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TimeByte2026-09-06
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Java 数据存储容器 ​

变量保存一个值；当需要保存一组数据时，使用数组或集合容器。选择容器前先回答三个问题：元素数量是否固定、是否需要去重、是否需要通过 key 查找 value。

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一组同类型、数量固定  → 数组
一组有顺序的数据      → List
一组不重复的数据      → Set
按 key 查 value       → Map
按先后顺序处理任务    → Queue / Deque

容器关系 ​

数组是 Java 语言内置的容器；集合框架位于 java.util 包。Collection 是 List、Set、Queue 的共同父接口，Map 以键值对方式保存数据，不继承 Collection。

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数组：String[]

Collection<E>
├─ List<E>   有序、可重复
├─ Set<E>    不重复
└─ Queue<E>  按队列规则处理

Map<K, V>    key-value 键值对（不属于 Collection）

<E>、<K, V> 是泛型，用于限制元素类型。泛型只能使用引用类型，因此 List<int> 不合法，应写成 List<Integer>；Java 会在需要时自动装箱或拆箱。

java
List<Integer> scores = new ArrayList<>();
scores.add(95); // int 自动装箱为 Integer

int firstScore = scores.get(0); // Integer 自动拆箱为 int

Java 集合框架中，有些容器允许重复元素，有些不允许；有些保留顺序，有些不保证遍历顺序。接口表达“需要什么能力”，实现类决定具体行为。Java Collection 文档

数组：长度固定的一组数据 ​

数组创建后长度不能改变，元素类型相同，通过下标访问；下标从 0 开始，最后一个下标是 length - 1。

java
String[] names = {"Tom", "Jack", "Rose"};

names[1] = "Alice";
String firstName = names[0];
int size = names.length;

数组适合容量明确、结构简单的场景，例如一周七天、固定题目选项、批量读取的基础数据。访问越界会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException。

java
for (int index = 0; index < names.length; index++) {
    System.out.println(names[index]);
}

数组是对象，即使元素是基本类型也是如此；int[] 保存 int 值，String[] 保存对字符串对象的引用。

操作数组
创建new String[3]、{"Tom", "Jack"}
获取长度array.length，不是方法
按下标读取/修改array[index]
扩容不能直接扩容；创建新数组并复制，或使用 ArrayList

List：有序且允许重复 ​

List 按插入顺序保存元素，允许重复，也支持按下标访问。日常业务中默认选择 ArrayList；声明变量时优先使用接口类型 List。

java
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

List<String> todos = new ArrayList<>();
todos.add("学习 Java");
todos.add("复习集合");
todos.add("学习 Java"); // 允许重复

String firstTodo = todos.get(0);
todos.set(1, "完成练习");
todos.remove("学习 Java"); // 删除第一个匹配项
场景推荐
需要保留顺序、允许重复List / ArrayList
主要按下标读取ArrayList
需要不可修改的固定结果List.of("A", "B")

List.of(...) 返回不可修改列表，调用 add、remove、set 会抛出 UnsupportedOperationException；它适合返回固定配置或只读结果。Arrays.asList(...) 返回的是固定长度视图，不能 add、remove，但可 set，使用时要区分。

Set：不重复的元素 ​

Set 用于去重。HashSet 不保证遍历顺序；LinkedHashSet 保留插入顺序；TreeSet 按自然顺序或比较器排序。

java
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

Set<String> tags = new HashSet<>();
tags.add("Java");
tags.add("集合");
tags.add("Java");

System.out.println(tags.size()); // 2
boolean hasJava = tags.contains("Java");

对象放入 HashSet 时，去重依赖 equals 和 hashCode。自定义类若希望按字段内容去重，需要正确重写这两个方法；只重写其中一个会导致集合行为异常。

