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在 Java 集合中，不同的集合实现类对于元素的查找、插入和删除操作的方式与性能各有不同，下面为你详细介绍。

常用集合实现类的操作方式

1. `ArrayList`

ArrayList 基于动态数组实现，适合随机访问。

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

public class ArrayListExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        // 插入元素
        list.add("apple");
        list.add("banana");
        // 查找元素
        int index = list.indexOf("apple");
        System.out.println("Index of apple: " + index);
        // 删除元素
        list.remove("banana");
        System.out.println("List after removal: " + list);
    }
}

2. `LinkedList`

LinkedList 基于双向链表实现，适合频繁插入和删除操作。

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

public class LinkedListExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new LinkedList<>();
        // 插入元素
        list.add("apple");
        list.add("banana");
        // 查找元素
        int index = list.indexOf("apple");
        System.out.println("Index of apple: " + index);
        // 删除元素
        list.remove("banana");
        System.out.println("List after removal: " + list);
    }
}

3. `HashSet`

HashSet 基于哈希表实现，不允许有重复元素，查找和插入操作较快。

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

public class HashSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> set = new HashSet<>();
        // 插入元素
        set.add("apple");
        set.add("banana");
        // 查找元素
        boolean contains = set.contains("apple");
        System.out.println("Set contains apple: " + contains);
        // 删除元素
        set.remove("banana");
        System.out.println("Set after removal: " + set);
    }
}

4. `TreeSet`

TreeSet 基于红黑树实现，元素会自动排序，查找、插入和删除操作的时间复杂度为 $O(log n)$。

import java.util.TreeSet;
import java.util.Set;

public class TreeSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> set = new TreeSet<>();
        // 插入元素
        set.add("apple");
        set.add("banana");
        // 查找元素
        boolean contains = set.contains("apple");
        System.out.println("Set contains apple: " + contains);
        // 删除元素
        set.remove("banana");
        System.out.println("Set after removal: " + set);
    }
}

5. `HashMap`

HashMap 基于哈希表实现，用于存储键值对，查找和插入操作较快。

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

public class HashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        // 插入元素
        map.put("apple", 1);
        map.put("banana", 2);
        // 查找元素
        Integer value = map.get("apple");
        System.out.println("Value of apple: " + value);
        // 删除元素
        map.remove("banana");
        System.out.println("Map after removal: " + map);
    }
}

性能区别

查找操作
- ArrayList 和 LinkedList：查找操作的时间复杂度为 $O(n)$，因为需要遍历集合来查找元素。不过 ArrayList 支持随机访问，若已知索引，查找操作时间复杂度为 $O(1)$。
- HashSet 和 HashMap：查找操作的平均时间复杂度为 $O(1)$，但在哈希冲突较多时，性能会下降。
- TreeSet 和 TreeMap：查找操作的时间复杂度为 $O(log n)$，因为它们基于红黑树实现，元素是有序的。
插入操作
- ArrayList：在列表末尾插入元素的时间复杂度为 $O(1)$，但在中间或开头插入元素时，需要移动后续元素，时间复杂度为 $O(n)$。
- LinkedList：插入操作的时间复杂度为 $O(1)$，因为只需要修改指针。
- HashSet 和 HashMap：插入操作的平均时间复杂度为 $O(1)$，同样在哈希冲突较多时，性能会下降。
- TreeSet 和 TreeMap：插入操作的时间复杂度为 $O(log n)$，因为需要维护红黑树的平衡。
删除操作
- ArrayList：在列表末尾删除元素的时间复杂度为 $O(1)$，在中间或开头删除元素时，需要移动后续元素，时间复杂度为 $O(n)$。
- LinkedList：删除操作的时间复杂度为 $O(1)$，因为只需要修改指针。
- HashSet 和 HashMap：删除操作的平均时间复杂度为 $O(1)$，哈希冲突较多时性能会下降。
- TreeSet 和 TreeMap：删除操作的时间复杂度为 $O(log n)$，因为需要维护红黑树的平衡。

在实际使用时，你要依据具体的业务场景来选择合适的集合实现类。

常用集合实现类的操作方式

1. ArrayList

2. LinkedList

3. HashSet

4. TreeSet

5. HashMap