集合框架及背后的数据结构_Java教程

1. 介绍

Java 集合框架 Java Collection Framework ，又被称为容器 container ，是定义在 java.util 包下的一组接口 interfaces 和其实现类 classes 。

其主要表现为将多个元素 element 置于一个单元中，用于对这些元素进行快速、便捷的存储 store 、检索retrieve 、管理 manipulate ，即平时我们俗称的增删查改 CRUD 。

例如，一副扑克牌(一组牌的集合)、一个邮箱(一组邮件的集合)、一个通讯录(一组姓名和电话的映射关系)等等。

类和接口总览

集合框架及背后的数据结构

下面我们为大家初步指定三个小问题，希望大家在看完本文章后能对这三个问题有一个清晰的认识。

1、了解清楚，接口和接口之间的关系。

2、了解清楚，接口和类之间的关系。

3、了解清楚，每个类背后的数据结构大概是个啥？

2. 学习的意义

2.1 Java 集合框架的优点及作用

使用成熟的集合框架，有助于我们便捷、快速的写出高效、稳定的代码
学习背后的数据结构知识，有助于我们理解各个集合的优缺点及使用场景

2.2 笔试及面试题

腾讯-Java后台开发面经

HashMap 了解不，介绍一下，如果一个对象为 key 时，hashCode 和 equals 方法的用法要注意什么？

HashSet 和 HashMap 的区别是什么？

HashMap 是线程安全的么？那需要线程安全需要用到什么？

阿里巴巴-Java后台开发面经

ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？

有了解过 HashMap 的具体实现么？

HashMap 和 ConcurrentHashMap 哪个效率更高？

今日头条-Java后台开发面经

编程题：判断一个链表是否是一个回文链表。

Redis 的 zset 类型对应到 java 语言中大致是什么类型？

hashCode 主要是用来做什么用的？

3. 接口interfaces

3.1 基本关系说明

集合框架及背后的数据结构

1.1. Collection ：用来存储管理一组对象 objects ，这些对象一般被成为元素 elements
2.1.1. Set : 元素不能重复，背后隐含着查找/搜索的语义
2.1.1. SortedSet : 一组有序的不能重复的元素
3.2. List : 线性结构
4.3. Queue : 队列
5.4. Deque : 双端队列
3.2. Map : 键值对 Key-Value-Pair ，背后隐含着查找/搜索的语义
4.1.1. SortedMap : 一组有序的键值对

3.2 Collection 接口说明

Collection 官方文档

3.3 Collection 常用方法说明

集合框架及背后的数据结构

add方法演示：

Collection<String> collection = new ArrayList<>();
collection.add("xxh");

集合框架及背后的数据结构

在没规定前，collection的add方法中什么都可以添加。

集合框架及背后的数据结构

而在规定了后，collection的add方法就只能添加字符串了。

clear方法演示：

Collection<String> collection = new ArrayList<>();
collection.add("xxh");
collection.add("ljq");
System.out.println(collection);
collection.clear();
System.out.println("==============");
System.out.println(collection);

集合框架及背后的数据结构

这里不难看出在使用clear方法清除后，我们的元素就全部清空了

Object[] toArray()方法演示：

Collection<String> collection = new ArrayList<>();
collection.add("xxh");
collection.add("ljq");
//System.out.println(collection);
Object[] objects = collection.toArray();
System.out.println(Arrays.toString(ob

集合框架及背后的数据结构

3.4 Collection 示例

import java.util.Collection;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
public class TestDemo {
  public static void main(String[] args) {
      Collection<String> list = new ArrayList<>();
      System.out.println(list.size());
      System.out.println(list.isEmpty());
      list.add("我");
      list.add("爱");
      list.add("Java");
      System.out.println(list.size());
      System.out.println(list.isEmpty());
      Object[] array = list.toArray();
      System.out.println(Arrays.toString(array));
      for (String s : list) {
          System.out.println(s);
      }
      list.remove("爱");
      for (String s : list) {
          System.out.println(s);
      }
      list.clear();
      System.out.println(list.size());
      System.out.println(list.isEmpty());

  }
}

集合框架及背后的数据结构

3.5 Map 接口说明Map

官方文档

3.6 Map 常用方法说明

集合框架及背后的数据结构

3.7 Map 示例

import java.util.Map;
import java.util.HashMap;
public class TestDemo {
  public static void main(String[] args) {
      Map<String, String> map = new HashMap<>();
      System.out.println(map.size());
      System.out.println(map.isEmpty());
      System.out.println(map.get("作者"));
      System.out.println(map.getOrDefault("作者", "佚名"));
      System.out.println(map.containsKey("作者"));
      System.out.println(map.containsValue("佚名"));
      map.put("作者", "鲁迅");
      map.put("标题", "狂人日记");
      map.put("发表时间", "1918年");
      System.out.println(map.size());
      System.out.println(map.isEmpty());
      System.out.println(map.get("作者"));
      System.out.println(map.getOrDefault("作者", "佚名"));
      System.out.println(map.containsKey("作者"));
      System.out.println(map.containsValue("佚名"));
      for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
          System.out.println(entry.getKey());
          System.out.println(entry.getValue());
      }
  }
}

集合框架及背后的数据结构