30 Java常用类之集合类

在前一章中，我们讨论了 Java 的日期类及其在处理日期和时间时的重要性。本章将重点介绍 Java 的集合类，它们是数据存储和操作的核心工具。集合类提供了多种数据结构来存储对象，并为我们提供了许多便利的方法，以提高程序的易用性和灵活性。

1. 集合框架概述

Java 集合框架包含了一组接口和类，它们可以对一组对象进行存储和操作。集合框架的核心包含：

• 集合（Collection）：根接口，用于存储一组对象。
• 映射（Map）：用于存储键值对。

1.1 集合的主要接口

• List：有序集合，可以存储重复元素。
• Set：不允许重复元素的集合。
• Queue：用于存储排队的元素，遵循先进先出（FIFO）原则。
• Deque：双端队列，允许在两端插入和删除元素。

1.2 映射的主要接口

• Map：键值对集合，允许用键（Key）来查找值（Value）。
• SortedMap：有序的 Map 接口。

2. 常用集合类

2.1 ArrayList

ArrayList 是用于存储可变数量的元素的列表。它实现了 List 接口，允许插入重复元素。

import java.util.ArrayList;

public class ArrayListExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>();
        fruits.add("Apple");
        fruits.add("Banana");
        fruits.add("Cherry");
        fruits.add("Banana"); // 允许重复

        System.out.println("Fruits: " + fruits);
    }
}

输出：

Fruits: [Apple, Banana, Cherry, Banana]

2.2 LinkedList

LinkedList 也是 List 接口的实现，适合频繁插入和删除操作的场景。

import java.util.LinkedList;

public class LinkedListExample {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> cities = new LinkedList<>();
        cities.add("New York");
        cities.add("Los Angeles");
        cities.add("Chicago");

        cities.remove("Los Angeles"); // 删除操作

        System.out.println("Cities: " + cities);
    }
}

输出：

Cities: [New York, Chicago]

2.3 HashSet

HashSet 实现了 Set 接口，不允许重复元素，并且不保证存储顺序。

import java.util.HashSet;

public class HashSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> uniqueFruits = new HashSet<>();
        uniqueFruits.add("Apple");
        uniqueFruits.add("Banana");
        uniqueFruits.add("Apple"); // 不会添加，因重复

        System.out.println("Unique Fruits: " + uniqueFruits);
    }
}

输出：

Unique Fruits: [Banana, Apple]

2.4 HashMap

HashMap 是 Map 接口的一个实现，支持快速访问和插入，允许使用 null 作为键和/或值。

import java.util.HashMap;

public class HashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, Integer> scores = new HashMap<>();
        scores.put("Alice", 90);
        scores.put("Bob", 85);
        scores.put("Charlie", 92);

        scores.put("Alice", 95); // 更新 Alice 的分数

        System.out.println("Scores: " + scores);
    }
}

输出：

Scores: {Alice=95, Bob=85, Charlie=92}

3. 遍历集合

遍历集合是操作集合中的元素的常见方法。不同的集合类可能有不同的遍历方式。

3.1 使用迭代器

对于 ArrayList 和 HashSet，我们可以使用 Iterator 进行遍历。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

public class IteratorExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> colors = new ArrayList<>();
        colors.add("Red");
        colors.add("Green");
        colors.add("Blue");

        Iterator<String> iterator = colors.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

输出：

Red
Green
Blue

3.2 使用增强的 for 循环

增强的 for 循环（也称为“for-each”循环）也可用于遍历 Iterable。

import java.util.HashSet;

public class ForEachExample {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> animals = new HashSet<>();
        animals.add("Dog");
        animals.add("Cat");
        animals.add("Rabbit");

        for (String animal : animals) {
            System.out.println(animal);
        }
    }
}

输出：

Dog
Cat
Rabbit

4. 结论

通过本章的学习，我们对 Java 的集合类有了初步的了解。不同的集合类适用于不同的场景，理解这些集合的特性将帮助我们在编写 Java 程序时选择合适的工具。

在下一章节中，我们将介绍 Java 的输入输出流，这对于处理数据的读取和写入是至关重要的。希望大家能继续保持学习的热情，与我一起深入 Java 的世界。