Java Review (二十七、集合----- List 集合）

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三分恶在51CTO 2022-04-18 16:28:32 博主文章分类：JavaSE ©著作权

文章标签 java 数组字符串 文章分类 代码人生

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Java8 改进的List 接口和Listlterator 接口
ArrayList 和 Vector 实现类
LinkedList 实现类

List 集合代表一个元素有序、可重复的集合，集合中每个元素都有其对应的顺序索引。 List 集合允许使用重复元素，可以通过索引来访问指定位置的集合元素。 List 集合默认按元素的添加顺序设置元素的索引。

Java8 改进的List 接口和Listlterator 接口

相比较父接口 Collection，由于 List 是有序集合，因此 List 集合里增加了一些根据索引来操作集合元素的方法。

void add(int index, Object element): 将元素 element 插入到 List 集合的 index 处。
boolean addAll(int index, Collection c): 将集合 c 所包含的所有元素都插入到 List 集合的 index处。
Object get(int index): 返回集合 index 索引处的元素。
int indexOf(Object 0): 返回对象。在 List 集合中第一次出现的位置索引。
int lastlndexOf(Object 0): 返回对象。在 List 集合中最后一次出现的位置索引。
Object remove(int index): 删除并返回 index 索引处的元素。
Object set(int index, Object element): 将 index 索引处的元素替换成 e lement 对象，返回被替换的旧元素。
List subList(int fromIndex, int toIndex): 返回从索引 fromlndex (包含)到索引 to Index (不包含)处所有集合元素组成的子集合。

所有的 List 实现类都可以调用这些方法来操作集合元素。与 Set 集合相比， List 增加了根据索引来插入、替换和删除集合元素的方法。除此之外， Java 8 还为 List 接口添加了如下两个默认方法：

void replaceAll(UnaryOperator operator): 根据 operator 指定的计算规则重新设置 List 集合的所有元素。
void sort(Comparator c): 根据 Comparator 参数对 List 集合的元素排序。

下面程序示范了 List 集合的常规用法：

ListTest.java

public class ListTest
{
  public static void main(String[] args)
  {
    List books = new ArrayList();
    // 向books集合中添加三个元素
    books.add(new String("轻量级Java EE企业应用实战"));
    books.add(new String("疯狂Java讲义"));
    books.add(new String("疯狂Android讲义"));
    System.out.println(books);
    // 将新字符串对象插入在第二个位置
    books.add(1 , new String("疯狂Ajax讲义"));
    for (int i = 0 ; i < books.size() ; i++ )
    {
      System.out.println(books.get(i));
    }
    // 删除第三个元素
    books.remove(2);
    System.out.println(books);
    // 判断指定元素在List集合中位置：输出1，表明位于第二位
    System.out.println(books.indexOf(new String("疯狂Ajax讲义"))); //①
    //将第二个元素替换成新的字符串对象
    books.set(1, new String("疯狂Java讲义"));
    System.out.println(books);
    //将books集合的第二个元素（包括）
    //到第三个元素（不包括）截取成子集合
    System.out.println(books.subList(1 , 2));
  }
}

运行结果：

Java Review (二十七、集合----- List 集合）_java ①行代码处，程序试图返回新字符串对象在 List集合中的位置，实际上 List 集合中并未包含该字符串对象。因为 List 集合添加宇符串对象时，添加的是通过 new 关键宇创建的新字符串对象，①行代码处也是通过 new 关键宇创建的新字符串对象，两个字符串显然不是同一个对象，但 List 的 indexOf 方法依然可以返回 1 。

List 判断两个对象相等只要通过 equals()方法比较返回 true 即可。

ListTest2.java

class A
{
  public boolean equals(Object obj)
  {
    return true;
  }
}
public class ListTest2
{
  public static void main(String[] args)
  {
    List books = new ArrayList();
    books.add(new String("轻量级Java EE企业应用实战"));
    books.add(new String("疯狂Java讲义"));
    books.add(new String("疯狂Android讲义"));
    System.out.println(books);
    // 删除集合中A对象，将导致第一个元素被删除
    books.remove(new A());     // ①
    System.out.println(books);
    // 删除集合中A对象，再次删除集合中第一个元素
    books.remove(new A());     // ②
    System.out.println(books);
  }
}

运行结果：

Java Review (二十七、集合----- List 集合）_字符串_02 执行①行代码时，程序试图删除一个 A 对象， List 将会调用该A对象的equals()方法依次与集合元素进行比较，如果该 equalsO方法以某个集合元素作为参数时返回 true ， List将会删除该元素——A 类重写了 equalsO方法，该方法总是返回 true。所以每次从 List 集合中删除 A 对象时，总是删除 List 集合中的第一个元素。

