【Java集合】List接口常用方法及实现子类

绝地灬酷狼 2023-09-23 17:08 98阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  List接口
 *   *  > List 接口的常用方法
     *  > List的三种遍历方式
     *  > List 排序练习
     *   *  ※ ArrayList 使用注意事项
         *  ※ ArrayList 底层结构
         *  ※ Vector 底层结构
         *  ※ LinkedList 底层结构 （双向链表和增删改查案例）
     *  > ArrayList 和 LinkedList 比较

# List接口 #

![在这里插入图片描述][43e26a3b23504763868835082e466c89.png]

*  List集合类中元素有序（即添加和取出顺序一致），且可重复
 *  List集合中的每个元素都有其对应的顺序索引，即支持索引；
 *  List容器中的元素都对应一个整数型的序号记其在容器中的位置，可以根据序号存取容器中的元素
 *  List常用接口有 ArrayList、LinkedList、Vector

//1.List集合类中元素有序（即添加和取出顺序一致），且可重复
            List list = new ArrayList();
            list.add("Jack");
            list.add("Tom");
            list.add("Marry");
            list.add("Marry");
            System.out.println(list);
            //[Jack, Tom, Marry, Marry]取出输出顺序和存放顺序一致,且可重复
    
            //2.List集合中的每个元素都有其对应的顺序索引，即支持索引
            System.out.println(list.get(2));//Marry
            //3.List容器中的元素都对应一个整数型的序号记其在容器中的位置，可以根据序号存取容器中的元素

## > List 接口的常用方法 ##

1.  void add (int index,Object ele) ：在index位置插入ele元素；
2.  boolean addAll (int index,Collection eles) ：从index位置开始将eles集合中的所有元素添加进来；
3.  Object get (int index) ：获取指定index位置的元素；
4.  int indexOf (Object obj) ：返回obj在集合中首次出现的位置；
5.  int lastIndexOf (Object obj) ：返回obj在集合中末次出现的位置；
6.  Object remove (int index) ：移除指定index位置的元素，并返回此元素；
7.  Object set (int index,Object ele) ：设置指定index的位置的元素为ele，相当于是替换；
8.  List subList (int fromIndex,int toIndex) ：返回从fromIndex到toIndex位置的子集合；

> 更多方法可以自行JDK [**API在线查询**][API] 或 [**下载中文版JavaAPI帮助文档【免费0积分下载】**][JavaAPI_0]

//向上转型，用List来接收ArrayList
    List list = new ArrayList();
    
    //1. void add (int index,Object ele) ：在index位置插入ele元素；
    list.add("开心的你");
    list.add(0,"帅气的我");//在0位置插入
    System.out.println(list);//[帅气的我, 开心的你]
    
    //2. boolean addAll (int index,Collection eles) ：从index位置开始将eles集合中的所有元素添加进来；
    List list1 =  new ArrayList();
    list1.add("Jack");list1.add("Tom");list1.add("Marry");
    list.addAll(1,list1);
    System.out.println(list);//[帅气的我, Jack, Tom, Marry, 开心的你]
    
    //3. Object get (int index) ：获取指定index位置的元素；
    System.out.println(list.get(0));//帅气的我
    
    //4. int indexOf (Object obj) ：返回obj在集合中首次出现的位置；
    System.out.println(list.indexOf("开心的你"));//4
    
    //5. int lastIndexOf (Object obj) ：返回obj在集合中末次出现的位置；
    list.add("Jack");
    System.out.println(list.lastIndexOf("Jack"));//5
    
    //6. Object remove (int index) ：移除指定index位置的元素，并返回此元素；
    System.out.println(list.remove(5));//Jack
    System.out.println(list);//[帅气的我, Jack, Tom, Marry, 开心的你]
    
    //7. Object set (int index,Object ele) ：设置指定index的位置的元素为ele，相当于是替换；
    list.set(1,"!!!");
    System.out.println(list);//[帅气的我, !!!, Tom, Marry, 开心的你]
    
    //8. List subList  (int fromIndex,int toIndex) ：返回从fromIndex到toIndex位置的子集合；
    //返回的子集合： [fromIndex,toIndex) 左闭右开
    System.out.println(list.subList(2,4));//[Tom, Marry]

## > List的三种遍历方式 ##

import java.util.*;
    
    public class ListFor {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //List的实现接口子类ArrayList LinkedList Vector
            //List list = new ArrayList();
            //List list = new LinkedList();
            List list = new Vector();
            list.add("熊大");
            list.add("熊二");
            list.add("光头强");
    
