在 Java 编程中，集合框架提供了丰富的数据结构和算法来存储和操作数据。集合框架主要包含了 List、Set 和 Map 接口，其中 List 和 Map 是最常用的接口。本文将深入探讨 List 和 Map 接口下的集合类及其常用方法，包括实际应用示例和代码片段。
1. List 接口及其常用方法
List 接口是一个有序集合，它允许重复的元素。List 接口的实现类包括 ArrayList、LinkedList 和 Vector 等。下面是 List 接口的主要实现类及其常用方法。
1.1 ArrayList
ArrayList 是一个动态数组实现的 List，提供了快速的随机访问性能。其主要方法包括：
-
add(E e)
向列表中添加一个元素。java
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ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); list.add("Hello"); list.add("World"); -
add(int index, E element)
在指定位置插入元素。java
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list.add(1, "Java"); -
remove(Object o)
删除首次出现的指定元素。java
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list.remove("Hello"); -
remove(int index)
删除指定位置的元素。java
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list.remove(0); -
get(int index)
获取指定位置的元素。java
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String item = list.get(0); -
set(int index, E element)
替换指定位置的元素。java
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list.set(1, "Programming"); -
size()
返回列表中的元素数量。java
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int size = list.size(); -
contains(Object o)
检查列表是否包含指定元素。java
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boolean hasJava = list.contains("Java"); -
clear()
清空列表中的所有元素。java
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list.clear(); -
isEmpty()
检查列表是否为空。java
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boolean empty = list.isEmpty(); -
indexOf(Object o)
返回指定元素的第一次出现位置。java
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int index = list.indexOf("Programming"); -
toArray()
将列表转换为数组。java
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String[] array = list.toArray(new String[0]);
1.2 LinkedList
LinkedList 是一个双向链表实现的 List，适用于频繁插入和删除操作。其方法包括：
-
addFirst(E e)
在链表的开头添加元素。java
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LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>(); linkedList.addFirst("Start"); -
addLast(E e)
在链表的末尾添加元素。java
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linkedList.addLast("End"); -
removeFirst()
移除链表的第一个元素。java
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linkedList.removeFirst(); -
removeLast()
移除链表的最后一个元素。java
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linkedList.removeLast(); -
getFirst()
获取链表的第一个元素。java
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String first = linkedList.getFirst(); -
getLast()
获取链表的最后一个元素。java
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String last = linkedList.getLast(); -
listIterator()
获取链表的 ListIterator。java
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ListIterator<String> iterator = linkedList.listIterator();
1.3 Vector
Vector 是一个线程安全的 List 实现，它的主要方法与 ArrayList 类似，不过通常不推荐使用，因为其线程安全特性在现代应用中不如 CopyOnWriteArrayList 实用。
2. Map 接口及其常用方法
Map 接口是一种映射关系的集合，它将键映射到值。Map 接口的实现类包括 HashMap、TreeMap 和 LinkedHashMap 等。下面是 Map 接口的主要实现类及其常用方法。
2.1 HashMap
HashMap 是基于哈希表的 Map 实现，不保证顺序。其主要方法包括：
-
put(K key, V value)
将指定的值与指定的键相关联。java
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HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>(); map.put("One", 1); map.put("Two", 2); -
get(Object key)
获取指定键所映射的值。java
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Integer value = map.get("One"); -
remove(Object key)
移除指定键的映射。java
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map.remove("Two"); -
containsKey(Object key)
检查是否包含指定键。java
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boolean hasKey = map.containsKey("One"); -
containsValue(Object value)
检查是否包含指定值。java
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boolean hasValue = map.containsValue(1); -
size()
返回映射中的键值对数量。java
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int size = map.size(); -
clear()
清空映射中的所有键值对。java
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map.clear(); -
keySet()
返回映射中所有键的 Set 视图。java
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Set<String> keys = map.keySet(); -
values()
返回映射中所有值的 Collection 视图。java
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Collection<Integer> values = map.values(); -
entrySet()
返回映射中所有键值对的 Set 视图。java
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Set<Map.Entry<String, Integer>> entries = map.entrySet();
2.2 TreeMap
TreeMap 是一个基于红黑树的 Map 实现，能够保持键的自然顺序或按指定的比较器排序。其主要方法包括：
-
firstKey()
获取映射中的最小键。java
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String firstKey = treeMap.firstKey(); -
lastKey()
获取映射中的最大键。java
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String lastKey = treeMap.lastKey(); -
ceilingKey(K key)
获取大于等于指定键的最小键。java
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String ceilingKey = treeMap.ceilingKey("SomeKey"); -
floorKey(K key)
获取小于等于指定键的最大键。java
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String floorKey = treeMap.floorKey("SomeKey");
2.3 LinkedHashMap
LinkedHashMap 是一个保留插入顺序的 Map 实现。它的主要方法与 HashMap 相似，但在遍历时会按插入顺序进行。
总结
本文详细介绍了 Java 集合框架中 List 和 Map 接口的常用方法及其实现类。List 接口主要关注有序和重复元素的存储，而 Map 接口则用于键值对的映射。理解和掌握这些集合方法可以帮助你在 Java 编程中更高效地操作数据结构，提高代码的性能和可维护性。希望通过本文的讲解，你能够更好地运用这些集合类的方法，解决实际开发中的问题。