Java基础[04-集合框架].ppt

Java集合框架是Java编程语言中一个非常重要的组成部分，它提供了一种组织和管理对象的方式，使得数据存储和操作更加高效和灵活。集合框架的核心接口包括Collection、List、Set和Map，它们位于`java.util`包下，而支持多线程的集合类则位于`java.util.concurrent`包下。 **Collection接口**是所有单列集合的顶级接口，定义了对集合基本操作的方法，如`add(E e)`用于添加元素，`remove(Object o)`用于移除指定元素，`clear()`用于清空集合，`contains(Object o)`用于检查集合中是否存在指定元素，以及`isEmpty()`用于判断集合是否为空。此外，`size()`方法返回集合中的元素数量。为了遍历集合，Java引入了迭代器（Iterator）接口，通过`iterator()`方法获取，迭代器提供了`next()`方法获取下一个元素和`hasNext()`方法检查是否有更多元素。使用迭代器的优点在于其通用性，无论集合类型如何变化，遍历逻辑保持不变。 **List接口**是有序集合，可以精确控制元素的插入位置，并通过索引访问元素。List接口增加了特有的方法，如`add(int index, E element)`在指定位置插入元素，`remove(int index)`删除指定索引的元素，`get(int index)`获取指定索引的元素，以及`set(int index, E element)`替换指定位置的元素。Java 5引入的增强for循环（foreach）简化了集合的遍历，其实质是一个迭代器的实现。 **LinkedList**实现了List接口，它以链表结构存储元素，这使得在列表开头或末尾添加、删除元素非常高效，对应的方法如`addFirst(E e)`、`addLast(E e)`、`removeFirst()`和`removeLast()`。然而，由于链表结构，查询元素的速度相对较慢，需要从头开始遍历。 **ArrayList**是基于数组实现的List，查询速度快，但增删元素效率较低，因为需要移动数组中的元素。在添加或删除元素时，如果数组容量不足，会自动扩容，这可能导致性能下降。 **Set接口**是不包含重复元素的集合，没有索引，不能使用for循环遍历。Set接口的实现类通常不保证元素的顺序，如`HashSet`，它的内部基于哈希表（HashMap）实现，因此插入和删除速度快，但遍历顺序不确定。当向HashSet中添加元素时，HashSet会调用对象的`hashCode()`方法来计算哈希值，以确定元素的存储位置，保证不重复。重写`hashCode()`方法可以使不同对象具有相同的哈希值，以满足特定需求。 Java集合框架提供了一套丰富的接口和实现类，可以根据不同的应用场景选择合适的集合类型，以优化数据存储和处理的效率。理解并熟练掌握集合框架，对于Java程序员来说是至关重要的。