在 Java 算法刷题和日常开发中，HashMap、HashSet、ArrayList 是使用率最高的三个集合工具，堪称「刷题三巨头」。本文整理了它们的基础用法、核心方法、高频场景、易错点，纯干货无废话，背会就能直接上手写代码！

一、HashMap 键值对映射神器

核心特点

• 存储结构：key-value 键值对，key 唯一、value 可重复
• 性能：增删改查均为 O (1)，效率拉满
• 特性：无序，不保证存储顺序

1. 基础创建

泛型指定键和值的类型，支持任意引用类型：

// 字符为键，整数为值（常用：字符计数）
HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<>();
// 整数为键，整数为值（常用：数字计数）
HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();

2. 核心常用方法（刷题必背）

方法	作用	关键特性
put(key, value)	存入键值对	键重复时覆盖旧值
get(key)	根据键取值	键不存在返回 null
getOrDefault(key, 默认值)	安全取值	键不存在返回默认值，避免空指针（刷题首选）
containsKey(key)	判断键是否存在	返回 boolean 值
remove(key)	删除指定键的键值对	直接删除，无返回值
isEmpty()	判断是否为空	空返回 true
size()	获取键值对数量	返回 int 类型

代码示例：

map.put('a', 1); // 存值
Integer val = map.get('a'); // 取值
map.getOrDefault('b', 0); // 无'b'，返回0
if(map.containsKey('a')){} // 判断键存在

3. 三种遍历方式

// 1. 遍历所有key（最常用）
for(char k : map.keySet()){}

// 2. 遍历所有value
for(int v : map.values()){}

// 3. 键值对一起遍历
for(Map.Entry<Character,Integer> entry : map.entrySet()){
    char k = entry.getKey();
    int v = entry.getValue();
}

4. 刷题万能计数模板

所有频次统计、异位词、重复数题目直接套：

// 元素计数+1
map.put(c, map.getOrDefault(c, 0) + 1);
// 元素计数-1
map.put(c, map.get(c) - 1);

5. 高频易错点

1. 比较内容不能用 ==，必须用 equals()
2. get(key) 无结果返回 null，int 接收会报错 → 优先用 getOrDefault
3. HashMap 无序，需要有序用 LinkedHashMap

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二、HashSet 去重 & 存在判断神器

核心特点

• 存储结构：单个元素，无键值对
• 核心特性：元素不重复、无序
• 性能：查询 O (1)，专门用于去重和存在性判断

1. 基础创建

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

// 字符集合
Set<Character> set = new HashSet<>();
// 整数集合
Set<Integer> set = new HashSet<>();

2. 核心常用方法（必背）

方法	作用	关键特性
add(元素)	添加元素	重复元素自动忽略
contains(元素)	判断元素是否存在	返回 boolean（刷题高频）
remove(元素)	删除指定元素	直接删除
isEmpty()	判断是否为空	空返回 true
size()	获取元素个数	返回 int
clear()	清空所有元素	无返回值

代码示例：

set.add('a'); // 添加元素
if(set.contains('a')){} // 判断存在
set.remove('b'); // 删除元素

3. 常用遍历

// 增强for循环（最简单）
for(char c : set){ }

4. 刷题高频场景

• 数组 / 字符串去重
• 判断是否包含重复元素
• 快速校验元素是否存在

5. HashSet vs HashMap（必考）

• HashSet：存单个元素，用于去重、判断存在
• HashMap：存键值对，用于统计次数、数据映射

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三、ArrayList 动态数组神器

核心特点

• 对比普通数组：长度动态可变，自动扩容
• 底层：动态数组，支持下标访问
• 注意：只能存引用类型，基本类型用包装类（Integer/Character）

1. 基础创建

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

// 整数动态数组
List<Integer> list = new ArrayList<>();
// 字符动态数组
List<Character> list = new ArrayList<>();
// 字符串动态数组
List<String> list = new ArrayList<>();

2. 核心常用方法（刷题天花板）

新增元素

• add(e)：末尾添加元素，返回 boolean
• add(index, e)：指定下标插入元素

list.add(3); // 末尾加3
list.add(1, 5); // 下标1处插入5

获取 & 修改元素

• get(index)：获取指定下标元素
• set(index, e)：修改指定下标元素，返回被替换的旧值

int num = list.get(0); // 取下标0
int old = list.set(0, 99); // 修改下标0为99

删除元素（高频易错）

• remove(int index)：按下标删除，返回被删元素
• remove(Object o)：按元素删除，返回 boolean

int del = list.remove(0); // 删除下标0
boolean ok = list.remove((Integer)5); // 删除元素5

其他常用方法

方法	作用
size()	获取元素个数
isEmpty()	判断是否为空
contains()	判断元素是否存在
indexOf()	获取元素第一个下标，无则返回 - 1
clear()	清空集合

3. 数组 ↔ ArrayList 互转（算法高频）

// 1. 数组转ArrayList（遍历添加）
int[] arr = {1,2,3};
List<Integer> list = new ArrayList<>();
for(int num : arr){ list.add(num); }

// 2. ArrayList转数组
Integer[] arr = list.toArray(new Integer[0]);

4. 极简总结

1. add(e) → 末尾添加
2. get(i) → 下标取值
3. set(i,e) → 修改元素
4. remove(i) → 按下标删
5. remove(obj) → 按元素删
6. size() → 查长度
7. contains() → 判存在

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总结

这三个集合是 Java 刷题的「基础骨架」：

• 统计次数、存映射 → 用 HashMap
• 去重、判存在 → 用 HashSet
• 动态存数据、下标访问 → 用 ArrayList

熟记本文的方法和场景，算法题和开发代码直接秒写！