一、核心特性对比
二、底层实现与典型差异
List
- ArrayList：动态数组结构，随机访问快（O(1)），中间插入/删除效率低（O(n)）
- LinkedList：双向链表结构，头尾操作快（O(1)），随机访问慢（O(n)）
Set
- HashSet：哈希表实现，查询/插入时间复杂度为 O(1)，依赖
hashCode()和equals()方法 - TreeSet：红黑树实现，元素按自然顺序或自定义比较器排序，操作时间复杂度为 O(log n)
Map
- HashMap：哈希表 + 链表/红黑树（JDK8+），允许 null 键值，非线程安全
- TreeMap：红黑树实现，按键自然顺序或比较器排序，适合范围查询
三、典型应用场景
-
List 应用场景
- 日志记录：按时间顺序存储操作日志，使用
ArrayList快速遍历 - 动态分页：
LinkedList实现 LRU 缓存淘汰策略（快速头尾操作）
- 日志记录：按时间顺序存储操作日志，使用
-
Set 应用场景
- 用户权限管理：
HashSet存储唯一权限标识 - 排行榜系统：
TreeSet自动维护分数排名
- 用户权限管理：
-
Map 应用场景
- 电商购物车：
HashMap以商品ID为键，存储商品数量 - 配置中心：
TreeMap按配置键名排序后输出
- 电商购物车：
四、 应用案例
（一）、List应用案例
1、多线程任务调度
// 使用 ArrayList 存储待执行的任务（按顺序执行）
List<Runnable> tasks = new ArrayList<>();
tasks.add(() -> System.out.println("Task 1"));
tasks.add(() -> System.out.println("Task 2"));
tasks.forEach(Thread::new);2、社交媒体动态列表
// 使用 HashSet 存储在线用户的唯一ID（快速判断用户是否在线）
Set<Long> onlineUsers = new HashSet<>();
onlineUsers.add(user1.getId());
if (onlineUsers.contains(user2.getId())) { /* 用户在线逻辑 */ }
3、数据分页处理
// 使用 ArrayList 分页查询数据库结果
List<Order> allOrders = fetchOrdersFromDB();
int pageSize = 10;
List<Order> page = allOrders.subList(0, Math.min(pageSize, allOrders.size()));
（二）、Set 应用案例
1、用户在线状态管理
// 使用 HashSet 存储在线用户的唯一ID（快速判断用户是否在线）
Set<Long> onlineUsers = new HashSet<>();
onlineUsers.add(user1.getId());
if (onlineUsers.contains(user2.getId())) { /* 用户在线逻辑 */ }
2、数据去重清洗
// 使用 TreeSet 对日志中的重复IP地址去重并排序
Set<String> uniqueIPs = new TreeSet<>();
logs.forEach(log -> uniqueIPs.add(log.getIP()));
3、权限交集计算
// 使用 Set 的集合操作（如取两个角色的共有权限）
Set<String> adminPermissions = new HashSet<>(Arrays.asList("delete", "edit"));
Set<String> editorPermissions = new HashSet<>(Arrays.asList("edit", "view"));
adminPermissions.retainAll(editorPermissions); // 交集结果: ["edit"]
（三）、Map 应用案例
1、缓存系统实现
// 使用 LinkedHashMap 实现简单的 LRU 缓存（最近最少使用淘汰策略）
Map<String, Object> cache = new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true) {@Overrideprotected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {return size() > 100; // 缓存上限100条}
};
2、多语言国际化
// 使用 HashMap 存储不同语言的键值对翻译
Map<String, String> zhMessages = new HashMap<>();
zhMessages.put("welcome", "欢迎");
System.out.println(zhMessages.get("welcome"));
3、事件监听器管理
// 使用 ConcurrentHashMap 存储事件类型和对应的监听器列表（线程安全）
Map<String, List<EventListener>> eventListeners = new ConcurrentHashMap<>();
eventListeners.computeIfAbsent("click", k -> new ArrayList<>()).add(new ClickListener());
五、特殊实现类案例
1、TreeMap 实现范围查询
// 查找价格在 [100, 500] 的商品
TreeMap<Integer, Product> priceMap = new TreeMap<>();
priceMap.put(200, product1);
priceMap.put(300, product2);
NavigableMap<Integer, Product> range = priceMap.subMap(100, true, 500, true);
2、EnumSet 优化枚举集合存储
// 表示工作日的枚举集合（内存高效）
EnumSet<Weekday> workingDays = EnumSet.of(Weekday.MON, Weekday.TUE, Weekday.WED);
)
