集合框架入门

这一课你将能做到

1. 独立使用 List/Set/Map 三大容器完成增删改查和遍历，并按场景正确选型
2. 解释泛型的作用与类型擦除的直觉，避免 Arrays.asList、ConcurrentModificationException 等经典坑
3. 用代码演示 ArrayList 扩容机制和 HashMap 判重原理——两道集合区必考面试题

为什么要学

本站后端每一层都在和集合打交道：Mapper 从 MySQL 查回 List<User>，Service 用 Map<Long, User> 组装索引，Redis 客户端返回 Set<String>，接口传参常见 List<Long> productIds。可以说，不会集合 = 不会写后端。

数组是定长的原始容器，集合是「可伸缩 + API 丰富 + 类型安全（泛型）」的现代容器。上一课的 HashMap 你已经见过一次，这一课把它讲透。

先建立图像

集合框架三大家族：

Collection（单列）
├── List  有序、可重复      → ArrayList（本站最常用）
├── Set   不重复            → HashSet（去重）
└── Queue  队列             → 少用，算法阶段再见

Map（双列，键值对，不属于 Collection）
└── HashMap：key 唯一，value 可重复（本站做缓存/索引最常用）

泛型 <>：给容器贴「只装什么类型」的标签
List<String>  = 只装 String 的 List

选型口诀：要顺序可重复 → List；要去重 → Set；要按 key 找 value → Map。

跟着做

步骤 1：List 基本操作

新建 ListDemo.java：

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

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 推荐写法：左边声明接口类型 List，右边给实现 ArrayList
        List<String> techs = new ArrayList<>();
        techs.add("java");          // 尾部追加
        techs.add("mysql");
        techs.add("redis");
        techs.add("mysql");         // List 允许重复
        System.out.println(techs);  // [java, mysql, redis, mysql]（List 重写了 toString）

        System.out.println(techs.size());      // 4
        System.out.println(techs.get(0));      // java（按下标取，O(1)）
        System.out.println(techs.indexOf("redis"));  // 2

        techs.set(1, "postgresql");            // 替换指定位置
        techs.remove("mysql");                 // 删除第一个匹配项
        System.out.println(techs.contains("redis"));  // true
        System.out.println(techs);             // [java, postgresql, redis, mysql]

        // 截取子列表：含头不含尾
        System.out.println(techs.subList(1, 3));  // [postgresql, redis]
    }
}

步骤 2：遍历与安全删除

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

public class ListLoopDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> logs = new ArrayList<>(List.of("INFO-1", "ERROR-2", "INFO-3", "ERROR-4"));

        // 方式 1：增强 for（只读场景首选）
        for (String log : logs) {
            System.out.print(log + " ");
        }
        System.out.println();

        // 方式 2：普通 for（需要下标时）
        for (int i = 0; i < logs.size(); i++) {
            if (logs.get(i).startsWith("INFO")) {
                System.out.println("跳过 " + logs.get(i));
            }
        }

        // 方式 3：forEach + lambda（JDK 8+）
        logs.forEach(l -> System.out.print(l + " "));
        System.out.println();

        // 经典坑：增强 for 遍历中直接 remove → ConcurrentModificationException
        // for (String log : logs) { if (log.startsWith("ERROR")) logs.remove(log); } // 别这么干！

        // 正确姿势 1：removeIf（最推荐）
        logs.removeIf(l -> l.startsWith("ERROR"));
        System.out.println(logs);   // [INFO-1, INFO-3]

        // 正确姿势 2：倒序普通 for 删除
        List<String> list2 = new ArrayList<>(List.of("A", "B", "C", "B"));
        for (int i = list2.size() - 1; i >= 0; i--) {
            if (list2.get(i).equals("B")) list2.remove(i);
        }
        System.out.println(list2);  // [A, C]
    }
}