java常见的数据结构api

在 Java 中，常见的数据结构主要由 Java Collections Framework（JCF） 提供，它是 Java 标准库的一部分，位于 java.util 包中。以下是常见的几种数据结构及其对应的 API，以及它们的主要特点和使用场景：

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1. List（列表）

• 特点：有序、可重复的元素集合，支持按索引访问。
• 常用实现类：
  • 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。
• 常用方法：
  • add(E e)：添加元素到列表末尾。
  • add(int index, E element)：在指定位置添加元素。
  • get(int index)：获取指定位置的元素。
  • remove(int index)：删除指定位置的元素。
  • size()：返回列表大小。
  • contains(Object o)：判断是否包含某元素。
• 示例：

  List<String> list = new ArrayList<>();
  list.add("Apple");
  list.add("Banana");
  System.out.println(list.get(0)); // 输出: Apple
  

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2. Set（集合）

• 特点：无序、不允许重复的元素集合。
• 常用实现类：
  • HashSet：基于哈希表，性能高，无序。
  • TreeSet：基于红黑树，有序（自然顺序或自定义顺序）。
  • LinkedHashSet：基于哈希表和链表，保持插入顺序。
• 常用方法：
  • add(E e)：添加元素（重复元素会被忽略）。
  • remove(Object o)：删除指定元素。
  • contains(Object o)：检查是否包含某元素。
  • size()：返回集合大小。
• 示例：

  Set<String> set = new HashSet<>();
  set.add("Apple");
  set.add("Apple"); // 重复添加无效
  System.out.println(set.size()); // 输出: 1
  

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3. Map（映射）

• 特点：键值对集合，键唯一，值可重复。
• 常用实现类：
  • HashMap：基于哈希表，键值无序，允许 null。
  • TreeMap：基于红黑树，按键排序。
  • LinkedHashMap：基于哈希表和链表，保持插入顺序。
• 常用方法：
  • put(K key, V value)：添加键值对。
  • get(Object key)：根据键获取值。
  • remove(Object key)：删除指定键的键值对。
  • containsKey(Object key)：检查是否包含某键。
  • keySet()：返回所有键的集合。
  • values()：返回所有值的集合。
• 示例：

  Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
  map.put("Apple", 1);
  map.put("Banana", 2);
  System.out.println(map.get("Apple")); // 输出: 1
  

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4. Queue（队列）

• 特点：先进先出（FIFO）的数据结构。
• 常用实现类：
  • LinkedList：既是 List，也是 Queue。
  • PriorityQueue：优先级队列，基于堆，按优先级排序。
• 常用方法：
  • add(E e)：添加元素到队列尾部。
  • offer(E e)：添加元素（更安全，不会抛异常）。
  • poll()：移除并返回队列头部元素。
  • peek()：查看队列头部元素但不移除。
• 示例：

  Queue<String> queue = new LinkedList<>();
  queue.offer("Apple");
  queue.offer("Banana");
  System.out.println(queue.poll()); // 输出: Apple
  

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5. Deque（双端队列）

• 特点：可以在两端插入和删除元素。
• 常用实现类：
  • ArrayDeque：基于数组的高效双端队列。
  • LinkedList：也实现了 Deque 接口。
• 常用方法：
  • addFirst(E e)：在头部添加元素。
  • addLast(E e)：在尾部添加元素。
  • pollFirst()：移除并返回头部元素。
  • pollLast()：移除并返回尾部元素。
• 示例：

  Deque<String> deque = new ArrayDeque<>();
  deque.addFirst("Apple");
  deque.addLast("Banana");
  System.out.println(deque.pollFirst()); // 输出: Apple
  

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6. Stack（栈）

• 特点：后进先出（LIFO）的数据结构。
• 实现类：Stack（旧类，继承自 Vector），推荐使用 Deque 的实现（如 ArrayDeque）。
• 常用方法：
  • push(E e)：压入元素到栈顶。
  • pop()：弹出栈顶元素。
  • peek()：查看栈顶元素但不移除。
• 示例：

  Deque<String> stack = new ArrayDeque<>();
  stack.push("Apple");
  stack.push("Banana");
  System.out.println(stack.pop()); // 输出: Banana
  

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7. 其他工具类

• Collections：提供对集合操作的静态方法。
  • Collections.sort(List<T> list)：对列表排序。
  • Collections.reverse(List<?> list)：反转列表。
  • Collections.shuffle(List<?> list)：随机打乱列表。
• 示例：

  List<Integer> numbers = new ArrayList<>(Arrays.asList(3, 1, 2));
  Collections.sort(numbers);
  System.out.println(numbers); // 输出: [1, 2, 3]
  

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总结

数据结构	接口/类	特点	使用场景
List	ArrayList, LinkedList	有序、可重复	顺序访问、动态数组或链表
Set	HashSet, TreeSet	无序、不重复	去重、有序集合
Map	HashMap, TreeMap	键值对、键唯一	键值映射、查找
Queue	LinkedList, PriorityQueue	FIFO	任务调度、优先级处理
Deque	ArrayDeque	双端操作	双端队列、栈
Stack	ArrayDeque	LIFO	递归、表达式求值