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java集合------List

分类: 文章 • 2024-08-13 23:36:22

一.概述

　　List是一种有序集合,有时也被称为序列,可以有重复的元素.List集合相比Collection,除了直接继承的方法外,有以下拓展的操作方法

    • 位置访问---可以基于元素索引来操作元素,比如get,set,add,addAll和remove方法都支持这一点
    • 搜索---在集合中搜索一个特定对象,并返回它的索引,如indexOf和lastIndexOf方法
    • 迭代---除了继承自Collection中的迭代器,List还提供一个基于Iterator拓展的ListIterator迭代器
    • 视图---subList方法提供任意的范围操作方法

　　同Set一样,List也要求强化equal和hashCode以使两个集合元素可以进行逻辑上的比较,而不考虑他们具体实现类的类型.当两个List有相同的元素时,他们被认为是相等的.

Java 的 List 是非常常用的数据类型。List 是有序的 Collection。Java List 一共三个实现类： 分别是 ArrayList、Vector 和 LinkedList。

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ArrayList（数组）

ArrayList 是最常用的 List 实现类，内部是通过数组实现的，它允许对元素进行快速随机访问。数

组的缺点是每个元素之间不能有间隔，当数组大小不满足时需要增加存储能力，就要将已经有数

组的数据复制到新的存储空间中。当从 ArrayList 的中间位置插入或者删除元素时，需要对数组进

行复制、移动、代价比较高。因此，它适合随机查找和遍历，不适合插入和删除。

Vector（数组实现、线程同步）

Vector 与 ArrayList 一样，也是通过数组实现的，不同的是它支持线程的同步，即某一时刻只有一

个线程能够写 Vector，避免多线程同时写而引起的不一致性，但实现同步需要很高的花费，因此，

访问它比访问 ArrayList 慢。

LinkList（链表）

LinkedList 是用链表结构存储数据的，很适合数据的动态插入和删除，随机访问和遍历速度比较

慢。另外，他还提供了 List 接口中没有定义的方法，专门用于操作表头和表尾元素，可以当作堆

栈、队列和双向队列使用。

 

二.主要方法

修饰符和返回值 方法名 描述
添加功能
boolean add(int,E) 向集合指定索引处插入一个对象,该索引必须与集合连贯
boolean addAll(int,Colletion<? extend E>) 向集合指定索引处插入一个集合的所有元素,该索引必须与集合连贯
修改功能
E set(int,E) 将集合指定索引出元素修改为为指定对象,并返回旧元素
boolean remove(int) 移除指定索引处元素,集合元素数没有改变时返回false
void replaceAll(UnaryOperator<E>) 按照指定一元运算对集合内所有元素进行修改
获取功能
Object get(int) 获取指定索引处元素
int indexOf(Object) 从集合中查找给定对象第一次出现的索引,没有时返回-1
int lastIndexOf(Object) 从集合中查找给定对象最后一次出现的索引,没有时返回-1
List<E> subList(int,int) 返回指定索引之间元素组成的视图,包含起始索引元素,不包括结束索引元素
迭代器
ListIterator<E> listIterator() 获取集合序列迭代器
ListIterator<E> listIterator(int) 获取集合序列迭代器,并将指针指向给定索引元素前
void sort(Comparator<s super E>) 通过给定的排序器进行排序

　　List大多操作元素的方法都与索引有关,所以需要注意可能引起索引越界的问题,add,remove,set,get,subList这些方法,当给定索引大于集合最大索引或者为负数时,都会抛出IndexOutOfBoundsException异常.

　　List进行视图操作时,同Set集合类似,任何对视图的修改都会影响到原集合,反之亦然.

三.集合遍历

　　List从自Collection继承的Iterator迭代器基础上,还根据List特点拓展提供了一个ListIterator迭代器,ListIterator继承自Iterator,所以它也有hasNext(),next(),remove()这些方法.List在获取ListIterator时,提供了两个方法,分别是listIterator()和listIterator(int),区别是有参数的方法在获取迭代器时,会把迭代器指针预先指向给定的索引元素前.ListIterator不仅可以正向遍历,也可以反向遍历,通过hasPrevious(),previous()两个方法,从方法名可以看出,这两个方法和hasNext(),next()类似,只是操作方向相反.ListIterator还提供几个方法nextIndex(),previousIndex(),add(E),set(E).

　　nextIndex()和previousIndex()分别是获取迭代当前元素的前一个和后一个元素的索引,有这样两种情况需要注意

　　　　1.指针指向集合头部元素前时,previousIndex()返回-1;

　　　　2.指针指向集合尾部元素后时,nextIndex()返回list.size();

　　add(E)方法会在迭代的时候,向指针移动的方向后面添加一个元素,而set(E)方法将当前迭代的元素修改为给定对象.

四.实现

　　List的实现也分两种,通用实现和专用实现

　　1.通用实现

　　通用实现类主要有两个ArrayList和LinkedList.通常我们拿最多使用的是ArrayList,它对元素访问花费常量时间.但是如果频繁的对一个List头部插入元素,或者遍历集合删除元素的时候应该考虑使用LinkedList.这些操作上,LinkedList花费常量时间,ArrarList花费线性时间,在元素的访问上LinkedList花费线性时间,而ArrayList花费常量时间,这是因为ArrayList底层通过数组结构来实现,当对元素的增删时,需要重新开辟一份内存空间,并拷贝原来的数据,而LinkedList底层是链表结构,每个元素都是一个节点,节点在内存中的存储是无序随机的,但每个节点都包含前一个节点和后一个节点的内存地址,从而实现查找,在增删元素的时候,只需要修改特定节点和其对其他节点的联系.

　　综合考虑,当要使用LinkedList的时候最好测试一下LinkedList和ArrayList的性能,通常ArrayList表现更好些.

　　List还有两个遗留实现Vector,Stack.Vector相比ArrayList是线程安全的,Stack是一种后进先出的数据结构(LIFO),继承自Vector.这两个实现都不推荐使用,他们是java早期版本的遗留,仅为向上兼容,可用Collections提供的静态同步封装器封装ArrayList代替Vector,虽然Vector性能要稍好些,使用Deque的通用实现代替Stack.

　　2.专用实现

　　List专用实现类主要有CopyOnWriteList,它和CopyOnWriteSet类似,实现读写分离,不需要进行同步设置,适合用来维持一个频繁读取而很少修改的事件处理列表.

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