7.16 Java基础 | 集合框架（上）-EW帮帮网

今天我看的菜鸟教程学的，也看了一些相关视频，下边把整体的框架大概总结一下，以便以后复习。

【1】主体：

一、核心接口（Interfaces）

二、实现类（Classes）

三、工具类（Utility Classes）

四、迭代器（Iterator）

五、框架特点

【2】细分：

ArrayList常用方法：

一、基本操作方法

二、查找与判断方法

三、集合转换方法

四、迭代与遍历方法

五、其他常用方法

示例代码

注意事项

【3】排序

数组排序：

1、普通升序排序

2、自定义排序

3、lambda实现升序

集合排序：

【4】Set集合

Set常用方法：

蓝桥云课题目练习：

提示：

【5】Map集合

明天继续.....

【1】主体：

集合框架重点：

List Set Map Stack Queue

集合框架可以直接使用各种数据结构和算法，更加高效，这是我们选择使用它的原因。

Collection接口与集合框架的关系：

1、Collection接口是集合框架层次结构的根接口，子接口有：

List接口 Set接口 Queue接口 Map接口 Iterator接口

一、核心接口（Interfaces）

这些接口定义了集合的基本行为，是框架的基础：

Collection：所有集合类的根接口，定义了通用操作（如添加、删除、遍历元素等）。

主要子接口：

List：有序集合（元素有索引），允许重复元素，支持随机访问。

典型实现类：ArrayList、LinkedList、Vector 等。

Set：无序集合（无索引），不允许重复元素（通过 equals() 和 hashCode() 判断）。

典型实现类：HashSet、TreeSet（有序）、LinkedHashSet（保持插入顺序）等。

Queue：队列接口，遵循 “先进先出（FIFO）” 原则，用于处理排队元素。

典型实现类：LinkedList（双端队列）、PriorityQueue（优先级队列）等。

Deque：双端队列接口，允许在两端添加 / 删除元素，扩展了 Queue。

典型实现类：ArrayDeque、LinkedList 等。

Map：键值对（Key-Value）集合，键（Key）唯一，值（Value）可重复，与 Collection 接口并列（不属于其子接口）。

典型实现类：HashMap、TreeMap（按键排序）、LinkedHashMap（保持插入顺序）、Hashtable 等。

二、实现类（Classes）

基于上述接口的具体实现，提供了不同的数据结构特性：

接口	实现类	核心特点
`List`	`ArrayList`	基于动态数组，查询快（随机访问），增删慢（需移动元素）
	`LinkedList`	基于双向链表，增删快（无需移动元素），查询慢（需遍历）
	`Vector`	线程安全的动态数组（效率较低，已被 `ArrayList` 替代）
`Set`	`HashSet`	基于哈希表，无序，查询 / 增删效率高（平均 O (1)）
	`TreeSet`	基于红黑树，元素自然排序或自定义排序，查询 / 增删效率 O (log n)
	`LinkedHashSet`	继承 `HashSet`，通过链表保持插入顺序，兼具哈希表和链表特性
`Queue`	`PriorityQueue`	基于堆结构，元素按优先级排序（默认自然排序）
`Deque`	`ArrayDeque`	基于动态数组的双端队列，效率高于 `LinkedList`
`Map`	`HashMap`	基于哈希表，键无序，查询 / 增删效率高（非线程安全）
	`TreeMap`	基于红黑树，键自然排序或自定义排序，支持按范围查询
	`LinkedHashMap`	继承 `HashMap`，通过链表保持键的插入顺序或访问顺序（可实现 LRU 缓存）
	`Hashtable`	线程安全的哈希表（效率低，已被 `ConcurrentHashMap` 替代）

三、工具类（Utility Classes）

提供对集合的操作方法，简化开发：

Collections：针对 Collection 和 Map 的工具类，包含排序（sort()）、查找（binarySearch()）、同步化（synchronizedList()）等静态方法。

