Java 核心类库 (Standard Edition API)

L18633789665

911人浏览 · 2026-01-09 10:01:57

L18633789665 · 2026-01-09 10:01:57 发布

5. 核心工具类：Collections & Arrays

6. 进阶：如何选择合适的集合？

代码：利用集合处理复杂业务

总结

集合框架是 Java 提供的一套用于存储和操作对象组的统一接口和类。相比于传统的数组，集合的长度是可变的，且提供了丰富的数据结构实现。

1. 集合体系全景图

Java 集合主要分为两大派系：

Collection 接口：存储一组单值对象。
Map 接口：存储键值对（Key-Value）。

2. List 接口：有序、可重复

List 是最常用的集合类型，它保证了元素的插入顺序。

ArrayList (最常用)：
- 底层：动态数组。
- 特点：查询极快（通过索引），但中间插入和删除较慢（需要移动元素）。
- 扩容机制：默认初始容量为 10，当空间不足时，会创建一个约为原容量 1.5 倍的新数组并进行拷贝。
LinkedList：
- 底层：双向链表。
- 特点：增删快，查询慢。此外，它还实现了 Deque 接口，可以作为栈或队列使用。

3. Set 接口：唯一、无序

Set 用于保证元素的唯一性，它不接受重复元素。

HashSet：
- 底层：基于 HashMap 实现。
- 原理：存入元素时，先计算 hashCode() 确定桶位，再通过 equals() 判断内容是否相同。
TreeSet：
- 特点：元素有序（自然排序或指定比较器）。底层使用红黑树，适合需要频繁排序的场景。

4. Map 接口：映射关系

Map 不继承自 Collection，它存储的是一种映射。

HashMap (面试重灾区)：
- 底层结构：数组 + 链表 + 红黑树（Java 8+）。
- 机制：当链表长度超过 8 且数组长度达到 64 时，链表会转为红黑树以提高查询效率。
ConcurrentHashMap：
- 特点：线程安全的 HashMap。它不使用全局锁，而是采用分段锁（Java 7）或 CAS + synchronized（Java 8+），性能远超 Hashtable。

5. 核心工具类：Collections & Arrays

Java 提供了两个非常好用的静态工具类：

java.util.Collections：提供排序 (sort)、查找 (binarySearch)、洗牌 (shuffle) 和将集合转为不可变/线程安全版本的方法。
java.util.Arrays：用于操作数组，如 Arrays.asList() (将数组转为集合) 或 Arrays.sort()。

6. 进阶：如何选择合适的集合？

在开发中，你可以参考以下逻辑：

是否需要存储键值对？
- 是：用 Map (首选 HashMap)。
是否允许重复？
- 是：用 List。
  - 查询多：用 ArrayList。
  - 增删多：用 LinkedList。
- 否：用 Set。
  - 没排序要求：用 HashSet。
  - 需要排序：用 TreeSet。

代码：利用集合处理复杂业务

假设我们要统计一段文本中每个单词出现的次数，并按顺序输出：

import java.util.*;

public class WordCounter {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "java python java c++ java python go";
        String[] words = text.split(" ");

        // 1. 使用 HashMap 统计词频
        Map<String, Integer> countMap = new HashMap<>();
        for (String word : words) {
            countMap.put(word, countMap.getOrDefault(word, 0) + 1);
        }

        // 2. 将结果存入 TreeMap 自动按字母排序
        TreeMap<String, Integer> sortedMap = new TreeMap<>(countMap);

        // 3. 遍历输出
        System.out.println("单词统计结果：");
        sortedMap.forEach((k, v) -> System.out.println(k + ": " + v));
    }
}