Java 集合：快速入门

前面简单罗列了 Java 集合框架中的重要接口，下面将通过 3 个真实场景，分别演示 List、Set、Map 三种核心集合的基础用法，让你直观感受集合框架的便捷与魅力，快速了解 Java 集合的基础用法。

场景1：班级学生成绩排名

需求描述

老师需要记录一个班级 10 名学生的数学成绩，要求能实现以下功能：

• 添加所有学生的成绩；

• 查看成绩的原始录入顺序；

• 对成绩从高到低排序；

• 获取成绩的最高分和最低分。

功能实现

根据需求分析，可选用 List 来实现该功能。因为 List 是有序、可重复的集合，支持通过索引访问元素，非常适合需要“保留顺序”和“允许重复数据”的场景（比如一个班级可能有多名学生考相同分数）。常用的 List 实现类是 ArrayList（查询快，增删慢）和 LinkedList（增删快，查询慢），这里选择 ArrayList 就可以了。

代码实现：

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

public class StudentScoreManager {
    
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 创建List集合，存储Integer类型的成绩
        List<Integer> mathScores = new ArrayList<>();

        // 2. 添加成绩（有序存储，允许重复）
        mathScores.add(85);  // 索引0
        mathScores.add(92);  // 索引1
        mathScores.add(78);  // 索引2
        mathScores.add(92);  // 索引3（允许重复）
        mathScores.add(88);  // 索引4
        mathScores.add(65);  // 索引5
        mathScores.add(95);  // 索引6
        mathScores.add(80);  // 索引7
        mathScores.add(75);  // 索引8
        mathScores.add(90);  // 索引9

        // 3. 查看原始录入顺序（通过循环遍历）
        System.out.println("原始成绩顺序：");
        for (int i = 0; i < mathScores.size(); i++) {
            System.out.print(mathScores.get(i) + " ");  // get(i)通过索引获取元素
        }

        // 4. 对成绩排序（使用 Collections 工具类）
        Collections.sort(mathScores);  // 默认升序排序
        System.out.println("\n升序排序后：");
        for (Integer score : mathScores) {
            System.out.print(score + " ");
        }

        // 5. 获取最高分和最低分（排序后首尾元素）
        int minScore = mathScores.get(0);  // 第一个元素是最低分
        int maxScore = mathScores.get(mathScores.size() - 1);  // 最后一个元素是最高分
        System.out.println("\n最低分：" + minScore + "，最高分：" + maxScore);
    }
    
}

运行结果：

原始成绩顺序：
85 92 78 92 88 65 95 80 75 90 
升序排序后：
65 75 78 80 85 88 90 92 92 95 
最低分：65，最高分：95

场景2：电商商品去重

需求描述

电商平台的 “热销商品列表” 中，由于数据同步问题，出现了重复的商品 ID（如 “iphone15” 出现了 3 次）。要求：

• 去除列表中的重复商品 ID。

• 快速判断某个商品是否在列表中。

• 不需要保留商品的原始顺序。

功能实现

根据需求分析，可选用 Set 来实现该功能。因为 Set 是无序、不可重复的集合，它会自动过滤重复元素，且判断“元素是否存在”的效率极高。常用的 Set 实现类是 HashSet（无序，基于哈希表）和 TreeSet（有序，基于红黑树），这里不需要顺序，选择 HashSet 实现。

代码实现：

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

public class ProductDeduplication {
    
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 模拟有重复的商品ID列表
        String[] duplicateProductIds = {
            "iphone15", "huawei-mate70", "iphone15", 
            "xiaomi14", "huawei-mate70", "iphone15"
        };

        // 2. 创建Set集合，自动去重
        Set<String> uniqueProducts = new HashSet<>();

        // 3. 将重复的商品ID添加到Set中（重复元素会被自动过滤）
        for (String productId : duplicateProductIds) {
            boolean isAdded = uniqueProducts.add(productId);  // add()返回是否添加成功
            if (!isAdded) {
                System.out.println("重复商品ID：" + productId + "，已过滤");
            }
        }

        // 4. 查看去重后的商品列表（无序）
        System.out.println("\n去重后的商品ID：");
        for (String product : uniqueProducts) {
            System.out.print(product + " ");
        }