Arrays：用于数组操作的工具类，可将数组转换为集合（asList()），也提供排序、查找等方法。

四、迭代器（Iterator）

用于遍历集合元素的接口，避免暴露集合内部结构：

Iterator：所有 Collection 集合的迭代器，支持 hasNext()（判断是否有下一个元素）、next()（获取下一个元素）、remove()（删除当前元素）。

ListIterator：List 接口特有的迭代器，支持双向遍历和修改元素（如 add()、set()）。

五、框架特点

统一性：通过接口定义统一行为，不同实现类可灵活替换。
高效性：针对不同场景提供优化实现（如 ArrayList 适合查询，LinkedList 适合增删）。
扩展性：允许自定义集合类，只需实现相应接口即可融入框架。

【2】细分：

ArrayList常用方法：

一、基本操作方法

添加元素

add(Eelement)：将元素添加到列表末尾。

add(int index, E element)：在指定索引位置插入元素（原元素后移）。

addAll(Collection<? extends E> c)：将另一个集合的所有元素添加到列表末尾。

addAll(int index, Collection<? extends E> c)：从指定索引开始插入另一个集合的元素。

获取元素

get(int index)：返回指定索引位置的元素。

size()：返回列表中元素的数量。

isEmpty()：判断列表是否为空。

删除元素

remove(int index)：删除指定索引位置的元素，并返回被删除的元素。

remove(Object o)：删除列表中第一个出现的指定元素（通过equals()判断）。

removeAll(Collection<?> c)：删除列表中所有包含在指定集合中的元素。

clear()：清空列表中的所有元素。

修改元素

set(int index, E element)：替换指定索引位置的元素为新元素，并返回原元素。

二、查找与判断方法

查找元素位置

indexOf(Object o)：返回指定元素第一次出现的索引，若不存在则返回 - 1。

lastIndexOf(Object o)：返回指定元素最后一次出现的索引，若不存在则返回 - 1。

判断元素存在

contains(Object o)：判断列表是否包含指定元素（通过equals()判断）。

containsAll(Collection<?> c)：判断列表是否包含指定集合中的所有元素。

三、集合转换方法
转换为数组

toArray()：返回包含列表所有元素的Object[]数组。

toArray(T[] a)：返回包含列表所有元素的指定类型数组（需传入同类型空数组）。
转换为其他集合
可通过构造函数转换为其他集合，例如：
java
List<String> list = new ArrayList<>();
Set<String> set = new HashSet<>(list); // 将ArrayList转换为HashSet
四、迭代与遍历方法
迭代器

iterator()：返回用于遍历列表的Iterator迭代器。

listIterator()：返回支持双向遍历的ListIterator迭代器。
遍历示例

java
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
// 方式1：普通for循环（通过索引）
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    System.out.println(list.get(i));
}
// 方式2：增强for循环
for (String element : list) {
    System.out.println(element);
}
// 方式3：迭代器（支持删除操作）
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    System.out.println(iterator.next());
    iterator.remove(); // 删除当前元素
}
// 方式4：Java 8 Stream API
list.forEach(element -> System.out.println(element));
五、其他常用方法
调整容量

trimToSize()：将列表的容量调整为当前元素数量，减少内存占用。

ensureCapacity(int minCapacity)：确保列表的容量至少为指定值，避免频繁扩容。

截取子列表

subList(int fromIndex, int toIndex)：返回从fromIndex（包含）到toIndex（不包含）的子列表（视图，非复制）。
排序
sort(Comparator<? super E> c)：根据指定比较器对列表元素进行排序（Java 8+）。
java
list.sort((a, b) -> a.compareTo(b)); // 升序排序
示例代码

java
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ArrayListExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建ArrayList并添加元素
        List<String> fruits = new ArrayList<>();
        fruits.add("Apple");
        fruits.add("Banana");
        fruits.add(1, "Cherry"); // 在索引1处插入元素

        // 获取元素
        System.out.println(fruits.get(0)); // 输出：Apple
        System.out.println(fruits.size());  // 输出：3

        // 修改元素
        fruits.set(1, "Blueberry");

