java集合collection接口与子接口及实现类

Java中的集合(Collection)可以用来存储多个元素，它是Java中的一种对象容器，可用于存储多个数据对象。在Java中，集合框架是一个实现了大量接口的完整体系，其中最基本且经常使用的接口就是Collection接口。

Collection接口

Java中的集合体系最根本的就是Collection接口。Collection接口是Java中集合的顶级接口，提供了集合中元素的基本操作。

Collection接口中定义了常用的方法：

• boolean add(E e) 将元素添加到集合中。
• boolean remove(Object o) 删除集合中指定的元素。
• int size() 返回集合中的元素数量。
• boolean isEmpty() 判断集合是否为空。

在Collection接口下还有两个子接口List和Set。

List接口

List接口是一个有序的集合，可以存储重复的元素。List接口支持按索引或者位置访问，允许在指定位置插入、替换、删除元素。

List接口中定义了常用的方法：

• void add(int index, E element) 在指定的索引位置添加元素。
• E get(int index) 返回指定索引位置的元素。
• int indexOf(Object o) 返回集合中第一次出现指定元素的位置。
• int lastIndexOf(Object o) 返回集合中最后一次出现指定元素的位置。
• E remove(int index) 删除某个指定索引位置的元素。

List接口的实现类有ArrayList、LinkedList和Vector。

ArrayList类

ArrayList是一个动态数组，与Java中的普通数组相比，它可以动态增长，容量自动扩充，内置使用数组实现。ArrayList类提供了类似数组的访问机制，使用get和set方法将元素添加到指定的索引位置，并提供了增加、删除和替换元素的方法。

示例：

import java.util.ArrayList;

public class ArrayListExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("A");
        list.add("B");
        list.add("C");

        System.out.println("The elements in ArrayList:");
        for (String str : list) {
            System.out.println(str);
        }
    }
}

运行结果：

The elements in ArrayList:
A
B
C

LinkedList类

LinkedList是一个双向链表，它的元素存储在链表中，与ArrayList相比，它在插入、删除元素时有更好性能表现，但在访问元素时性能稍差。

示例：

import java.util.LinkedList;

public class LinkedListExample {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();
        list.add(10);
        list.add(20);
        list.add(30);
        list.addFirst(5);
        list.addLast(40);

        System.out.println("The elements in LinkedList:");
        for (Integer i : list) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

运行结果：

The elements in LinkedList:
5
10
20
30
40

Vector类

Vector是一种动态数组，它与ArrayList类似，但是Vector是线程安全的。在多线程环境下，Vector的效率会比ArrayList低。

Set接口

Set接口是Java中唯一一个不允许有重复元素的集合，其中的元素不按特定方式排序。

Set接口中定义了常用的方法：

• boolean add(E e) 将元素添加到集合中。
• boolean contains(Object o) 判断集合中是否包含指定的元素。
• boolean isEmpty() 判断集合是否为空。
• boolean remove(Object o) 删除集合中指定的元素。
• int size() 返回集合中的元素数量。

Set接口的实现类有HashSet、TreeSet、LinkedHashSet等。

HashSet类

HashSet是一个基于哈希表的无序集合，它不保证元素的顺序，允许使用null元素。由于哈希表的性质，它的插入和查询速度非常快，但遍历时性能较差。

示例：

import java.util.HashSet;

public class HashSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        set.add("A");
        set.add("B");
        set.add("C");

        System.out.println("The elements in HashSet:");
        for (String str : set) {
            System.out.println(str);
        }
    }
}

运行结果：

The elements in HashSet:
A
B
C

TreeSet类

TreeSet是一个基于红黑树(Red-Black tree)的有序集合，它可以保证元素的顺序，但插入和查询速度较慢。

示例：

import java.util.TreeSet;

public class TreeSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Integer> set = new TreeSet<>();
        set.add(10);
        set.add(20);
        set.add(30);

        System.out.println("The elements in TreeSet:");
        for (Integer i : set) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

运行结果：

The elements in TreeSet:
10
20
30

总结

Java集合框架是一套非常完整的集合体系，其中Collection接口是最基础的接口，List接口支持有序的列表，Set接口保证元素没有重复，每个接口都有许多实现，它们都有各自的使用场景和优缺点。我们需要根据实际需要选择合适的集合实现。