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Java集合类是Java.util包中的重要内容,它提供了一套性能优良、使用方便的接口和类,用于处理对象的集合。这些类主要用于存储、检索、操作一组对象数据。 Java集合类主要包括两种类型的容器:Collection和Map。Collection容器存储一个元素集合,包括List、Set和Queue等类型。Map容器存储键/值对映射。 Collection接口是List、Set和Queue接口的父接口,定义了存取一组对象的方法。Collection接口继承自Iterable接口,这意味着可以通过for-each循环遍历集合元素。 List接口是有序的集合,可以包含重复的元素。List接口提供了按照索引位置访问元素的方法,以及添加、删除和修改元素的操作。List接口的实现类包括ArrayList、LinkedList等。 Set接口是无序的集合,元素不能重复。Set接口的实现类包括HashSet、LinkedHashSet等。
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1. 什么是集合
集合就是一个放数据的容器,准确的说是放数据对象引用的容器
集合类存放的都是对象的引用,而不是对象的本身
集合类型主要有3种:set(集)、list(列表)和map(映射)。
2. 集合的特点
集合的特点主要有如下两点:
集合用于存储对象的容器,对象是用来封装数据,对象多了也需要存储集中式管理。
和数组对比对象的大小不确定。因为集合是可变长度的。数组需要提前定义大小
3. 集合和数组的区别
数组是固定长度的;集合可变长度的。
数组可以存储基本数据类型,也可以存储引用数据类型;集合只能存储引用数据类型。
数组存储的元素必须是同一个数据类型;集合存储的对象可以是不同数据类型。
4. 使用集合框架的好处
1. 容量自增长;
2. 提供了高性能的数据结构和算法,使编码更轻松,提高了程序速度和质量;
3. 可以方便地扩展或改写集合,提高代码复用性和可操作性。
4. 通过使用JDK自带的集合类,可以降低代码维护和学习新API成本。
5. 常用的集合类有哪些?
Map接口和Collection
接口是所有集合框架的父接口:
1. Collection接口的子接口包括:Set接口和List接口
2. Map接口的实现类主要有:HashMap、TreeMap、Hashtable、ConcurrentHashMap以及Properties
等
3. Set接口的实现类主要有:HashSet、TreeSet、LinkedHashSet等
4. List接口的实现类主要有:ArrayList、LinkedList、Stack以及Vector等
特
性
List Set Map
顺
序
性
保持元素的插入顺序 不保持元素的插入顺序 不保持元素的插入顺序
唯
一
性
允许重复元素 不允许重复元素 键唯一,值不一定唯一
使
用
场
景
用于需要有序和可重复元素的场景
用于需要快速查找元素是否存在,且不
需要重复元素的场景
用于需要存储键值对,且键唯一的场景
线
程
安
全
有线程安全的实现类(例如,
Collections.synchronizedList),具体
取决于实现类
有线程安全的实现类(例如,
Collections.synchronizedSet),具体
取决于实现类
有线程安全的实现类(例如,
Collections.synchronizedMap),具体
取决于实现类
6. List,Set,Map三者的区别?
微信图片编辑_20240103105751
Java 容器分为 Collection 和 Map 两大类,Collection集合的子接口有Set、List、Queue三种子接口。我们
比较常用的是Set、List,Map接口不是collection的子接口。
Collection集合主要有List和Set两大接口
List:一个有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)容器,元素可以重复,可以插入多个null元素,元
素都有索引。常用的实现类有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。
Set:一个无序(存入和取出顺序有可能不一致)容器,不可以存储重复元素,只允许存入一个null元素,必
须保证元素唯一性。Set 接口常用实现类是 HashSet、LinkedHashSet 以及TreeSet。
Map是一个键值对集合,存储键、值和之间的映射。 Key无序,唯一;value 不要求有序,允许重复。Map
没有继承于Collection接口,从Map集合中检索元素时,只要给出键对象,就会返回对应的值对象。Map 的
常用实现类:HashMap、TreeMap、HashTable、LinkedHashMap、ConcurrentHashMap
7. 集合框架底层数据结构
Collection
1. List
Arraylist: Object数组
Vector: Object数组
LinkedList: 双向循环链表
2. Set
HashSet(无序,唯一):基于 HashMap 实现的,底层采用 HashMap 来保存元素
LinkedHashSet: LinkedHashSet 继承与 HashSet,并且其内部是通过 LinkedHashMap 来实现
的。有点类似于我们之前说的LinkedHashMap 其内部是基于 Hashmap 实现一样,不过还是有一
点点区别的。
TreeSet(有序,唯一): 红黑树(自平衡的排序二叉树。)
Map
HashMap: JDK1.8之前HashMap由数组+链表组成的,数组是HashMap的主体,链表则是主要为了解
决哈希冲突而存在的(“拉链法”解决冲突).JDK1.8以后在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度
大于阈值(默认为8)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。
LinkedHashMap:LinkedHashMap 继承自 HashMap,所以它的底层仍然是基于拉链式散列结构即由
数组和链表或红黑树组成。另外,LinkedHashMap 在上面结构的基础上,增加了一条双向链表,使得
上面的结构可以保持键值对的插入顺序。同时通过对链表进行相应的操作,实现了访问顺序相关逻辑。
HashTable: 数组+链表组成的,数组是 HashMap 的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的
TreeMap: 红黑树(自平衡的排序二叉树)
8. 哪些集合类是线程安全的?
Vector:就比Arraylist多了个 synchronized (线程安全),因为效率较低,现在已经不太建议使用。
hashTable:就比hashMap多了个synchronized (线程安全),不建议使用。
ConcurrentHashMap:是Java5中支持高并发、高吞吐量的线程安全HashMap实现。它由Segment数
组结构和HashEntry数组结构组成。Segment数组在ConcurrentHashMap里扮演锁的角色,
HashEntry则用于存储键-值对数据。一个ConcurrentHashMap里包含一个Segment数组, Segment
的结构和HashMap类似,是一种数组和链表结构;一个Segment里包含一个HashEntry数组,每个
HashEntry是一个链表结构的元素;每个Segment守护着一个HashEntry数组里的元素,当对
HashEntry数组的数据进行修改时,必须首先获得它对应的Segment锁。(推荐使用)
9. 怎么确保一个集合不能被修改?
可以使用 Collections. unmodifiableCollection(Collection c) 方法来创建一个只读集合,这样改变集合的任
何操作都会抛出 Java. lang. UnsupportedOperationException 异常。
示例代码如下:
List<String> list = new ArrayList<>();
list. add("x");
Collection<String> clist = Collections. unmodifiableCollection(list);
clist. add("y"); // 运行时此行报错
System. out. println(list. size());
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