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Java 集合框架核心知識圖譜：List、Set、Map 全維度解析

編輯：Java 相關知識

核心容器性能對比速查表

容器	底層結構	讀取性能	寫入性能	特點
ArrayList	動態數組	快 O(1)	慢 O(n)	隨機訪問優，擴容觸發數組複製
LinkedList	雙向鏈表	慢 O(n)	快 O(1)	首尾增刪優，支援 Deque 操作
HashSet/HashMap	哈希表（數組+鏈表/紅黑樹）	快 O(1)	快 O(1)	無序、唯一鍵，JDK 1.8 引入紅黑樹優化
TreeSet/TreeMap	紅黑樹	中 O(log n)	中 O(log n)	有序、支援範圍查詢
LinkedHashSet/Map	哈希表+雙向鏈表	快 O(1)	快 O(1)	保持插入/訪問順序

核心概念釐清

1. 「重複」的定義

集合判斷重複依賴 equals() 方法。若作為 Map 鍵或存入 Set，必須同時重寫 hashCode()，確保：

a.equals(b) == true ⇒ a.hashCode() == b.hashCode()

否則會導致「邏輯相等但哈希不同」，造成元素無法正確查找或去重失效。

2. 三大核心接口區別

List：有序、可重複、支援索引訪問（ArrayList、LinkedList）
Set：無序、不可重複、強調唯一性（HashSet、TreeSet）
Map：鍵值對、鍵唯一、值可重複（HashMap、TreeMap）

實戰代碼精選

Collection 基礎操作

Collection<Object> c = new ArrayList<>();
c.add("hello");
c.add(12);           // 自動裝箱 Integer
c.add("lsb");
System.out.println(c.size());  // 3
System.out.println(c);         // [hello, 12, lsb]  — 內部調用 toString()

Iterator 通用遍歷模式

Collection<String> c = new HashSet<>();
c.add("hello"); c.add("abc"); c.add("lsb");
Iterator<String> it = c.iterator();
while (it.hasNext()) {
    System.out.println(it.next());  // 輸出順序不固定（HashSet 無序）
}

Set 數學運算：交集、並集

Set<String> c1 = new HashSet<>(Arrays.asList("a","b","c"));
Set<String> c2 = new HashSet<>(Arrays.asList("a","b","d"));

// 交集
Set<String> intersection = new HashSet<>(c1);
intersection.retainAll(c2);  // [a, b]

// 並集
Set<String> union = new HashSet<>(c1);
union.addAll(c2);            // [d, a, c, b]