            //迭代器iterator遍历
            Iterator iterator = list.iterator();
            while(iterator.hasNext()){
        
                Object next = iterator.next();
                System.out.println(next);
            }
    
            //增强for遍历
            for (Object o:list) {
        
                System.out.println(o);
            }
    
            //普通遍历
            for (int i=0;i<list.size();i++){
        
                System.out.println(list.get(i));
            }
        }
    }

## > List 排序练习 ##

import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    public class Demo {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //List list = new ArrayList();
            //List list = new LinkedList();
            List list = new Vector();
            list.add(new Book("红楼梦", 36.4f, "曹雪芹"));
            list.add(new Book("水浒传", 19.9f, "施耐庵"));
            list.add(new Book("西游记", 28.8f, "吴承恩"));
    
            //遍历
            for(Object o:list){
        
                System.out.println(o);
            }
    
            //冒泡排序
            sort(list);
            System.out.println("---- 排序后 ----");
            for(Object o:list){
        
                System.out.println(o);
            }
        }
        //静态方法：冒泡排序
        //要求价格从小到大
        public static void sort(List list){
        
    
            for (int i=0;i<list.size();i++){
        
                for (int j=0;j<list.size()-1-i;j++){
        
                    //取出对象book
                    Book book1 = (Book) list.get(j);
                    Book book2 = (Book) list.get(j+1);
                    if(book1.getPrice()>book2.getPrice()){
        
                        //交换
                        list.set(j,book2);
                        list.set(j+1,book1);
                    }
    
                }
            }
        }
    }
    class Book{
        
        private String name;
        private float price;
        private String author;
    
        @Override
        public String toString() {
        
            return "书名： "+name+"  价格： "+price+"  作者： "+author;
        }
    
        public Book(String name, float price, String author) {
        
            this.name = name;
            this.price = price;
            this.author = author;
        }
    
        public void setName(String name) {
        
            this.name = name;
        }
    
        public void setPrice(float price) {
        
            this.price = price;
        }
    
        public void setAuthor(String author) {
        
            this.author = author;
        }
    
        public String getName() {
        
            return name;
        }
    
        public float getPrice() {
        
            return price;
        }
    
        public String getAuthor() {
        
            return author;
        }
    }

### ※ ArrayList 使用注意事项 ###

*  允许存放任何元素，包括空元素null

ArrayList list = new ArrayList();
    list.add(null);
    list.add("OK")；
    list.add(null);
    System.out.println(list);
    //[null,OK,null]

*  ArrayList 是由数组来实现数据存储的；
 *  ArrayList基本等同于 Vector ，除了 ArrayList是线程不安全的，但执行效率高，在**多线程的情况下不建议用ArrayList**；

### ※ ArrayList 底层结构 ###

*  ArrayList中维护了一个Object类型的数组  
    transient Object\[ \] elementData; //transient 短暂的 表示该属性不会被序列化
 *  当创建ArrayList对象时，如果使用的是无参构造器，则初始elementData容量为0 ，第一次添加则扩容elementData为10，如需要再次扩容，则扩容elementData为1.5 倍；
 *  如果使用的是指定大小的构造器，则初始扩容elementData容量为指定大小，如果需要再次扩容，则直接扩容为1.5倍；

### ※ Vector 底层结构 ###

*  Vector 底层也是一个对象数组，protected Object\[ \] elementData；
 *  Vector 是线程同步的，即线程安全，Vector类的操作方法带有synchronized
 *  在开发中，需要线程同步安全时，考虑使用Vector

### ※ LinkedList 底层结构 （双向链表和增删改查案例） ###

![在这里插入图片描述][bb6e31be5a9247f1b3a417041006708a.png]

*  LinkedList 实现了双向链表和双端队列的特点
 *  可以添加任意元素（元素可以重复），包括null；
 *  线程不安全，没有实现同步
 *  LinkedList底层维护了一个双向链表；
 *  LinkedList中维护了两个属性first和last分别指向 首节点 和 尾节点；
 *  每个节点（Node对象），里面又维护了prev、next、item三个属性，其中通过prev指向前一个，通过next指向后一个节点，最终完成双向链表；
 *  所以 LinkedList的元素的添加和删除不是通过数组完成的，相对来说效率较高；

**双向链表的模拟：**

public class TestLinkedList01 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //模拟一个简单的双向链表
            Node jack = new Node("Jack");
            Node tom = new Node("Tom");
            Node marry = new Node("Marry");
    