        // 5. 判断某个商品是否在列表中（contains()方法，效率高）
        String targetProduct = "iphone15";
        if (uniqueProducts.contains(targetProduct)) {
            System.out.println("\n商品" + targetProduct + "在热销列表中");
        } else {
            System.out.println("\n商品" + targetProduct + "不在热销列表中");
        }
    }
    
}

运行结果：

重复商品ID：iphone15，已过滤
重复商品ID：huawei-mate70，已过滤
重复商品ID：iphone15，已过滤

去重后的商品ID：
huawei-mate70 iphone15 xiaomi14 
商品iphone15在热销列表中

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场景3：用户信息查询

需求描述

社交 APP 需要存储用户的 “账号-昵称” 对应关系，要求：

• 通过账号快速查询对应的昵称；

• 修改某个账号的昵称；

• 删除一个无效账号；

• 遍历所有账号和昵称。

功能实现

根据需求分析，可选用 Map 来实现该功能。因为 Map 是键值对（Key-Value） 集合，它的核心是“通过 Key 快速找到 Value”—— 就像通过身份证号（Key）找人名（Value）一样。Key 是唯一的（不能重复），Value 可以重复。常用的 Map 实现类有 HashMap（无序，效率高）和 TreeMap（有序），这里选择 HashMap，不需要保证顺序。

代码实现：

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

public class UserInfoManager {
    
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 创建Map集合，Key是账号（String），Value是昵称（String）
        Map<String, String> userMap = new HashMap<>();

        // 2. 添加用户信息（put(Key, Value)，Key重复会覆盖Value）
        userMap.put("zhangsan123", "张三");
        userMap.put("lisi456", "李四");
        userMap.put("wangwu789", "王五");
        userMap.put("zhangsan123", "张三同学");  // Key重复，覆盖之前的“张三”

        // 3. 通过账号查询昵称（get(Key)，Key不存在返回null）
        String account1 = "lisi456";
        String nickname1 = userMap.get(account1);
        System.out.println("账号" + account1 + "的昵称：" + nickname1);

        String account2 = "zhaoliu000";
        String nickname2 = userMap.get(account2);
        System.out.println("账号" + account2 + "的昵称：" + nickname2);

        // 4. 修改账号的昵称（再次put相同Key，覆盖Value）
        userMap.put("wangwu789", "王五大佬");
        System.out.println("修改后，账号wangwu789的昵称：" + userMap.get("wangwu789"));

        // 5. 删除无效账号（remove(Key)，返回被删除的Value）
        String removedNickname = userMap.remove("zhangsan123");
        System.out.println("删除的账号zhangsan123，对应的昵称：" + removedNickname);

        // 6. 遍历所有用户信息（两种方式）
        // 方式1：先获取所有Key，再通过Key找Value
        Set<String> accounts = userMap.keySet();  // 获取所有Key的集合
        System.out.println("\n所有用户信息（方式1）：");
        for (String account : accounts) {
            System.out.println("账号：" + account + "，昵称：" + userMap.get(account));
        }

        // 方式2：直接获取Key-Value对（更高效）
        System.out.println("\n所有用户信息（方式2）：");
        for (Map.Entry<String, String> entry : userMap.entrySet()) {
            System.out.println("账号：" + entry.getKey() + "，昵称：" + entry.getValue());
        }
    }
}

运行结果：

账号lisi456的昵称：李四
账号zhaoliu000的昵称：null
修改后，账号wangwu789的昵称：王五大佬
删除的账号zhangsan123，对应的昵称：张三同学

所有用户信息（方式1）：
账号：lisi456，昵称：李四
账号：wangwu789，昵称：王五大佬

所有用户信息（方式2）：
账号：lisi456，昵称：李四
账号：wangwu789，昵称：王五大佬

List、Set、Map 的核心区别与选择建议

通过以上三个场景，我们可以清晰地总结出三种集合的核心区别，帮助你在实际开发中快速选择：

注意，Java 集合框架不是抽象的概念，而是解决实际问题的 “工具包”：

• 当你需要 “按顺序存数据，允许重复” 时，用 List；

• 当你需要 “去重或判断元素是否存在” 时，用 Set；

• 当你需要 “通过唯一标识找数据” 时，用 Map。