Java 容器都有哪些?

Java容器是Java编程语言中用于存储和组织对象的数据结构。在Java中,容器类库提供了各种类型的容器,每种容器都有其特定的用途和适用场景。

1. 数组(Array)

数组是Java中最基本的容器类型之一,用于存储相同数据类型的元素。数组具有固定大小,一旦创建,其大小不能动态改变。在Java中,数组使用方括号 [] 来声明和访问。

int[] numbers = new int[5]; // 创建一个包含5个整数的数组
numbers[0] = 1; // 设置第一个元素的值为1

数组在内存中是连续存储的,可以通过索引访问元素,具有快速的随机访问能力。但数组的大小固定,无法动态扩展,而且数组中的元素类型必须相同。

2. 集合框架(Collections Framework)

Java集合框架是一组类和接口,用于表示和操作集合对象。集合框架提供了各种类型的集合,包括列表、集合、队列和映射等,以及用于操作这些集合的方法和算法。

Java集合框架位于 java.util 包中,主要包括以下核心接口:

  • Collection:表示一组对象的集合,包括列表、集合和队列等。
  • List:表示有序的集合,允许重复元素,可以通过索引访问元素。
  • Set:表示不允许重复元素的集合,不保证元素的顺序。
  • Queue:表示队列,用于存储和操作队列数据结构。
  • Map:表示键值对的集合,每个键都唯一,可以通过键来访问对应的值。

3. 列表(List)

列表是一种有序的集合,允许重复元素。在Java中,列表接口主要由 java.util.List 接口定义,常用的实现类包括 ArrayListLinkedListVector 等。

List<String> names = new ArrayList<>(); // 创建一个ArrayList实例
names.add("Alice"); // 向列表添加元素
names.add("Bob");
names.add("Alice"); // 允许添加重复元素

列表提供了丰富的方法和操作,如添加元素、删除元素、获取元素、遍历列表等。列表还支持通过索引访问元素,具有高效的随机访问能力。

4. 集合(Set)

集合是一种不允许重复元素的集合,不保证元素的顺序。在Java中,集合接口主要由 java.util.Set 接口定义,常用的实现类包括 HashSetTreeSetLinkedHashSet 等。

Set<String> colors = new HashSet<>(); // 创建一个HashSet实例
colors.add("Red"); // 向集合添加元素
colors.add("Green");
colors.add("Red"); // 重复元素将被忽略

集合提供了一系列用于添加、删除和判断元素是否存在的方法,具有高效的查找和去重能力。

5. 队列(Queue)

队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,用于存储和操作元素。在Java中,队列接口主要由 java.util.Queue 接口定义,常用的实现类包括 LinkedListPriorityQueue 等。

Queue<Integer> queue = new LinkedList<>(); // 创建一个LinkedList实例作为队列
queue.offer(1); // 入队操作
queue.offer(2);
int front = queue.poll(); // 出队操作

队列提供了入队和出队等基本操作,还支持查看队首元素和队列大小等方法。

6. 映射(Map)

映射是一种键值对的集合,每个键都唯一,可以通过键来访问对应的值。在Java中,映射接口主要由 java.util.Map 接口定义,常用的实现类包括 HashMapTreeMapLinkedHashMap 等。

Map<String, Integer> scores = new HashMap<>(); // 创建一个HashMap实例作为映射
scores.put("Alice", 90); // 添加键值对
scores.put("Bob", 85);
int aliceScore = scores.get("Alice"); // 根据键获取对应的值

映射提供了添加、删除、更新和查找键值对的方法,具有高效的查找和更新能力。

7. 栈(Stack)

栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,可以用来存储和操作元素。在Java中,栈通常由 java.util.Stack 类实现,也可以使用 Deque 接口的实现类来模拟栈的功能。

Stack<Integer> stack = new Stack<>(); // 创建一个栈实例
stack.push(1); // 入栈操作
stack.push(2);
int top = stack.pop(); // 出栈操作

栈提供了入栈和出栈等基本操作,还支持查看栈顶元素和栈的大小等方法。

8. 集合工具类(Collections Utility Class)

Java还提供了 java.util.Collections 类,包含了一系列静态方法,用于操作集合对象。这些方法包括排序、查找、反转、填充等,可以方便地对集合进行操作和处理。

List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
numbers.add(3);
numbers.add(1);
numbers.add(2);
Collections.sort(numbers); // 对列表进行排序
System.out.println(numbers); // 输出结果为 [1, 2, 3]

Collections 类提供了丰富的方法和算法,可以帮助开发者更方便地操作集合对象。

Java提供了丰富的容器类库,包括数组、集合框架、列表、集合、队列、映射等多种类型的容器。每种容器都有其特定的用途和适用场景,开发者可以根据实际需求选择合适的容器。掌握这些容器的使用方法和特性,可以帮助开发者更高效地进行Java编程,并且提高代码的质量和可维护性。

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