# 集合框架

## 集合体系结构

Java集合框架主要分为两大类：

1. **Collection接口**：存储单值
   - List：有序、可重复
   - Set：无序、不可重复
   - Queue：队列

2. **Map接口**：存储键值对

## List集合

### ArrayList

基于动态数组实现，查询快，增删慢。

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

List<String> list = new ArrayList<>();

// 添加元素
list.add("Java");
list.add("Python");
list.add("JavaScript");

// 获取元素
System.out.println(list.get(0));  // Java

// 遍历
for (String item : list) {
    System.out.println(item);
}

// 删除元素
list.remove("Python");

// 集合大小
System.out.println(list.size());  // 2
```

### LinkedList

基于链表实现，增删快，查询慢。

```java
import java.util.LinkedList;

LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();

linkedList.addFirst("第一");
linkedList.addLast("最后");
linkedList.add("中间");

System.out.println(linkedList.getFirst());  // 第一
System.out.println(linkedList.getLast());   // 最后
```

## Set集合

### HashSet

基于哈希表实现，无序、不可重复。

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

Set<String> set = new HashSet<>();

set.add("Apple");
set.add("Banana");
set.add("Apple");  // 重复元素不会被添加

System.out.println(set.size());  // 2
System.out.println(set.contains("Apple"));  // true
```

### TreeSet

基于红黑树实现，自动排序。

```java
import java.util.TreeSet;

Set<Integer> treeSet = new TreeSet<>();

treeSet.add(5);
treeSet.add(1);
treeSet.add(3);

// 输出：1, 3, 5（自动排序）
for (Integer num : treeSet) {
    System.out.println(num);
}
```

## Map集合

### HashMap

基于哈希表实现，键不可重复。

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

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();

// 添加键值对
map.put("Java", 1);
map.put("Python", 2);
map.put("JavaScript", 3);

// 获取值
System.out.println(map.get("Java"));  // 1

// 遍历
for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
    System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
}

// 判断键是否存在
System.out.println(map.containsKey("Java"));  // true

// 删除
map.remove("Python");
```

### TreeMap

基于红黑树实现，键自动排序。

```java
import java.util.TreeMap;

Map<Integer, String> treeMap = new TreeMap<>();

treeMap.put(3, "C");
treeMap.put(1, "A");
treeMap.put(2, "B");

// 按键排序输出：1=A, 2=B, 3=C
treeMap.forEach((k, v) -> System.out.println(k + "=" + v));
```

## 集合工具类

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

List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
numbers.add(3);
numbers.add(1);
numbers.add(2);

// 排序
Collections.sort(numbers);  // [1, 2, 3]

// 反转
Collections.reverse(numbers);  // [3, 2, 1]

// 打乱
Collections.shuffle(numbers);

// 最大最小值
System.out.println(Collections.max(numbers));
System.out.println(Collections.min(numbers));
```