Java Collection詳解

一、Collection基礎概念

Collection是Java中的集合類，是Java編程中經常使用的一個類。Collection Framework提供了一套介面和類，用於存儲和操作對象的集合，可以將同一類型的對象存儲在集合中，實現更加靈活的操作。Collection Framework提供了三種類型的集合：Set，List和Map。

Collection介面是Set、List和Queue的基本介面，它定義了一些通用的方法：add()、remove()、contains()、isEmpty()等。Set元素是唯一的，List元素是按照索引排序的，Map元素由鍵值對組成。Collection Framework提供了多種實現Collection介面的類，例如LinkedList、ArrayList、HashSet、TreeSet等。

Java中還有一種Iterator介面，用於遍歷集合中的元素，它允許我們按照任意順序遍歷集合，而不需要關心集合的底層實現。

二、List詳解

Java中的List是一種有序的集合，可以包含重複元素。List中元素的索引是固定的，支持按照索引獲取元素、添加元素、刪除元素、修改元素等操作。常見的List實現類有ArrayList、LinkedList、Vector等，其中ArrayList和LinkedList是最常用的。

ArrayList是基於數組實現的，可以高效地在任意位置插入、刪除元素。但是需要保證數組的連續空間，因此ArrayList在頻繁插入、刪除元素時，性能會降低。

LinkedList是基於雙向鏈表實現的，它在插入、刪除元素時性能較好，但是在隨機訪問元素時性能較差。

三、Set詳解

Set是一種不允許重複元素的集合，常見的實現類有HashSet、TreeSet等。HashSet是基於哈希表實現的，可以高效地添加、刪除元素，但是元素的順序是不確定的。TreeSet是基於TreeMap實現的，可以保證元素的有序性。

四、Map詳解

Map是一種鍵值對形式的集合，每個元素實際上是一個key-value對。Map中key是唯一的，可以用key來獲取對應的value。常見的實現類有HashMap、TreeMap等。HashMap是基於哈希表實現的，可以高效地添加、刪除元素；而TreeMap基於紅黑樹實現，可以保證元素的有序性。

五、代碼示例

1. List示例：

// ArrayList示例
List<String> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add("apple");
arrayList.add("banana");
arrayList.add("orange");
System.out.println(arrayList.get(0)); // 輸出結果為"apple"

// LinkedList示例
List<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("apple");
linkedList.add("banana");
linkedList.add("orange");
System.out.println(linkedList.get(0)); // 輸出結果為"apple"

2. Set示例：

// HashSet示例
Set<String> hashSet = new HashSet<>();
hashSet.add("apple");
hashSet.add("banana");
hashSet.add("orange");
System.out.println(hashSet.size()); // 輸出結果為3

// TreeSet示例
Set<String> treeSet = new TreeSet<>();
treeSet.add("apple");
treeSet.add("banana");
treeSet.add("orange");
System.out.println(treeSet.size()); // 輸出結果為3

3. Map示例：

// HashMap示例
Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
hashMap.put("apple", 1);
hashMap.put("banana", 2);
hashMap.put("orange", 3);
System.out.println(hashMap.get("apple")); // 輸出結果為1

// TreeMap示例
Map<String, Integer> treeMap = new TreeMap<>();
treeMap.put("apple", 1);
treeMap.put("banana", 2);
treeMap.put("orange", 3);
System.out.println(treeMap.get("apple")); // 輸出結果為1