Java集合框架是Java提供的一组用于存储和操作数据的类和接口，主要分为两大体系：Collection和Map。下面详细介绍它们包含的主要接口和类以及继承关系。

1. Collection体系

Collection是单列集合的根接口，它定义了一些通用的方法，如添加、删除、遍历等。Collection体系又可以分为List、Set和Queue三个子接口。

主要接口

  • List：有序、可重复的集合，用户可以精确控制每个元素的插入位置。
    • ArrayList：基于动态数组实现，支持随机访问，插入和删除操作效率较低。
    • LinkedList：基于双向链表实现，插入和删除操作效率较高，随机访问效率较低。
    • Vector：线程安全的动态数组，与ArrayList类似，但性能较低。
    • Stack：继承自Vector，实现了栈的后进先出（LIFO）特性。
  • Set：无序、不可重复的集合。
    • HashSet：基于哈希表实现，不保证元素的顺序。
    • LinkedHashSet：继承自HashSet，基于哈希表和链表实现，保证元素的插入顺序。
    • TreeSet：基于红黑树实现，保证元素按照自然顺序或指定的比较器顺序排序。
  • Queue：队列接口，遵循先进先出（FIFO）原则。
    • LinkedList：除了实现List接口，还实现了Queue接口，可以作为队列使用。
    • PriorityQueue：基于优先堆实现，元素按照自然顺序或指定的比较器顺序排序。

继承关系

java.lang.Object
    └─ java.util.Collection
        ├─ java.util.List
        │   ├─ java.util.ArrayList
        │   ├─ java.util.LinkedList
        │   └─ java.util.Vector
        │       └─ java.util.Stack
        ├─ java.util.Set
        │   ├─ java.util.HashSet
        │   │   └─ java.util.LinkedHashSet
        │   └─ java.util.TreeSet
        └─ java.util.Queue
            ├─ java.util.LinkedList
            └─ java.util.PriorityQueue

2. Map体系

Map是双列集合的根接口，用于存储键值对（key-value），键是唯一的。

主要接口和类

  • HashMap：基于哈希表实现，不保证键值对的顺序。
  • LinkedHashMap：继承自HashMap，基于哈希表和链表实现，保证键值对的插入顺序。
  • TreeMap：基于红黑树实现，保证键按照自然顺序或指定的比较器顺序排序。
  • Hashtable：线程安全的哈希表，与HashMap类似，但性能较低。
  • Properties：继承自Hashtable，用于处理属性文件，键和值都是字符串类型。

继承关系

java.lang.Object
    └─ java.util.Map
        ├─ java.util.HashMap
        │   └─ java.util.LinkedHashMap
        ├─ java.util.TreeMap
        ├─ java.util.Hashtable
        │   └─ java.util.Properties

示例代码

import java.util.*;

public class CollectionExample {
    public static void main(String[] args) {
        // List示例
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("apple");
        list.add("banana");
        System.out.println("List: " + list);

        // Set示例
        Set<String> set = new HashSet<>();
        set.add("apple");
        set.add("banana");
        System.out.println("Set: " + set);

        // Queue示例
        Queue<String> queue = new LinkedList<>();
        queue.add("apple");
        queue.add("banana");
        System.out.println("Queue: " + queue);

        // Map示例
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("apple", 1);
        map.put("banana", 2);
        System.out.println("Map: " + map);
    }
}

通过上述代码，你可以看到如何使用Collection和Map体系中的不同接口和类。