java基础集合类



        Java中的集合框架提供了多种集合类和接口，其中包括Collection接口、List接口以及ArrayList和LinkedList这两个具体的实现类。让我们逐步介绍它们的遍历和常用方法，并探讨它们的底层原理和应用场景。

        首先，我们需要了解它们之间的关系，具体如下图。

java基础集合类

        其次，我们来详细讲解每一个接口和实现类的用法。

        List是一个接口，它定义了一组有序集合（也称为序列）的行为。List接口的主要实现类包括ArrayList和LinkedList。

1. List (接口):

        定义了操作有序集合（列表）的常用方法，如add(), remove(), get(), size()等。

是Java Collections Framework的一部分。

1. ArrayList (类):

• 是List接口的一个具体实现。
• 基于数组结构，因此具有快速的随机访问性能（get(int index)）。
• 当添加或删除元素时，可能需要重新分配数组的大小，这通常是一个相对昂贵的操作。
• 不是线程安全的。

1. LinkedList (类):

• 也是List接口的一个具体实现。
• 基于双向链表结构，因此具有快速的插入和删除操作性能，尤其是在列表的开头和结尾。
• 随机访问性能较差（get(int index)），因为需要遍历链表来找到指定位置的元素。
• 不是线程安全的。

Collection接口和List接口

        Collection接口是Java集合框架中最基本的接口，定义了一些通用的方法，如添加、删除、遍历等。List接口则是Collection接口的子接口，它表示一个有序的集合，允许重复元素。

下面是Collection接口和List接口中一些常用的方法：

ArrayList和LinkedList

        ArrayList和LinkedList都实现了List接口，但它们在底层的实现和应用场景上有所区别。

ArrayList

        ArrayList基于动态数组实现，它使用数组来存储元素。以下是ArrayList的一些特点：

• 内部使用数组实现，可以根据需要自动扩容。
• 支持快速随机访问，通过索引可以直接访问元素。
• 插入和删除元素的效率较低，涉及到元素的移动和数组的调整。

        由于ArrayList支持快速随机访问，适合于需要经常访问元素的场景，但对于频繁的插入和删除操作，性能较差。

LinkedList

        LinkedList基于双向链表实现，它使用节点(Node)来存储元素。以下是LinkedList的一些特点：

• 内部使用双向链表实现，每个节点都包含前一个节点和后一个节点的引用。
• 插入和删除元素的效率较高，仅涉及节点的调整，不需要移动元素。
• 不支持快速随机访问，需要从头或尾开始遍历链表。

        由于LinkedList的插入和删除操作效率较高，适合于频繁的插入和删除操作的场景，但对于需要快速随机访问元素的场景，性能较差。

遍历集合

        无论是ArrayList还是LinkedList，我们都可以使用迭代器或循环来遍历集合中的元素。

使用迭代器遍历集合的示例代码如下：

应用场景

• ArrayList适用于需要频繁访问元素、根据索引进行快速查找的场景。例如，需要对数据进行随机访问、排序或二分查找等操作时，ArrayList是一个不错的选择。
• LinkedList适用于需要频繁插入、删除元素的场景。例如，需要实现一个队列或栈数据结构时，LinkedList能够提供高效的插入和删除操作。
• 在某些情况下，如果需要使用List接口的功能，并且对性能要求不是特别高，可以根据具体场景选择使用ArrayList或LinkedList。

        需要注意的是，以上是一些典型的应用场景，实际应用中需要根据具体需求和性能要求来选择合适的集合类。

总结：

• Collection接口和List接口提供了集合操作的常用方法。
• ArrayList适用于频繁访问元素的场景，而LinkedList适用于频繁插入和删除元素的场景。
• 在选择集合类时，需要根据具体的需求和性能要求进行权衡。

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