Java容器
Java容器框架概述
Java容器框架是Java语言中用于存储和操作数据的核心工具，提供多种数据结构和算法以高效管理数据。主要分为Collection和Map两大接口，分别用于存储独立元素和键值对。
Collection接口
Collection是容器框架的核心接口，包含三个主要子接口：List、Set和Queue。
List
用于存储有序且允许重复的元素。
ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>(); LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();- ArrayList：基于动态数组，随机访问高效，但插入/删除性能较差。
- LinkedList：基于双向链表，适合频繁插入/删除操作。
- Vector：线程安全的动态数组，性能较低。
Set
用于存储唯一元素，不允许重复。
HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<>(); TreeSet<Integer> treeSet = new TreeSet<>();- HashSet：基于哈希表，无序存储。
- LinkedHashSet：维护插入顺序。
- TreeSet：基于红黑树，支持自然排序或自定义排序。
Queue
实现队列结构，支持FIFO或优先级规则。
PriorityQueue<Integer> priorityQueue = new PriorityQueue<>(); ArrayDeque<Integer> arrayDeque = new ArrayDeque<>();- PriorityQueue：基于堆结构，支持优先级排序。
- ArrayDeque：高效双端队列实现。
Map接口
存储键值对，键必须唯一。
HashMap<Integer, String> hashMap = new HashMap<>(); TreeMap<Integer, String> treeMap = new TreeMap<>();- HashMap：基于哈希表，允许
null键/值，查找高效。 - LinkedHashMap：继承
HashMap，维护插入顺序。 - TreeMap：基于红黑树，键按自然或自定义顺序排序。
- ConcurrentHashMap：线程安全的高性能实现。
核心机制
泛型
确保类型安全，避免运行时类型错误。
List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("Hello"); // list.add(123); // 编译错误迭代器
通过Iterator遍历容器，支持安全删除操作。
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3); Iterator<Integer> iterator = list.iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println(iterator.next()); }Fail-Fast机制
迭代过程中检测并发修改，抛出ConcurrentModificationException。解决方案：
- 使用线程安全容器如
CopyOnWriteArrayList。 - 通过迭代器的
remove()方法修改数据。
应用场景
- ArrayList：频繁随机访问，数据量稳定。
- LinkedList：频繁插入/删除，需实现栈或队列。
- HashSet：快速去重，不关心顺序。
- TreeMap：需按键排序的键值对存储。
通过合理选择容器类型和实现，可显著提升代码性能和可维护性。