python");
System.out.println(map);

TreeMap類基於紅黑樹實現。它能夠按照鍵值的順序進行存儲，並使用紅黑樹算法進行元素管理。

TreeMap<String,String> map=new TreeMap<>();
map.put("1", "Java");
map.put("2", "C++");
map.put("3", "Python");
System.out.println(map);

四、總結

Java Collection Basics中，集合類是Java編程必不可少的一部分。使用集合類可以幫助我們更好地管理和組織數據，在創建複雜應用程序時得到更多支持。Java集合框架中的主要類如下所示：Collection（List、Set）、Map，每種集合類都有其自身的特點和用途，我們可以根據實際需求選擇合適的集合類來進行應用程序設計。同時，根據不同的需求，可靈活組合使用集合類，進一步提高編程的效率。