集合框架及背後的資料結構

2023-03-23 22:03:44

1. 介紹

Java 集合框架 Java Collection Framework ，又被稱為容器 container ，是定義在 java.util 包下的一組介面 interfaces 和其實現類 classes 。

其主要表現為將多個元素 element 置於一個單元中，用於對這些元素進行快速、便捷的儲存 store 、檢索retrieve 、管理 manipulate ，即平時我們俗稱的增刪查改 CRUD 。

例如，一副撲克牌(一組牌的集合)、一個郵箱(一組郵件的集合)、一個通訊錄(一組姓名和電話的對映關係)等等。

類和介面總覽

下面我們為大家初步指定三個小問題，希望大家在看完本文章後能對這三個問題有一個清晰的認識。

1、瞭解清楚，介面和介面之間的關係。

2、瞭解清楚，介面和類之間的關係。

3、瞭解清楚，每個類背後的資料結構大概是個啥？

2. 學習的意義

2.1 Java 集合框架的優點及作用

使用成熟的集合框架，有助於我們便捷、快速的寫出高效、穩定的程式碼
學習背後的資料結構知識，有助於我們理解各個集合的優缺點及使用場景

2.2 筆試及面試題

騰訊-Java後臺開發面經

HashMap 瞭解不，介紹一下，如果一個物件為 key 時，hashCode 和 equals 方法的用法要注意什麼？
HashSet 和 HashMap 的區別是什麼？
HashMap 是執行緒安全的麼？那需要執行緒安全需要用到什麼？

阿里巴巴-Java後臺開發面經

ArrayList 和 LinkedList 的區別是什麼？
有了解過 HashMap 的具體實現麼？
HashMap 和 ConcurrentHashMap 哪個效率更高？

今日頭條-Java後臺開發面經

程式設計題：判斷一個連結串列是否是一個迴文連結串列。
Redis 的 zset 型別對應到 java 語言中大致是什麼型別？
hashCode 主要是用來做什麼用的？

3. 介面 interfaces

3.1 基本關係說明

1.1. Collection ：用來儲存管理一組物件 objects ，這些物件一般被成為元素 elements
2.1.1. Set : 元素不能重複，背後隱含著查詢/搜尋的語意
2.1.1. SortedSet : 一組有序的不能重複的元素
3.2. List : 線性結構
4.3. Queue : 佇列
5.4. Deque : 雙端佇列
3.2. Map : 鍵值對 Key-Value-Pair ，背後隱含著查詢/搜尋的語意
4.1.1. SortedMap : 一組有序的鍵值對

3.2 Collection 介面說明

Collection 官方檔案

3.3 Collection 常用方法說明

add方法演示：

Collection<String> collection = new ArrayList<>();
collection.add("xxh");

在沒規定前，collection的add方法中什麼都可以新增。

而在規定了後，collection的add方法就只能新增字串了。

clear方法演示：

Collection<String> collection = new ArrayList<>();
collection.add("xxh");
collection.add("ljq");
System.out.println(collection);
collection.clear();
System.out.println("==============");
System.out.println(collection);

這裡不難看出在使用clear方法清除後，我們的元素就全部清空了

Object[] toArray()方法演示：

Collection<String> collection = new ArrayList<>();
collection.add("xxh");
collection.add("ljq");
//System.out.println(collection);
Object[] objects = collection.toArray();
System.out.println(Arrays.toString(ob

3.4 Collection 範例

import java.util.Collection;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> list = new ArrayList<>();
        System.out.println(list.size());
        System.out.println(list.isEmpty());
        list.add("我");
        list.add("愛");
        list.add("Java");
        System.out.println(list.size());
        System.out.println(list.isEmpty());
        Object[] array = list.toArray();
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        for (String s : list) {
            System.out.println(s);
        }
        list.remove("愛");
        for (String s : list) {
            System.out.println(s);
        }
        list.clear();
        System.out.println(list.size());
        System.out.println(list.isEmpty());

    }
}

3.5 Map 介面說明Map

官方檔案

3.6 Map 常用方法說明

3.7 Map 範例

import java.util.Map;
import java.util.HashMap;
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        System.out.println(map.size());
        System.out.println(map.isEmpty());
        System.out.println(map.get("作者"));
        System.out.println(map.getOrDefault("作者", "佚名"));
        System.out.println(map.containsKey("作者"));
        System.out.println(map.containsValue("佚名"));
        map.put("作者", "魯迅");
        map.put("標題", "狂人日記");
        map.put("發表時間", "1918年");
        System.out.println(map.size());
        System.out.println(map.isEmpty());
        System.out.println(map.get("作者"));
        System.out.println(map.getOrDefault("作者", "佚名"));
        System.out.println(map.containsKey("作者"));
        System.out.println(map.containsValue("佚名"));
        for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey());
            System.out.println(entry.getValue());
        }
    }
}