Java集合简介
Java集合是Java编程语言中的一个重要组成部分,它提供了一种存储和操作数据的统一方式,集合框架主要包括两种类型:Collection和Map,Collection是一个接口,它是一组具有相同元素类型的有序集合,Map是一个接口,它是键值对的无序集合,在Java集合中,常用的类有List、Set、Queue、Deque等。
List接口
List接口是Java集合框架中最常用的接口之一,它继承了Collection接口,List接口的主要特点是有序的、可重复的、可索引的,常见的实现类有ArrayList、LinkedList等。
1、ArrayList
ArrayList是List接口的一个常用实现类,它实现了List和AbstractList接口,ArrayList内部使用一个动态数组来存储数据,支持随机访问,插入和删除操作的时间复杂度为O(1),当添加大量元素时,ArrayList的性能会下降,因为它需要不断地扩容。
2、LinkedList
LinkedList是另一个常见的List实现类,它也实现了List和AbstractList接口,LinkedList内部使用一个双向链表来存储数据,支持从头到尾的遍历,由于链表的结构特点,LinkedList在插入和删除操作时的时间复杂度为O(1),但在随机访问时的时间复杂度为O(n)。
Set接口
Set接口是Java集合框架中的另一个重要接口,它继承了Collection接口,Set接口的主要特点是无序的、不重复的,常见的实现类有HashSet、LinkedHashSet、TreeSet等。
1、HashSet
HashSet是Set接口的一个常用实现类,它实现了Set和AbstractSet接口,HashSet内部使用一个哈希表来存储数据,每个元素通过其hashCode()方法计算得到的哈希值作为键存储在哈希表中,由于哈希表的特性,HashSet可以保证元素的唯一性,且插入和删除操作的时间复杂度为O(1),HashSet不保证元素的顺序。
2、LinkedHashSet
LinkedHashSet是另一个常见的Set实现类,它同样实现了Set和AbstractSet接口,LinkedHashSet内部使用一个双向链表和一个哈希表来存储数据,链表用于保持元素的插入顺序,而哈希表用于快速查找元素,由于链表的存在,LinkedHashSet在遍历时可以保证元素的顺序。
3、TreeSet
TreeSet是SortedSet接口的一个实现类,它实现了NavigableSet接口,TreeSet内部使用一个红黑树来存储数据,红黑树是一种自平衡的二叉查找树,TreeSet可以保证元素按照自然顺序或者指定的比较器进行排序,由于红黑树的特点,TreeSet在插入和删除操作时的时间复杂度为O(log n),但在随机访问时的时间复杂度为O(n)。
Queue接口
Queue接口是Java集合框架中的另一个重要接口,它继承了Collection接口,Queue接口的主要特点是无界的、先进先出的,常见的实现类有ArrayDeque、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue等。
1、ArrayDeque
ArrayDeque是Queue接口的一个常用实现类,它实现了Queue和Deque接口,ArrayDeque内部使用一个数组来存储数据,支持头部和尾部的添加和删除操作,由于数组的特点,ArrayDeque在插入和删除操作时的时间复杂度为O(1),当队列满时,ArrayDeque无法继续添加元素。
2、LinkedBlockingQueue
LinkedBlockingQueue是另一个常见的Queue实现类,它同样实现了Queue和BlockingQueue接口,LinkedBlockingQueue内部使用一个双向链表和一个阻塞锁来存储数据,由于链表的存在,LinkedBlockingQueue在遍历时可以保证元素的顺序,LinkedBlockingQueue还支持多个线程之间的安全访问。
3、PriorityBlockingQueue
PriorityBlockingQueue是SortedQueue接口的一个实现类,它实现了BlockingQueue接口,PriorityBlockingQueue内部使用一个优先级队列来存储数据,元素根据其自然顺序或者指定的比较器进行排序,PriorityBlockingQueue支持多个线程之间的安全访问,由于优先级队列的特点,PriorityBlockingQueue在插入和删除操作时的时间复杂度为O(log n),但在随机访问时的时间复杂度为O(n)。
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