Java List 和 Set 的深入解析

简介

在 Java 编程中，List 和 Set 是集合框架中的两个重要接口，它们提供了不同的数据存储和访问方式。List 侧重于有序存储和可重复元素，而 Set 侧重于无重复元素的存储。深入理解它们的特性、使用方法和最佳实践，对于编写高效、健壮的 Java 代码至关重要。

List 是一个有序的集合，允许存储重复元素。它提供了基于索引的访问方式，就像数组一样，但具有更灵活的大小。List 接口有多个实现类，如 ArrayList、LinkedList 等。

Set 是一个无序的集合，不允许存储重复元素。这意味着如果尝试向 Set 中添加已经存在的元素，该操作将被忽略。Set 接口的常见实现类有 HashSet、TreeSet 等。

创建 List ```java import java.util.ArrayList; import java.util.List;

public class ListExample { public static void main(String[] args) { // 创建一个 ArrayList List list = new ArrayList<>(); } } 2. **添加元素**java list.add("Apple"); list.add("Banana"); list.add("Cherry"); 3. **访问元素**java String element = list.get(1); // 获取索引为 1 的元素，即 "Banana" 4. **遍历 List**java // 使用 for 循环 for (int i = 0; i < list.size(); i++) { System.out.println(list.get(i)); }

// 使用增强 for 循环 for (String item : list) { System.out.println(item); } ```

创建 Set ```java import java.util.HashSet; import java.util.Set;

public class SetExample { public static void main(String[] args) { // 创建一个 HashSet Set set = new HashSet<>(); } } 2. **添加元素**java set.add("Apple"); set.add("Banana"); set.add("Apple"); // 重复元素，不会被添加 3. **遍历 Set**java // 使用增强 for 循环 for (String item : set) { System.out.println(item); } ```

查找元素 java int index = list.indexOf("Banana"); // 返回元素 "Banana" 的索引 boolean contains = list.contains("Mango"); // 判断是否包含 "Mango"
删除元素 java list.remove("Apple"); // 删除指定元素 list.remove(0); // 删除索引为 0 的元素

判断元素是否存在 java boolean exists = set.contains("Banana"); // 判断 Set 中是否存在 "Banana"
交集、并集和差集操作 ```java Set set1 = new HashSet<>(); set1.add("Apple"); set1.add("Banana");

Set set2 = new HashSet<>(); set2.add("Banana"); set2.add("Cherry");

// 交集 Set intersection = new HashSet<>(set1); intersection.retainAll(set2);

// 并集 Set union = new HashSet<>(set1); union.addAll(set2);

// 差集 Set difference = new HashSet<>(set1); difference.removeAll(set2); ```

选择合适的实现类
- 如果需要频繁的随机访问，使用 ArrayList。
- 如果需要频繁的插入和删除操作，使用 LinkedList。
避免不必要的扩容 在创建 ArrayList 时，如果能预估元素数量，可以指定初始容量，减少扩容带来的性能开销。 java List<String> list = new ArrayList<>(100);

使用合适的实现类
- 如果需要快速的查找和插入，使用 HashSet。
- 如果需要元素自然排序或自定义排序，使用 TreeSet。
重写 equals 和 hashCode 方法 当自定义对象存储在 Set 中时，必须正确重写 equals 和 hashCode 方法，以确保元素的唯一性判断正确。 ```java import java.util.HashSet; import java.util.Set;

class Person { private String name;
```
public Person(String name) {
    this.name = name;
}

@Override
public boolean equals(Object o) {
    if (this == o) return true;
    if (o == null || getClass()!= o.getClass()) return false;
    Person person = (Person) o;
    return name.equals(person.name);
}

@Override
public int hashCode() {
    return name.hashCode();
}
```
}

public class SetBestPractice { public static void main(String[] args) { Set set = new HashSet<>(); set.add(new Person("Alice")); set.add(new Person("Bob")); } } ```

List 和 Set 是 Java 集合框架中不可或缺的部分。List 适合有序且允许重复元素的场景，而 Set 则专注于无重复元素的存储。在实际编程中，根据具体需求选择合适的实现类，并遵循最佳实践，可以提高代码的性能和可读性。