数组和集合的学习笔记

### 数组和集合的学习笔记 #### 一、概述 在Java编程语言中，数组和集合是数据存储与操作的重要组成部分。数组是一种基本的数据结构，用于存储相同类型的数据元素；而集合（Collections）则是用于存储、检索和操作一组对象的数据结构。集合框架提供了多种容器对象，这些对象具有统一的设计，使得它们可以互换使用。本篇学习笔记将重点介绍列表（List）、集合（Set）、映射（Map）的不同子类的特点和使用方法。 #### 二、List（列表） **List** 是一种有序的集合，允许重复的元素。主要的实现包括ArrayList、LinkedList、Vector等。 1. **ArrayList** - 特点：基于动态数组实现的，线程不安全。 - 使用场景：适用于需要快速随机访问元素的情况，如根据索引进行查询或修改操作。 - 示例代码： ```java List<String> stringList = new ArrayList<>(); stringList.add("Hello"); stringList.add("World"); System.out.println(stringList.get(0)); // 输出 "Hello" ``` 2. **LinkedList** - 特点：基于双向链表实现，适合频繁插入和删除操作。 - 使用场景：当需要频繁地添加或删除元素时，使用LinkedList更加高效。 - 示例代码： ```java List<String> linkedList = new LinkedList<>(); linkedList.addFirst("First"); linkedList.addLast("Last"); System.out.println(linkedList.removeFirst()); // 输出 "First" ``` 3. **Vector** - 特点：类似于ArrayList，但是线程安全。 - 使用场景：早期多线程环境下使用较多，但现在更推荐使用并发集合类如CopyOnWriteArrayList。 - 示例代码： ```java Vector<String> vector = new Vector<>(); vector.add("Thread Safe"); System.out.println(vector.get(0)); // 输出 "Thread Safe" ``` #### 三、Set（集合） **Set** 是不允许有重复元素的集合，主要有HashSet、TreeSet两种实现。 1. **HashSet** - 特点：基于哈希表实现，提供较快的添加和查找速度。 - 使用场景：当需要存储不重复且不需要排序的元素时，使用HashSet非常合适。 - 示例代码： ```java Set<String> hashSet = new HashSet<>(); hashSet.add("Unique"); hashSet.add("Element"); System.out.println(hashSet.contains("Unique")); // 输出 true ``` 2. **TreeSet** - 特点：基于红黑树实现，自动按元素的自然顺序或自定义比较器排序。 - 使用场景：需要对集合中的元素进行排序时使用TreeSet。 - 示例代码： ```java TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<>(); treeSet.add("Zebra"); treeSet.add("Apple"); treeSet.add("Cat"); System.out.println(treeSet.first()); // 输出 "Apple" ``` #### 四、Map（映射） **Map** 提供了键值对的映射关系，主要实现有HashMap、TreeMap、HashTable、LinkedHashMap等。 1. **HashMap** - 特点：基于哈希表实现，提供高效的键值对存取操作。 - 使用场景：最常用的映射实现，适合于大多数场景。 - 示例代码： ```java Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>(); hashMap.put("Key", 1); System.out.println(hashMap.get("Key")); // 输出 1 ``` 2. **TreeMap** - 特点：基于红黑树实现，自动按键的自然顺序或自定义比较器排序。 - 使用场景：当需要按键排序时使用TreeMap。 - 示例代码： ```java TreeMap<String, Integer> treeMap = new TreeMap<>(); treeMap.put("Zebra", 2); treeMap.put("Apple", 1); System.out.println(treeMap.firstKey()); // 输出 "Apple" ``` 3. **HashTable** - 特点：与HashMap类似，但是线程安全，并且不允许键或值为null。 - 使用场景：多线程环境下的简单键值存储。 - 示例代码： ```java Map<String, Integer> hashTable = new Hashtable<>(); hashTable.put("Key", 1); System.out.println(hashTable.get("Key")); // 输出 1 ``` 4. **LinkedHashMap** - 特点：维护元素的插入顺序，可以实现LRU缓存等功能。 - 使用场景：需要保留元素插入顺序或访问顺序时使用LinkedHashMap。 - 示例代码： ```java Map<String, Integer> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true); linkedHashMap.put("A", 1); linkedHashMap.put("B", 2); System.out.println(linkedHashMap.keySet()); // 输出 [A, B] ``` 通过以上学习，我们可以了解到Java中数组和集合的不同实现类各有特点，在实际开发过程中应根据具体需求选择合适的类型。