Java 集合框架详解：核心接口与常用实现类

Iterator 提供了统一的遍历方式，隐藏了底层实现的细节。JDK 5 之后，foreach 循环语法糖进一步简化了代码。

迭代器遍历

import java.util.*;

public class IteratorExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));

        Iterator<String> iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            String element = iterator.next();
            System.out.println("元素：" + element);
        }
    }
}

foreach 遍历

更简洁的写法如下：

for (String element : list) {
    System.out.println("元素：" + element);
}

Set 接口

Set 保证元素不重复，常用于去重场景。

HashSet

基于哈希表实现，性能较高。

• 无序：不保证元素的排列顺序。
• 唯一性：依赖 equals() 和 hashCode() 方法判断重复。
• 非线程安全：多线程环境下需额外同步。

import java.util.*;

public class HashSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> set = new HashSet<>();
        set.add("A");
        set.add("B");
        set.add("C");
        set.add("A"); // 重复元素，不会添加

        System.out.println("集合内容：" + set);
    }
}

TreeSet

基于红黑树实现，支持排序功能。

• 自然排序：默认按元素自然顺序排列。
• 定制排序：可通过 Comparator 传入比较器。

import java.util.*;

public class TreeSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Integer> treeSet = new TreeSet<>();
        treeSet.add(3);
        treeSet.add(1);
        treeSet.add(2);

        System.out.println("自然排序：" + treeSet);

        // 降序排序
        TreeSet<Integer> customSet = new TreeSet<>(Comparator.reverseOrder());
        customSet.addAll(treeSet);

        System.out.println("降序排序：" + customSet);
    }
}

List 接口

List 允许重复元素，且通过索引定位，适合需要顺序的场景。

ArrayList

基于动态数组实现，查询快，增删慢（涉及数组复制）。

import java.util.*;

public class ArrayListExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("A");
        list.add("B");
        list.add("C");
        list.add("B"); // 允许重复

        System.out.println("集合内容：" + list);
        System.out.println("第一个元素：" + list.get(0));
    }
}

Vector

线程安全的动态数组，但性能较差，现代开发中较少使用，建议用 CopyOnWriteArrayList 或 Collections.synchronizedList 替代。

import java.util.*;

public class VectorExample {
    public static void main(String[] args) {
        Vector<String> vector = new Vector<>();
        vector.add("A");
        vector.add("B");
        vector.add("C");

        System.out.println("Vector 内容：" + vector);
    }
}

Map 接口

Map 以键值对形式存储数据，Key 必须唯一。

HashMap

最常用的 Map 实现，基于哈希表。

import java.util.*;

public class HashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("A", "Apple");
        map.put("B", "Banana");
        map.put("C", "Cherry");

        System.out.println("Map 内容：" + map);
    }
}

TreeMap

按键排序，适用于需要有序 Key 的场景。

import java.util.*;

public class TreeMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        TreeMap<String, String> treeMap = new TreeMap<>();
        treeMap.put("B", "Banana");
        treeMap.put("A", "Apple");
        treeMap.put("C", "Cherry");

        System.out.println("排序后的 TreeMap：" + treeMap);
    }
}

Collections 工具类

Collections 提供了大量静态方法，用于操作集合对象，如排序、查找、打乱等。

import java.util.*;

public class CollectionsExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(3, 1, 2));

        // 排序
        Collections.sort(list);
        System.out.println("排序后：" + list);

        // 打乱顺序
        Collections.shuffle(list);
        System.out.println("打乱后：" + list);
    }
}

总结

Java 集合框架涵盖了绝大多数数据存储需求。在实际开发中，根据是否需要排序、是否允许重复、是否并发安全来选择具体的实现类，能显著提升代码效率。掌握这些组件的特性与用法，是编写高质量 Java 代码的基础。