Java集合框架以Collection和Map为核心,Collection下分List(有序可重复)、Set(无序不重复)、Queue(队列操作);Map实现键值映射,含HashMap、LinkedHashMap、TreeMap等;辅以Collections和Arrays工具类,统一支持Iterator遍历。

Java集合框架以Collection和Map两大顶层接口为核心,形成分层清晰、职责分明的体系结构。其中Collection代表单列集合(元素独立存在),Map代表双列集合(键值对映射),二者互不继承,各自演化出丰富的实现类与子接口。
Collection体系:三大子接口分工明确
Collection是单列集合的根接口,不直接实现,而是通过三个核心子接口组织具体行为:
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List:有序、可重复、支持索引访问。典型实现有
ArrayList(基于动态数组,查询快、增删慢)、LinkedList(基于双向链表,增删快、查询慢)、Vector(线程安全但已基本被CopyOnWriteArrayList替代)。 -
Set:无序(实际指不保证插入顺序)、不可重复。底层依赖
equals()和hashCode()判重。HashSet基于哈希表(无序),LinkedHashSet维护插入顺序,TreeSet基于红黑树,可排序(需元素实现Comparable或传入Comparator)。 -
Queue:专用于队列操作(FIFO为主,也支持优先级等变体)。
LinkedList可作普通队列,PriorityQueue按优先级出队,ArrayDeque是高效双向队列(推荐替代Stack)。
Map体系:键值映射,不继承Collection
Map是独立顶层接口,与Collection无继承关系,强调“键唯一、值可重复”的映射关系:
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HashMap:最常用,基于哈希表+红黑树(JDK 8起链表长度≥8且桶数≥64时转树),非线程安全,允许
null键和null值。 -
LinkedHashMap:继承
HashMap,额外维护双向链表,可按插入顺序或访问顺序迭代(启用accessOrder=true可实现LRU缓存)。 -
TreeMap:基于红黑树,按键自然排序或自定义比较器排序,不允许
null键(值可为null)。 -
Hashtable:古老线程安全实现,方法全加
synchronized,性能差,已不推荐;ConcurrentHashMap是现代高性能替代方案(JDK 7分段锁,JDK 8改用CAS+synchronized)。
关键工具类与规范约定
集合框架还提供重要辅助工具:
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Collections:操作集合的静态工具类,含sort()、binarySearch()、unmodifiableXXX()、synchronizedXXX()等方法,注意返回的是包装视图,非新集合。 -
Arrays:主要操作数组,asList()可将数组转为固定大小的List(底层仍是原数组,不支持增删)。 - 所有集合均遵循统一迭代协议:
Iterator接口支持hasNext()/next(),增强for循环本质即调用它;Iterable是Collection的父接口,使任意类型可参与for-each。
选择依据:看场景,不盲目追新
实际开发中选型取决于数据特征与并发需求:
- 查多改少 →
ArrayList;频繁首尾增删 →LinkedList或ArrayDeque。 - 去重且无需顺序 →
HashSet;需有序 →LinkedHashSet;需排序 →TreeSet。 - 普通键值映射 →
HashMap;需遍历顺序 →LinkedHashMap;需排序 →TreeMap。 - 多线程写 → 必选
ConcurrentHashMap或CopyOnWriteArrayList;仅读多写少且需线程安全 → 可考虑Collections.synchronizedXXX()包装。
理解各接口契约与实现差异,比死记类名更重要。比如HashSet为什么不能保证顺序?因为哈希散列本身无序;TreeSet为什么要求Comparable?因为红黑树必须能比较大小来维持平衡。抓住底层原理,结构自然清晰。