            //连接三个节点，形成双向链表
            //jack -> tom -> marry
            jack.next = tom;
            tom.next = marry;
            //jack <- tom <- marry
            marry.pre = tom;
            tom.pre = jack;
    
            Node first = jack;//让first引用指向jack，就是双向链表的首节点
            Node last = marry;//让last引用指向marry，就是双向链表的尾节点
    
            //演示 从头到尾 遍历
            System.out.println("--------- 从头到尾的遍历 --------");
            while(true){
        
                if(first == null){
        
                    break;
                }
                //输出first信息
                System.out.println(first);
                first = first.next;//输出完以后，first指向下一个
                /*
                        Node name = Jack
                        Node name = Tom
                        Node name = Marry
                        进程已结束,退出代码0
                 */
            }
            //从尾到头的遍历
            System.out.println("--------- 从尾到头遍历 --------");
            while(true){
        
                if(last == null){
        
                    break;
                }
                //输出last信息
                System.out.println(last);
                last = last.pre;//输出完以后，first指向下一个
                /*
                        Node name = Marry
                        Node name = Tom
                        Node name = Jack
                 */
            }
    
            //演示链表的添加对象/数据
            //在tom和marry之间插入一个对象
            //1.先创建一个Node节点,name为smith
            Node smith = new Node("Smith");
            //2.把smith加入双向链表
            smith.next = marry;
            smith.pre = tom;
            marry.pre = smith;
            tom.next = smith;
            //3.让first再次指向jack
            first =  jack;
            //演示 从头到尾 遍历
            System.out.println("--------- 插入smith后 从头到尾的遍历 --------");
            while(true){
        
                if(first == null){
        
                    break;
                }
                //输出first信息
                System.out.println(first);
                first = first.next;//输出完以后，first指向下一个
            }/*
                    Node name = Jack
                    Node name = Tom
                    Node name = Smith
                    Node name = Marry
            */
    
    
        }
    
    
    }
    
    
    //定义一个Node类，Node对象表示双向链表的一个节点
    class Node{
        
        public Object item;//真正存放数据的地方
        public Node next;//指向下一个节点
        public Node pre;//指向前一个节点
        public Node(Object name){
        
            this.item  = name;
        }
        public String toString(){
        
            return "Node name = "+item;
        }
    }

**LinkedList的增删改查案例：**

import java.util.Iterator;
    import java.util.LinkedList;
    
    public class LinkListCRUD {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            LinkedList linkedList = new LinkedList();
    
            //增
            linkedList.add(1);//size=0添加一个新节点，首尾指针都指向这个新节点
            linkedList.add(2);//last指向新节点，first还是指向第一个节点，next指向新节点
            linkedList.add(3);
            System.out.println("增后： "+linkedList);
    
            //删
            linkedList.remove();//默认删除第一个
            System.out.println("删后： "+linkedList);//就是去掉指针
    
            //改
            linkedList.set(1,999);
            System.out.println("改后： "+linkedList);
    
    
            //查
            //get(1) 得到双向链表的第二个对象
            Object o = linkedList.get(1);
            System.out.println(o);//999
    
            //因为LinkedList是实现了List接口，所以遍历方式：
            Iterator iterator = linkedList.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
         //快捷输入itit
                Object next =  iterator.next();
                System.out.println(next);
            }
            //还有增强for 和普通for 遍历
        }
    }

(可以自行debug看一下调用方法的实现)

--------------------

## > ArrayList 和 LinkedList 比较 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>集合</th> 
   <th>底层结构</th> 
   <th>增删的效率</th> 
   <th>改查的效率</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>ArrayList</td> 
   <td>可变数组</td> 
   <td>较低，数组扩容</td> 
   <td>较高</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>LinkedList</td> 
   <td>双向链表</td> 
   <td>较高，通过链表追加</td> 
   <td>较低</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

如何选择 ArrayList 和 LinkedList :

1.  如果改查的操作较多，选择 ArrayList；
2.  如果增删的操作较多，选择 LinkedList；
3.  一般程序中，80%-90%都是查询，因此大部分会使用ArrayList；
4.  在项目中，灵活选择，可以一个模块用LinkedList，一个模块用ArrayList；

> 多线程的情况还是考虑 Vector ，因为它是线程安全的

[43e26a3b23504763868835082e466c89.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/43e26a3b23504763868835082e466c89.png
[API]: https://www.matools.com/api/java8
[JavaAPI_0]: https://download.csdn.net/download/Lov1_BYS/86512924
[bb6e31be5a9247f1b3a417041006708a.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/bb6e31be5a9247f1b3a417041006708a.png