Java常用的集合有哪些

Java SE 的集合框架（Java Collections Framework, JCF）位于 java.util 包，提供了一组接口和类，用于存储和操作一组对象。主要包括 List（有序、可重复）、Set（无序、不可重复）、Map（键值对）和 Queue（队列），底层实现基于数组、链表、哈希表或树等数据结构。

1. 核心接口：
   • Collection：单列集合的根接口。
     • List：有序、可重复。
     • Set：无序、不可重复。
     • Queue：队列/双端队列。
   • Map：键值对集合。
2. 常用实现类：
   • List：ArrayList、LinkedList。
   • Set：HashSet、TreeSet。
   • Map：HashMap、TreeMap。
   • Queue：PriorityQueue、LinkedList（实现 Deque）。
3. 特点：
   • 动态大小（对比数组）。
   • 泛型支持（JDK 5+）。
   • 线程安全需额外处理（如 Collections.synchronizedList）。

核心接口与实现详解

1. List（列表）

• 特点：有序（按插入顺序），允许重复元素。
• 实现：
  • ArrayList：
    • 底层：动态数组。
    • 查询快 O(1)，增删慢 O(n)。
  • LinkedList：
    • 底层：双向链表。
    • 增删快 O(1)，查询慢 O(n)。

2. Set（集合）

• 特点：无序（或特定顺序），元素唯一。
• 实现：
  • HashSet：
    • 底层：哈希表（HashMap）。
    • 增删查 O(1)，无序。
  • TreeSet：
    • 底层：红黑树。
    • 增删查 O(log n)，有序。

3. Map（映射）

• 特点：键值对，键唯一。
• 实现：
  • HashMap：
    • 底层：哈希表（数组 + 链表/红黑树，JDK 8+）。
    • 增删查 O(1)，无序。
  • TreeMap：
    • 底层：红黑树。
    • 增删查 O(log n)，键有序。

4. Queue（队列）

• 特点：先进先出（FIFO）或优先级排序。
• 实现：
  • PriorityQueue：
    • 底层：堆（二叉堆）。
    • 出队按优先级 O(log n)。
  • LinkedList（实现 Deque）：
    • 支持双端队列，增删 O(1)。

数据结构与性能

集合类型	实现类	底层结构	增删复杂度	查询复杂度	特点
List	ArrayList	动态数组	O(n)	O(1)	查询快
	LinkedList	双向链表	O(1)	O(n)	增删快
Set	HashSet	哈希表	O(1)	O(1)	无序唯一
	TreeSet	红黑树	O(log n)	O(log n)	有序唯一
Map	HashMap	哈希表	O(1)	O(1)	无序键值
	TreeMap	红黑树	O(log n)	O(log n)	有序键值
Queue	PriorityQueue	堆	O(log n)	O(1)	优先级出队

延伸与面试角度

• 线程安全：
  • 默认非线程安全。
  • 解决：Collections.synchronizedList 或 ConcurrentHashMap。
• JDK 8+ 改进：
  • HashMap：链表过长转红黑树（桶内 > 8）。
  • Stream API：集合操作更简洁。
• 实际应用：
  • ArrayList：频繁查询。
  • HashMap：键值存储。
  • PriorityQueue：任务调度。
• 面试点：
  • 问“选择依据”时，提复杂度与场景。
  • 问“线程安全”时，提并发集合。

总结

Java SE 集合框架包括 List（ArrayList、LinkedList）、Set（HashSet、TreeSet）、Map（HashMap、TreeMap）和 Queue（PriorityQueue），基于数组、链表、哈希表、红黑树实现，满足不同需求。面试时，可结合代码示例或复杂度分析，展示掌握程度。