        // 删除元素
        fruits.remove("Banana");

        // 判断元素存在
        System.out.println(fruits.contains("Apple")); // 输出：true

        // 遍历元素
        for (String fruit : fruits) {
            System.out.println(fruit);
        }
    }
}
注意事项

线程安全：ArrayList 是非线程安全的，若需在多线程环境使用，可改用 Vector 或通过 Collections.synchronizedList() 包装。

性能特点：适合随机访问（get/set 效率高），但插入 / 删除操作在中间位置效率较低（需移动元素）。

【3】排序

数组排序：

1、普通升序排序

Arrays.sort(int []a);

2、自定义排序

Arrays.sort(int []a,comparator<T>c);

package day716;
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;
public class 数组列表排序 {
	public static void main(String[] args) {
		Integer[] a= {3,21,56,3,67,8,5,4};
		//sort()排序
		 Arrays.sort(a); 
		 for(int i:a) { System.out.print(i+" "); }
		//自定义排序
		Arrays.sort(a,new Comparator<Integer>(){
			@Override
			public int compare(Integer o1, Integer o2) {
				return o2-o1;
			}
			
		});
		for(int i:a) { System.out.print(i+" "); }
		
	}
}

3、lambda实现升序

Array.sort(T[] arr,(o1,o2)->o1-o2)升序

Array.sort(T[] arr,(o1,o2)->o2-o1)降序

//lamada
		Arrays.sort(a,(o1,o2)->o2-o1);
		for(int i:a) { System.out.print(i+" "); }System.out.println(" ");
		Arrays.sort(a,(o1,o2)->o1-o2);
        for(int i:a) { System.out.print(i+" "); }System.out.println(" ");

集合排序：

Collections.sort(List<> arr) 所有元素从小到大排序

package day716;
import java.util.*;

public class 集合排序 {
	public static void main(String[] args) {
		List<Integer>list =new ArrayList<>();
		list.add(3);
		list.add(78);
		list.add(22);
		list.add(12);
		list.add(4);
		//法一
		Collections.sort(list);
		for(int i:list) {
			System.out.println(i);
		}
		//法二
		Collections.sort(list,(o1,o2)->o2-o1);
		for(int i:list) {
			System.out.print(i+" ");
		}
	}
}

【4】Set集合

Set集合可以用来去重：这里的Set集合与数学上的集合类似，不能存储重复的元素，且元素无序。

Set常用方法：

add()

size()

remove()

contains()

clear()

package day716;
import java.util.*;
public class Set集合去重 {
	public static void main(String[] args) {
		Set<Integer>set=new HashSet<>();
		boolean a=set.add(1);//add返回true or false
		boolean b=set.add(2);
		System.out.println(a+" "+b);
		System.out.println(set);
		System.out.println(set.size());//集合大小
		
		boolean c=set.remove(1);//删除1 这个元素
		System.out.println(set);
		
		boolean d=set.contains(1);//查看是否包含元素1
		System.out.println(d);
		
		set.clear();
		System.out.println(set);
	}
}

蓝桥云课题目练习：

提示：

（1）输入数据

（2）定义HashSet<>()用来去重

（3）定义ArrayList<>()用来排序

【5】Map集合

Map 集合是一种能存储键值对的数据结构。它的主要功能是依据键（Key）来快速查找对应的值（Value）

7.16 Java基础 | 集合框架（上）

【1】主体：

一、核心接口（Interfaces）

二、实现类（Classes）

三、工具类（Utility Classes）

四、迭代器（Iterator）

五、框架特点

【2】细分：

ArrayList常用方法：

一、基本操作方法

二、查找与判断方法

三、集合转换方法

四、迭代与遍历方法

五、其他常用方法

示例代码

注意事项

【3】排序

数组排序：

1、普通升序排序

2、自定义排序

3、lambda实现升序

集合排序：

【4】Set集合

Set常用方法：

蓝桥云课题目练习：

提示：

【5】Map集合

明天继续.....

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