【从零开始学习JAVA | 第二十三篇】集合体系结构

墨蓝 2024-03-16 23:47 55阅读 0赞

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**目录**

前言：

单列集合：

set与list的区别：

双列集合：

map的特点：

总结：

--------------------

## 前言： ##

JAVA中为我们提供了很多集合，这些集合都有自己很独特的特点，因此我们要学习所有的集合，但是在学习所有的集合之前，我们还是先为大家介绍一下JAVA的集合体系结构，这样有利于大家更好的理解整个JAVA集合框架。

**整个集合其实都可以分为两大类：单列集合与双列集合**

## 单列集合： ##

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Java中的单列集合指的是一种只包含一个元素的集合，也被称作为单元素集合或者是单值集合，单列集合一次只能添加一个元素。在Java中，单列集合主要有以下几种：

**1. Singleton Set**  
**Singleton Set是一种只包含一个元素的集合，并且该元素不允许为空。Singleton Set中只有一个元素，所以它的size()方法返回值为1。**

示例代码：

Set<String> singletonSet = Collections.singleton("hello");

**2. Singleton List**  
**Singleton List也是一种只包含一个元素的集合，但是它是有序的，并可以包含重复元素。Singleton List中只有一个元素，所以它的size()方法返回值为1。**

示例代码：

List<String> singletonList = Collections.singletonList("hello");

需要注意的是，**Singleton集合是不可变的，即不能向其中添加或删除元素。如果需要添加或删除元素，需要创建一个新的集合对象并赋值。此外，Singleton集合的元素只能通过迭代器进行访问。**

### set与list的区别： ###

list和set是Java中两种常用的集合类型，它们的主要区别在于以下几个方面：

**1. 元素顺序**  
list是有序集合，即它维护元素的插入顺序，并且可以根据元素的索引（即插入顺序）进行访问和操作。set是无序集合，它不维护元素的插入顺序，并且不能根据元素的索引进行访问和操作。  
**2. 元素的唯一性**  
list可以包含重复元素，即同一个元素可以出现多次；set元素是唯一的，即同一个元素只能出现一次。  
**3. 实现方式**  
list可以通过数组或链表实现；set可以通过哈希表或树结构实现。因此，**list的访问速度较快，但是添加、删除元素和查找元素需要较长的时间；而set的添加、删除元素和查找元素速度较快（平均时间复杂度为O(1)），但是访问元素需要较长的时间（时间复杂度为O(n)）**。

总之**，如果需要维护元素的顺序、允许包含重复元素、并且需要根据索引进行访问和操作，应该使用list；如果需要保证元素的唯一性、不需要维护元素的顺序，并且查找、添加与删除操作的性能要求较高，应该使用set。**

## 双列集合： ##

Java中的双列集合指的是一种包含两个元素的集合，它们可以存储类型不同的键值对，通常用于构建关联数组、映射等数据结构。在Java中，双列集合主要有以下几种：

**1. Map**  
**Map是一种键值对映射的集合，其中键和值都可以是任意类型的对象。Map中的键是唯一的，因此不能存在重复的键。常用的实现类包括HashMap、LinkedHashMap、TreeMap等。**

示例代码：

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
    map.put("Java", 100);
    map.put("Python", 90);
    map.put("C++", 80);

map常见的实现类：

**1. Hashtable**  
Hashtable是一种线程安全的键值对映射集合，**与HashMap类似，但它的所有方法都是同步的。Hashtable也不允许键和值为空。**Hashtable的实现方式是通过哈希表实现的。

示例代码：

Hashtable<String, Integer> hashtable = new Hashtable<>();
    hashtable.put("Java", 100);
    hashtable.put("Python", 90);
    hashtable.put("C++", 80);

**2. LinkedHashMap**  
LinkedHashMap是一种维护插入顺序的Map，它记录了元素的插入顺序，并可以按照插入顺序进行遍历。**LinkedHashMap是通过哈希表和双向链表实现的。**

示例代码：

Map<String, Integer> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
    linkedHashMap.put("Java", 100);
    linkedHashMap.put("Python", 90);
    linkedHashMap.put("C++", 80);

**3. TreeMap**  
TreeMap是一种按照键的自然顺序或者比较器顺序进行遍历的有序Map。**默认情况下，TreeMap按照键的自然顺序进行遍历，如果需要自定义排序规则，可以通过实现Comparator接口实现。**TreeMap是通过红黑树实现的。

示例代码：

Map<String, Integer> treeMap = new TreeMap<>();
    treeMap.put("Java", 100);
    treeMap.put("Python", 90);
    treeMap.put("C++", 80);

需要注意的是，**Java中的双列集合都是基于Map接口实现的，因此它们都具有Map接口的基本方法，如put、get、containsKey等**。在使用双列集合时，需要根据具体的使用场景和性能要求选择合适的实现类。

### map的特点： ###

Map是一种键值对的数据结构，它的特点有以下几个：

**1. 存储方式**：Map 以键值对的形式来储存数据，即每个键都与一个值相关联。这种方式方便了数据的快速查找和访问，比如可以通过键快速获取对应的值。

**2. 独一无二的键**：Map 中的键是唯一的，即同一时刻只能存在一个与给定键相关联的值。如果插入的键已经存在，则新插入的值会覆盖旧值。

**3. 无序性**：Map 中的键值对是无序的，不像数组和列表那样有固定的顺序。我们可以根据键来进行查找和访问，而不关心它们在 Map 中的位置。

**4. 可以存储不同类型的值**：Map 中的键值对可以存储不同类型的数据，这使得 Map 成为存储和操作各种类型数据的理想数据结构。

**5. 可以动态修改**：Map 是一种动态数据结构，它可以根据需要进行插入、删除或修改键值对，这使得它非常灵活和实用。

## 总结： ##

本文详细的介绍了单列集合与双列集合，为我们搭建了集合的一个基本的体系构架，后面我们也会一步一步的完善这些构架里面的内容。

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