Java集合详解:Set, Map, Vector, List的对比与联系

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简介: Java集合框架核心包括List、Set、Map和Vector。List允许重复元素,如ArrayList(适合读取)和LinkedList(适合插入删除)。Set不允许重复,有HashSet(无序)和TreeSet(排序)。Map存储键值对,HashMap(无序)和TreeMap(排序)。Vector是线程安全的ArrayList替代品,但在多线程环境下使用。选择集合类型应根据应用场景,如有序、无序、键值对需求及线程安全考虑。

Java的集合框架是Java编程语言中最基础且强大的组成部分之一,它为程序员提供了多种数据结构,如List, Set, Map, 和Vector,以满足不同场景下的数据存储和检索需求。本文将深入探讨这些集合类型的区别与联系,并通过代码示例来说明它们的特性和使用场景。

1. List

List是有序的集合,可以包含重复元素。List接口的主要实现类有ArrayListLinkedList

  • 特点ArrayList提供随机访问,底层使用数组实现,适合大量读取操作;LinkedList使用链表实现,适合频繁的插入和删除操作。
  • 代码示例
  • Java
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Apple");
list.add("Banana");
System.out.println(list.get(0)); // 输出 "Apple"

2. Set

Set不允许重复元素,且不保证顺序。Set的主要实现类有HashSetTreeSet

  • 特点HashSet基于哈希表实现,元素无序;TreeSet基于红黑树实现,元素自然排序或根据比较器排序。
  • 代码示例
  • Java
Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("Apple");
set.add("Banana");
set.add("Apple"); // 不会被添加
System.out.println(set); // 输出可能为 [Apple, Banana],顺序不定

3. Map

Map存储键值对,键不允许重复,值可以重复。Map的主要实现类有HashMapTreeMap

  • 特点HashMap基于哈希表实现,键值对无序;TreeMap基于红黑树实现,键值对按键自然排序或根据比较器排序。
  • 代码示例
  • Java
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Apple", 1);
map.put("Banana", 2);
System.out.println(map.get("Apple")); // 输出 1

4. Vector

Vector类似于ArrayList,但它线程安全,这意味着在多线程环境中可以安全地使用Vector

  • 特点Vector提供同步方法,保证线程安全,但因此性能低于ArrayList
  • 代码示例
  • Java
Vector<String> vector = new Vector<>();
vector.add("Apple");
vector.add("Banana");
System.out.println(vector.get(0)); // 输出 "Apple"

联系与选择

尽管List, Set, Map, 和Vector各有特点,但它们都属于Java集合框架的一部分,遵循相同的接口和设计原则。选择哪种集合类型主要取决于具体的应用场景:

  • 当需要存储有序且可能重复的元素时,选择List
  • 当需要存储不重复的元素且不关心顺序时,选择Set
  • 当需要存储键值对时,选择Map
  • 当在多线程环境中需要线程安全的集合时,选择Vector,但要注意其性能可能不如非线程安全的集合。
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