与 Set 只提供了一个 iterator()方法不同， List 还额外提供了一个 listIterator()方法，该方法返回一个Listlterator 对象， ListIterator 接口继承了Iterator 接口，提供了专门操作 List 的方法。 ListIterator 接口在Iterator 接口基础上增加了如下方法。

boolean hasPreviousO: 返回该法代器关联的集合是否还有上一个元素。
Object previous(): 返回该迭代器的上一个元素。
void add(Object 0): 在指定位置插入一个元素。

API:java.util.List
API:java.util.ListIterator

ArrayList 和 Vector 实现类

ArrayList结构图

Java Review (二十七、集合----- List 集合）_java_03

ArrayList 和 Vector 类都是基于数组实现的 List 类，所以 ArrayList 和 Vector 类封装了一个动态的、允许再分配的 Object[]数组。 ArrayList 或 Vector 对象使用 initialCapacity 参数来设置该数组的长度，当向 ArrayList 或 Vector 中添加元素超出了该数组的长度时，它们的 initialCapacity 会自动增加。

ArrayList构造方法

public ArrayList(int initialCapacity) {
    if (initialCapacity > 0) {
        // 如果传入的初始容量大于0，就新建一个数组存储元素
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    } else if (initialCapacity == 0) {
        // 如果传入的初始容量等于0，使用空数组EMPTY_ELEMENTDATA
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    } else {
        // 如果传入的初始容量小于0，抛出异常
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: " + initialCapacity);
    }
}

对于通常的编程场景，程序员无须关心 ArrayList 或 Vector 的 initialCapacity 。但如果向ArrayList或 Vector 集合中添加大量元素时，可使用ensureCapacity(int minCapacity) 方法一次性地增加initialCapacity 。这可以减少重分配的次数，从而提高性能。

如果开始就知道 ArrayList 或 Vector 集合需要保存多少个元素，则可以在创建它们时就指定initialCapacity 大小。如果创建空的 ArrayList 或 Vector 集合时不指定 initialCapacity 参数，则 Object[] 数组的长度默认为 10 。

ArrayList属性

/**
 * 默认容量
 */
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

/**
 * 空数组，如果传入的容量为0时使用
 */
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

/**
 * 空数组，传传入容量时使用，添加第一个元素的时候会重新初始为默认容量大小
 */
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

/**
 * 存储元素的数组
 */
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access

/**
 * 集合中元素的个数
 */
private int size;

除此之外,ArrayList 和 Vector 还提供了如下两个方法来重新分配 Object[]数组:

void ensureCapacity(int minCapacity): 将 ArrayList 或 Vector 集合的 Object[]数组长度增加大于或等于 minCapacity 值。
void trimToSize(): 调整 ArrayList 或 Vector 集合的 Object[]数组长度为当前元素的个数。调用该方法可减少 ArrayList 或 Vector 集合对象占用的存储空间。

ArrayList 和 Vector 在用法上几乎完全相同，Vector十分古老，那时候 Java 还没有提供系统的集合框架，所以 Vector 里提供了一些方法名很长的方法。

除此之外， ArrayList 和 Vector 的显著区别是 :

ArrayList 是线程不安全的，当多个线程访问同一个ArrayList 集合时，如果有超过一个线程修改了 ArrayList 集合，则程序必须于动保证该集合的同步性;

但 Vector 集合则是线程安全的，无须程序保证该集合的同步性。因为 Vector 是线程安全的，所以 Vector的性能比 ArrayList 的性能要低。

API:java.util.ArrayList

API:java.util.Vector

LinkedList 实现类

LinkedList结构图

Java Review (二十七、集合----- List 集合）_数组_04

LinkedList 类是 List 接口的实现类一它是一个 List 集合，可以根据索引来随机访问集合中的元素。

除此之外， LinkedList 还实现了 Deque 接口，可以被当成双端队列来使用，还可以被当成"栈"来使用。

下面程序简单示范了 LinkedList 集合的用法：

LinkedListTest.java

public class LinkedListTest
{
  public static void main(String[] args)
  {
    LinkedList books = new LinkedList();
    // 将字符串元素加入队列的尾部
    books.offer("疯狂Java讲义");
    // 将一个字符串元素加入栈的顶部
    books.push("轻量级Java EE企业应用实战");
    // 将字符串元素添加到队列的头部（相当于栈的顶部）
    books.offerFirst("疯狂Android讲义");
    // 以List的方式（按索引访问的方式）来遍历集合元素
    for (int i = 0; i < books.size() ; i++ )
    {
      System.out.println("遍历中：" + books.get(i));
    }
    // 访问、并不删除栈顶的元素
    System.out.println(books.peekFirst());
    // 访问、并不删除队列的最后一个元素
    System.out.println(books.peekLast());
    // 将栈顶的元素弹出“栈”
    System.out.println(books.pop());
    // 下面输出将看到队列中第一个元素被删除
    System.out.println(books);
    // 访问、并删除队列的最后一个元素
    System.out.println(books.pollLast());
    // 下面输出：[轻量级Java EE企业应用实战]
    System.out.println(books);
  }
}