这篇博客文章是在Qiita上投稿的。

0.开场白

无论是Java还是其他编程语言，在编程中，仅仅使用数组来存储数据往往效果不佳，因此经常会出现各种问题。因此，数据结构变得非常重要，而这方面的表达方法因语言而异。

如果用C＋＋，就可以使用vector、list等标准库的容器。（虽然我没有太多经验）用C#的话，好像要用到LINQ这个东西。如果用PHP，则可以用数组来做很多事情（但使用方法要谨慎）。用Python的话，根据需要可以使用列表、元组、字典等来选择不同的。

1. 什么是集合框架？

说到Java。在Java中，我们使用集合框架。集合框架提供了需要表示数据的各种数据结构，包括列表（值按照顺序排列的集合），集合（值不一定按照顺序排列，但只有一个相同值的集合），映射（根据键值对表示的集合）等（还有双端队列Deque，只能从两端插入和提取值，但由于用途有限，这次省略）。

2. 列表

首先是列表。列表是一种按照从0开始的索引存储数据的对象。它是基于List接口实现的，常用的有ArrayList（可变长数组）和LinkedList（链表）两个类。
ArrayList类类似于C++中的vector。注意，在Java中也有Vector类，但在Java8及以后版本中已被弃用。
它们的定义如下：

List<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
List<Integer> linkedList = new LinkedList<>();

在调用构造函数时将决定在哪个类中定义。顺便提一下，类和尖括号（<>）之间的是称为”钻石操作符”，用于省略元素类型的记法。以下是常用操作的示例。尽管下列代码是针对ArrayList编写的，但在LinkedList中执行的处理相同。

List<String> arrayList = new ArrayList<>();
List<String> linkedList = new LinkedList<>();
arrayList.add("Apple");  // リストの最後に要素"Apple"を追加
arrayList.get(5);  // リストの5 + 1番目の要素を取得する
arrayList.set(3, "Orange");  // リストの3 + 1番目の要素の値を"Orange"に設定する
arrayList.remove(4); // リストの4 + 1番目の要素を削除し、後続のインデックスを1つ減らす
arrayList.size();  // リストの要素数を返す
arrayList.clear();  // リストを空にする
// arrayListの要素一覧を出力する
for (String data : arrayList) {
    System.out.println(data);
}

然而，在上面我写道“执行的过程是相同的”，但是ArrayList和LinkedList在实现方法上是不同的，它们各自都有自己的优势和劣势。
诸如get和set之类的操作，在ArrayList中，每个元素在内存中都被索引，因此速度较快；而诸如add和remove之类的操作，LinkedList中的元素通过彼此的链接信息来连接（类似于C语言的指针），因此速度较快。
因此，如果从数据库或其他地方获取一定数量的大型数据，并且对其中的元素进行访问是主要目的的话，那么ArrayList更适合；而如果列表中频繁添加或删除数据的情况下，LinkedList更适合。

3. 套装

集合和列表一样，是一个将数据组合在一起的概念，但与列表不同的是，集合没有索引，并且不能包含重复的值。如果你学过数学，你可以把集合想象成集合和拓扑学的概念。这里的集合是基于Set接口实现的，常用的有HashSet、TreeSet和LinkedHashSet三种。它们分别定义如下。

Set<String> hashSet = new HashSet<>();
Set<String> treeList = new TreeList<>();
Set<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>();

基本操作如下所示。虽然这里是针对HashSet写的，但其他两个也是一样的。请注意，没有get和set这样的操作。

Set<String> hashSet = new HashSet<>();
Set<String> treeSet = new TreeSet<>();
Set<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>();
hashSet.add("Banana");  // 集合の要素に"Banana"が含まれていなければ追加する
hashSet.remove("Lemon"); // 集合に"Lemon"が含まれていたら削除する
hashSet.size();  // 集合の要素数を返す
// hashSetの要素一覧を出力する
for (String data : hashSet) {
    System.out.println(data);
}

HashSet、TreeSet和LinkedHashSet的区别在于，HashSet的处理速度很快，但顺序不被保证；TreeSet以排序的状态保存元素；LinkedHashSet则按添加顺序保持元素。

treeSet.add("Banana");
treeSet.add("Orange");
treeSet.add("Apple");
for (String data : treeSet) {
    System.out.println(data);
}

如果是这样，输出会按照“苹果” -> “香蕉” -> “橙子”的顺序进行。

linkedHashSet.add("Banana"); 
linkedHashSet.add("Orange");
linkedHashSet.add("Apple"); 
for (String data : linkedHashSet) {
    System.out.println(data);
}

如果是这样的话，“Banana” -> “Orange” -> “Apple”会依次输出。

4. 地图

地图是一种数据结构，它不仅保存值，还与指定的键一起组成数据。地图中的键是唯一的（不存在相同的键），但是值可以有多个相同的。
地图是根据Map接口实现的，常用的有HashMap、TreeMap和LinkedHashMap。每个地图的定义如下。

Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
Map<String, Integer> treeMap = new TreeMap<>();
Map<String, Integer> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();

基本操作如下：使用put方法将键值对添加到映射中。

Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
Map<String, Integer> treeMap = new TreeMap<>();
Map<String, Integer> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
hashMap.put("Tomato", 300);  // マップのキー"Tomato"の値を300に設定する
hashMap.get("Tomato");  // マップのキーが"Tomato"のものの値を返す（なければnull）
hashMap.remove("Lemon"); // マップにキーが"Lemon"のものが含まれていたら削除する
hashMap.size();  // マップの要素数を返す
// マップの要素ごとにキー:値という形で出力する
for (Map.Entry<String, Integer> data : hashSet.entrySet()) {
    System.out.println(data.getKey() + ":" + data.getValue());
}

输出所有数据稍微麻烦一些，对吧。
这里，与集合一样，HashMap是快速的但不保证顺序，TreeMap按键保持数据排序，LinkedHashMap按添加数据的顺序保持。

5. 最后

我在Java中以快速的方式介绍了常用的集合。虽然还有其他一些集合可供选择，但如果能根据实际需求灵活运用我所介绍的集合，我认为在Java中处理数据时不会遇到太多问题。
之前我使用HashMap定义了一个包含名称和某个对象组合的数据，但后来意识到需要按名称的升序进行输出，于是匆忙将其改为TreeMap。大家在使用集合时也应考虑自己的目的，并选择最合适的集合。