3.4. Java集合框架（List、Set、Map等）

Java集合框架是Java提供的一套用于存储和操作数据的接口和类。它包括以下几个主要部分：

1. 接口：集合框架定义了一系列接口，如Collection、List、Set、Map等。
2. 实现类：集合框架提供了一些实现这些接口的类，如ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap等。
3. 算法：集合框架提供了一些用于操作集合的算法，如排序、搜索等。

我们将分别介绍这些接口和实现类，并给出相应的示例。

1. Collection接口

Collection接口是Java集合框架的根接口，它定义了一些用于操作集合的通用方法。Collection接口有两个主要的子接口：List和Set。

以下是Collection接口的一些常用方法：

• add(E e)：添加一个元素。
• addAll(Collection<? extends E> c)：添加一个集合的所有元素。
• remove(Object o)：删除一个元素。
• removeAll(Collection<?> c)：删除一个集合的所有元素。
• contains(Object o)：判断是否包含一个元素。
• containsAll(Collection<?> c)：判断是否包含一个集合的所有元素。
• size()：返回集合的元素个数。
• isEmpty()：判断集合是否为空。
• clear()：清空集合。

2. List接口

List接口是一个有序的、可重复的集合。List接口的主要实现类有ArrayList和LinkedList。

以下是List接口的一些常用方法：

• get(int index)：获取指定位置的元素。
• set(int index, E element)：设置指定位置的元素。
• add(int index, E element)：在指定位置添加一个元素。
• remove(int index)：删除指定位置的元素。
• indexOf(Object o)：返回一个元素的第一个匹配位置。
• lastIndexOf(Object o)：返回一个元素的最后一个匹配位置。

3. Set接口

Set接口是一个无序的、不可重复的集合。Set接口的主要实现类有HashSet和LinkedHashSet。

以下是Set接口的一些常用方法（实际上与Collection接口的方法相同，因为Set接口没有添加新的方法）：

• add(E e)：添加一个元素。
• remove(Object o)：删除一个元素。
• contains(Object o)：判断是否包含一个元素。
• size()：返回集合的元素个数。
• isEmpty()：判断集合是否为空。
• clear()：清空集合。

4. Map接口

Map接口是一个存储键值对的集合。Map接口的主要实现类有HashMap和LinkedHashMap。

以下是Map接口的一些常用方法：

• put(K key, V value)：添加一个键值对。
• get(Object key)：根据键获取值。
• remove(Object key)：根据键删除一个键值对。
• containsKey(Object key)：判断是否包含一个键。
• containsValue(Object value)：判断是否包含一个值。
• size()：返回集合的键值对个数。
• isEmpty()：判断集合是否为空。
• clear()：清空集合。

5. 示例

下面是一个使用Java集合框架的示例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.List;
import java.util.Set;
import java.util.Map;

public class CollectionExample {
    public static void main(String[] args) {
        // List 示例
        List<String> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add("Apple");
        arrayList.add("Banana");
        arrayList.add("Cherry");
        arrayList.add("Banana");
        System.out.println("ArrayList: " + arrayList);

        List<String> linkedList = new LinkedList<>();
        linkedList.add("Apple");
        linkedList.add("Banana");
        linkedList.add("Cherry");
        linkedList.add("Banana");
        System.out.println("LinkedList: " + linkedList);

        // Set 示例
        Set<String> hashSet = new HashSet<>();
        hashSet.add("Apple");
        hashSet.add("Banana");
        hashSet.add("Cherry");
        hashSet.add("Banana");
        System.out.println("HashSet: " + hashSet);

        Set<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>();
        linkedHashSet.add("Apple");
        linkedHashSet.add("Banana");
        linkedHashSet.add("Cherry");
        linkedHashSet.add("Banana");
        System.out.println("LinkedHashSet: " + linkedHashSet);

        // Map 示例
        Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put("Apple", 1);
        hashMap.put("Banana", 2);
        hashMap.put("Cherry", 3);
        hashMap.put("Banana", 4);
        System.out.println("HashMap: " + hashMap);

        Map<String, Integer> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
        linkedHashMap.put("Apple", 1);
        linkedHashMap.put("Banana", 2);
        linkedHashMap.put("Cherry", 3);
        linkedHashMap.put("Banana", 4);
        System.out.println("LinkedHashMap: " + linkedHashMap);
    }
}

输出结果：

ArrayList: [Apple, Banana, Cherry, Banana]
LinkedList: [Apple, Banana, Cherry, Banana]
HashSet: [Apple, Banana, Cherry]
LinkedHashSet: [Apple, Banana, Cherry]
HashMap: {Apple=1, Banana=4, Cherry=3}
LinkedHashMap: {Apple=1, Banana=4, Cherry=3}

这个示例演示了如何使用ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap和LinkedHashMap类。你可以看到，List接口允许添加重复元素，而Set接口不允许。此外，HashMap和HashSet是无序的，而LinkedHashMap和LinkedHashSet是有序的。

希望这个示例和解释能帮你更好地理解Java集合框架。如果你有任何疑问，请随时向我提问。