Java集合類介紹

Java集合類是Java編程語言中極其重要的一部分。集合框架是Java平台提供的一套完整的、性能優良的集合類。Java集合類可用於存儲不同類型的對象，它們能夠動態擴展，並且提供了隨機、順序訪問集合元素的方法。Java集合類共分為三個體系：List，Set，Map，本篇文章將會詳細講解Java集合類的使用方式以及常見的集合類。

一、List集合

List是一個有序集合，其中的元素可以重複。這種數據結構在Java中可以使用ArrayList、LinkedList等集合類實現。下面，將分別介紹ArrayList和LinkedList的使用。

1、ArrayList集合

ArrayList類是Java集合框架中最常用的一個類，它實現了一個動態數組，可以動態增長和縮小。ArrayList中的元素可以通過一個唯一的非負整數索引來訪問，索引從0開始。下面是一個示例：

import java.util.ArrayList;

public class ArrayListExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList names = new ArrayList();

        names.add("Alice");
        names.add("Bob");
        names.add("Charles");
        names.add("David");

        for(String name : names) {
            System.out.println(name);
        }
    }
}

在上述示例中，我們創建了一個ArrayList對象並向其中添加了四個字符串。然後，使用增強型for循環遍歷了ArrayList中的所有元素並將它們輸出。

2、LinkedList集合

LinkedList是一個雙向鏈表，它也實現了List接口，可以作為List的替代品。它擁有ArrayList所不具備的一些特性，比如可以實現高效的元素添加、刪除等操作。下面是一個示例：

import java.util.LinkedList;

public class LinkedListExample {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList names = new LinkedList();

        names.add("Alice");
        names.add("Bob");
        names.add("Charles");
        names.add("David");

        for(String name : names) {
            System.out.println(name);
        }
    }
}

在上述示例中，我們創建了一個LinkedList對象並向其中添加了四個字符串。然後，使用增強型for循環遍歷了LinkedList中的所有元素並將它們輸出。

二、Set集合

Set是一個不允許元素重複的集合。它可以用於去重和查找。Java中的HashSet、LinkedHashSet和TreeSet是常見的Set集合類。

1、HashSet集合

HashSet是一種無序的集合，它是根據對象的哈希值來決定元素的存儲位置。HashSet中的元素沒有順序，因此它無法保證元素的順序。下面是一個示例：

import java.util.HashSet;

public class HashSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet names = new HashSet();

        names.add("Alice");
        names.add("Bob");
        names.add("Charles");
        names.add("David");
        names.add("David");

        for(String name : names) {
            System.out.println(name);
        }
    }
}

在上述示例中，我們創建了一個HashSet對象並向其中添加了四個字符串。由於HashSet不允許元素重複，因此添加了兩個相同的元素只會保留一個。

2、LinkedHashSet集合

LinkedHashSet是一種有序的集合，它具有HashSet的查找性能，同時保留了元素的插入順序。下面是一個示例：

import java.util.LinkedHashSet;

public class LinkedHashSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashSet names = new LinkedHashSet();

        names.add("Alice");
        names.add("Bob");
        names.add("Charles");
        names.add("David");
        names.add("David");

        for(String name : names) {
            System.out.println(name);
        }
    }
}

在上述示例中，我們創建了一個LinkedHashSet對象並向其中添加了四個字符串。由於LinkedHashSet是有序的集合，因此輸出的結果與元素插入的順序相同。

3、TreeSet集合

TreeSet是一種有序的集合，它可以按照元素的自然順序或者特定的順序來組織元素。TreeSet的實現是基於紅黑樹數據結構。下面是一個示例：

import java.util.TreeSet;

public class TreeSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet names = new TreeSet();

        names.add("Alice");
        names.add("Bob");
        names.add("Charles");
        names.add("David");
        names.add("David");

        for(String name : names) {
            System.out.println(name);
        }
    }
}

在上述示例中，我們創建了一個TreeSet對象並向其中添加了四個字符串。由於TreeSet是有序的集合，因此輸出的結果按照元素自然順序排列。

三、Map集合

Map是一種鍵值對映射的集合。Map中的每個元素包含一個鍵對象和一個值對象，Map中的鍵對象是唯一的。常見的Map集合類有HashMap、LinkedHashMap和TreeMap。

1、HashMap集合

HashMap是最常用的Map集合類，它根據鍵的HashCode值存儲數據，根據鍵可以直接訪問對應的數據。下面是一個示例：

import java.util.HashMap;

public class HashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap scores = new HashMap();

        scores.put("Alice", 89);
        scores.put("Bob", 90);
        scores.put("Charles", 75);
        scores.put("David", 95);

        for(String name : scores.keySet()) {
            System.out.println(name + " : " + scores.get(name));
        }
    }
}

在上述示例中，我們創建了一個HashMap對象並向其中添加了四個鍵值對。然後，使用增強型for循環遍歷了HashMap中的所有鍵並輸出了對應的值。

2、LinkedHashMap集合

LinkedHashMap是一種有序的Map集合類，它保留了元素插入的順序。下面是一個示例：

import java.util.LinkedHashMap;

public class LinkedHashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashMap scores = new LinkedHashMap();

        scores.put("Alice", 89);
        scores.put("Bob", 90);
        scores.put("Charles", 75);
        scores.put("David", 95);

        for(String name : scores.keySet()) {
            System.out.println(name + " : " + scores.get(name));
        }
    }
}

在上述示例中，我們創建了一個LinkedHashMap對象並向其中添加了四個鍵值對。由於LinkedHashMap是有序的Map集合類，因此輸出的結果與元素插入的順序相同。

3、TreeMap集合

TreeMap是一種有序的Map集合類，它按照鍵的自然順序或者特定的順序組織元素。下面是一個示例：

import java.util.TreeMap;

public class TreeMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        TreeMap scores = new TreeMap();

        scores.put("Alice", 89);
        scores.put("Bob", 90);
        scores.put("Charles", 75);
        scores.put("David", 95);

        for(String name : scores.keySet()) {
            System.out.println(name + " : " + scores.get(name));
        }
    }
}

在上述示例中，我們創建了一個TreeMap對象並向其中添加了四個鍵值對。由於TreeMap是有序的Map集合類，因此輸出的結果按照鍵的自然順序排列。

綜上所述，Java集合類是Java編程語言中非常重要的一部分，具有廣泛的應用。本文對List、Set、Map三個集合體系中常見的集合類進行了介紹，並給出了相應的代碼示例，希望能夠幫助讀者更好地理解Java集合類的使用方式和常見的集合類。