需求实现
只关心去重，不关心顺序HashSet
去重且保留插入顺序LinkedHashSet
去重且需要排序TreeSet

Map：通过 key 保存和查找 value ​

Map<K, V> 保存键值对，key 不重复；同一个 key 再次 put 会替换原来的 value。常用实现是 HashMap，它不保证遍历顺序。

java
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

Map<String, Integer> stockBySku = new HashMap<>();
stockBySku.put("SKU-001", 20);
stockBySku.put("SKU-002", 15);
stockBySku.put("SKU-001", 18); // 替换原库存

int stock = stockBySku.getOrDefault("SKU-001", 0);
boolean exists = stockBySku.containsKey("SKU-002");

遍历 Map 时优先遍历 entrySet()，一次即可得到 key 和 value。

java
for (Map.Entry<String, Integer> entry : stockBySku.entrySet()) {
    System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
}
需求实现
普通 key-value 查询HashMap
按插入顺序遍历LinkedHashMap
按 key 排序TreeMap

Map 的 key 与 Set 元素一样需要遵守 equals / hashCode 规则；可变对象不适合作为 HashMap 的 key，因为关键字段变化后可能无法再正确查到它。Java Map 文档

Queue 与 Deque：按顺序处理任务 ​

Queue 适合先进先出（FIFO）任务，例如消息处理、排队任务。Deque 是双端队列，既能作为队列，也能作为栈。日常使用栈或队列时优先选择 ArrayDeque，不要使用旧的 Stack 类。

java
import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;
import java.util.Queue;

Queue<String> tasks = new ArrayDeque<>();
tasks.offer("发送邮件");
tasks.offer("生成报表");

String currentTask = tasks.poll(); // 发送邮件；空队列时返回 null

Deque<String> history = new ArrayDeque<>();
history.push("页面 A");
history.push("页面 B");
String previousPage = history.pop(); // 页面 B
容器常用方法行为
Queueoffer、poll、peek入队、出队、查看队首
DequeaddFirst、addLast、pollFirst、pollLast从两端操作
Deque 作为栈push、pop、peek后进先出（LIFO）

如何选择 ​

你要解决的问题优先选择原因
固定数量、按下标存取数组结构简单，长度固定
有顺序、允许重复的列表ArrayList业务中最常见的默认选择
消除重复标签、权限、IDHashSet自动去重
根据用户 ID、商品编号取数据HashMap通过 key 查 value
任务排队、消息处理ArrayDeque + Queue先进先出语义明确
返回只读的固定集合List.of、Set.of、Map.of明确不可修改

先用接口声明，再选择实现类：List<User> users = new ArrayList<>();。除非业务真的依赖实现细节，否则方法参数和返回值也优先使用 List、Set、Map 等接口类型。

与 JavaScript 对照 ​

目的JavaJavaScript
固定长度的同类型数据String[]Array，但 JS 数组长度可变且元素可混合类型
有序、可重复列表List<String> / ArrayListArray
去重Set<String> / HashSetSet
key-value 查询Map<String, User> / HashMapMap 或普通对象 {}
队列、栈Queue / Deque + ArrayDeque通常使用 Array，或自行封装队列
类型约束泛型在编译期约束，例如 List<String>JS 运行时不限制；TS 可用 string[]、Map<string, User> 标注

Java 的数组和泛型集合都会限制元素类型；JS 的 Array 可以同时放入不同类型。学习时不要直接把 Java List 等同于 JS 数组：Java 的 List 是接口，ArrayList 才是常用实现。

小结 ​

  • 数组适合长度固定的数据；长度可能变化时通常使用 ArrayList。
  • List 有序且允许重复，Set 用于去重，Map 通过唯一 key 查找 value，Queue / Deque 按处理顺序组织任务。
  • 泛型限制容器元素类型，基本类型要使用包装类型，例如 List<Integer>。
  • List.of、Set.of、Map.of 创建的是不可修改集合；需要增删改时使用 ArrayList、HashSet、HashMap 等实现。
  • 先根据业务语义选择接口，再选择实现类；不要为了方便把所有数据都放进 List。
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