面试题:Java 中有哪些集合类?请简单介绍

Java 提供了丰富的集合框架(Collections Framework),它包括了一系列用于存储和操作对象组的接口和类。以下是 Java 集合框架中一些主要的集合类及其简单介绍:

1. List 接口实现类

  • ArrayList:基于动态数组的数据结构,支持快速随机访问元素,但插入和删除操作在列表中间或开头效率较低。
  • LinkedList:基于双向链表的数据结构,支持高效的插入和删除操作,特别是在列表的两端,但随机访问效率低于 ArrayList
  • Vector:类似于 ArrayList,但是它的所有方法都是同步的,因此它是线程安全的,不过也因此性能稍逊。

2. Set 接口实现类

  • HashSet:基于哈希表实现,不保证元素的顺序,并允许使用 null 元素。它是最快的集合类型之一,因为查找、添加和删除操作平均时间复杂度为 O(1)。
  • LinkedHashSet:继承自 HashSet,同时维护了一个双向链表来保持元素的插入顺序。
  • TreeSet:基于红黑树数据结构实现,元素按排序顺序排列。支持有序操作,如范围查询等。

3. Queue 接口实现类

  • PriorityQueue:一个优先级队列,根据提供的比较器或者元素自然顺序对元素进行排序,最低优先级的元素总是位于队首。
  • Deque 接口(双端队列)实现类
    • ArrayDeque:实现了双端队列,支持在两端高效地插入和删除操作。
    • LinkedList:除了作为 List 实现外,也实现了 Deque 接口,可以在两端执行栈和队列的操作。

4. Map 接口实现类

  • HashMap:基于哈希表实现,提供了常数时间复杂度的存取操作,键值对之间无序。
  • LinkedHashMap:继承自 HashMap,通过维护一个双向链表来记住元素的插入顺序或最近最少使用(LRU)顺序。
  • TreeMap:基于红黑树实现,按键的自然顺序或自定义比较器排序,适合需要按键排序的场景。
  • Hashtable:与 HashMap 类似,但所有的方法都是同步的,线程安全,且不允许存储 null 键和值。

5. 其他重要集合类型

  • Stack:虽然严格意义上不是集合框架的一部分,但它是一个继承自 Vector 的后进先出(LIFO)数据结构。
  • EnumSet 和 EnumMap:专门用于枚举类型的特殊集合,提供更高效的存储和操作。
  • WeakHashMap:一种特殊的 Map 实现,其键是弱引用的,当键不再被其他强引用时,会被垃圾回收器回收。
  • IdentityHashMap:使用引用相等性(==)而不是对象相等性(equals() 方法)来比较键。

这些集合类覆盖了从简单的列表到复杂的映射关系等多种数据结构需求,开发者可以根据具体的应用场景选择最合适的集合类型。每个集合都有其特点和适用场景,理解它们之间的差异有助于编写更加高效和正确的代码。

THE END
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