Java集合框架基础:List、Set、Map语法

Java中List、Set、Map均为接口,需用ArrayList、HashSet、HashMap等实现类实例化;add()、put()语义不同:List追加/插入、Set去重返回boolean、Map覆盖返回旧值;遍历时修改须用Iterator.remove();自定义Map key须重写hashCode()和equals()。

Java里List、Set、Map不是接口就是

抽象契约

它们本身不能直接 new,必须用实现类。比如写 new List() 会编译报错——因为 List 是接口;同理 SetMap 也是。常见写法是:

  • List → 实际用 ArrayList()LinkedList()
  • Set → 实际用 HashSet()(无序)、TreeSet()(有序)或 LinkedHashSet()(插入顺序)
  • Map → 实际用 HashMap()(最常用)、TreeMap()(按 key 排序)、LinkedHashMap()(保持插入/访问顺序)

别在声明时就写死实现类名(如 ArrayList list = new ArrayList()),这会削弱多态性和可替换性。

add()、put()、add():三个集合的“添加”行为完全不同

名字相似但语义差异大,容易混淆导致逻辑错误:

  • List.add() 总是追加到末尾(list.add("a")),也可指定索引插入(list.add(0, "x")
  • Set.add() 有去重逻辑:返回 booleantrue 表示新增成功,false 表示该元素已存在(不抛异常,也不覆盖)
  • Map.put() 是“键值对”操作:如果 key 已存在,会用新 value 覆盖旧 value,并返回旧 value;若 key 不存在,返回 null
Set set = new HashSet<>();
System.out.println(set.add("hello")); // true
System.out.println(set.add("hello")); // false

Map map = new HashMap<>();
System.out.println(map.put("count", 1)); // null
System.out.println(map.put("count", 2)); // 1(被覆盖的旧值)

遍历 List/Map 最安全的写法是增强 for + 迭代器

直接用普通 for 循环遍历 List 没问题,但修改集合内容(如 remove())时容易 ConcurrentModificationExceptionMapkeySet()entrySet() 遍历时也一样。

  • 想边遍历边删元素?必须用 Iterator.remove()
  • 遍历 Map 优先用 entrySet(),比 keySet() + get() 少一次哈希查找
  • forEach() 方法(Java 8+)简洁,但内部仍是迭代器,不能在 lambda 里修改集合结构
List list = new ArrayList<>(Arrays.asList("a", "b", "c"));
Iterator it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    String s = it.next();
    if ("b".equals(s)) it.remove(); // 安全删除
}

Map map = new HashMap<>();
map.forEach((k, v) -> System.out.println(k + "=" + v)); // 只读,不能 put/remove

HashMap 的 key 必须正确重写 hashCode() 和 equals()

这是运行时 bug 高发区:如果你自定义类作 Map 的 key,但没重写这两个方法,哪怕两个对象逻辑相等,get() 也会返回 null

  • hashCode() 决定对象存进哪个桶(bucket),不一致 → 找不到桶 → 直接 miss
  • equals() 在桶内做精确比对,不一致 → 桶里有对象但判为不等 → 仍 miss
  • IDE(如 IntelliJ)可自动生成这两个方法,但要注意字段是否都参与比较——比如 ID 字段变更是不是该影响相等性?

String、Integer 等 JDK 类已内置可靠实现,放心用;但 new Object() 或自定义 POJO 作 key 时,这点绝不能跳过。