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掌握List、Set、Map：三大Java集合接口深度解析与应用

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在Java编程语言中，集合框架是处理对象集合的基本工具。其中，List、Set 和 Map 是三大核心接口，它们分别用于处理不同类型的集合操作。本文将深入解析这三大接口的特性、应用场景以及在实际编程中的使用方法。

一、List接口

List 是一个有序集合，它允许重复元素。以下是一些常用的List实现类：

  • ArrayList：基于动态数组实现，提供快速的随机访问，但插入和删除操作较慢。
  • LinkedList：基于双向链表实现，提供快速的插入和删除操作，但访问速度较慢。
  • Vector：与ArrayList相似，但线程安全，性能较低。

1.1 ArrayList

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");

        for (String fruit : list) {
            System.out.println(fruit);
        }
    }
}

1.2 LinkedList

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new LinkedList<>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");

        for (String fruit : list) {
            System.out.println(fruit);
        }
    }
}

二、Set接口

Set 是一个无序集合，它不包含重复元素。以下是一些常用的Set实现类：

  • HashSet：基于哈希表实现，提供快速的查找、添加和删除操作。
  • LinkedHashSet：基于链表和哈希表实现，保留插入顺序。
  • TreeSet：基于红黑树实现，元素自动排序。

2.1 HashSet

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> set = new HashSet<>();
        set.add("Apple");
        set.add("Banana");
        set.add("Cherry");

        for (String fruit : set) {
            System.out.println(fruit);
        }
    }
}

2.2 TreeSet

import java.util.TreeSet;
import java.util.Set;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> set = new TreeSet<>();
        set.add("Apple");
        set.add("Banana");
        set.add("Cherry");

        for (String fruit : set) {
            System.out.println(fruit);
        }
    }
}

三、Map接口

Map 是一个键值对集合，它不包含重复键。以下是一些常用的Map实现类：

  • HashMap：基于哈希表实现，提供快速的查找、添加和删除操作。
  • LinkedHashMap：基于链表和哈希表实现，保留插入顺序。
  • TreeMap：基于红黑树实现，键自动排序。

3.1 HashMap

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("Apple", 1);
        map.put("Banana", 2);
        map.put("Cherry", 3);

        for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
        }
    }
}

3.2 TreeMap

import java.util.TreeMap;
import java.util.Map;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new TreeMap<>();
        map.put("Apple", 1);
        map.put("Banana", 2);
        map.put("Cherry", 3);

        for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
        }
    }
}

总结

List、Set 和 Map 是Java集合框架中的三大核心接口，掌握它们的特性和应用场景对于Java开发者来说至关重要。在实际编程中，根据不同的需求选择合适的集合实现类，能够提高代码的效率和质量。

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