4.List接口及其实现类

凝碧旧池头，一听管弦凄切。多少梨园声在，总不堪华发。

——韩元吉《好事近》

List接口及其实现类

1. List接口介绍

1. java.util.List 接口继承自 Collection 接口，是单列集合的一个重要分支，习惯性地会将实现了 List 接口的对象称为List集合。
2. 在List集合与set集合不同允许出现重复的元素，所有的元素是以一种线性方式进行存储的，在程序中可以通过索引来访问集合中的指定元素。另外，List集合还有一个特点就是元素有序，即元素的存入顺序和取出顺序一致。
3. JDK API中List接口的实现类常用的有：ArrayList、LinkedList和Vector。

2. List接口中常用方法

List作为Collection集合的子接口，不但继承了Collection接口中的全部方法，而且还增加了一些根据元素索引来操作集合的特有方法，如下：

• public void add(int index, E element) : 将指定的元素，添加到该集合中的指定位置上。 将当前位于该位置的元素（如果有）和任何后续元素（向其索引添加一个）移动。

• public E get(int index) :返回集合中指定位置的元素。

• public E remove(int index) : 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。

• public E set(int index, E element) :用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建List集合对象
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        
        // 往 尾部添加 指定元素
        list.add("图图");
        list.add("小美");
        list.add("不高兴");
        System.out.println(list);
        
        // add(int index,String s) 往指定位置添加
        list.add(1,"没头脑");
        System.out.println(list);
        
        // 删除指定位置元素 返回被删除元素
        System.out.println("删除索引位置为2的元素");
        System.out.println(list.remove(2));
        System.out.println(list);

        // 在指定位置 进行 元素替代（改）
        // 修改指定位置元素
        list.set(0, "三毛");
        System.out.println(list);
        
        // 跟size() 方法一起用来遍历
        for(int i = 0;i<list.size();i++){
            System.out.println(list.get(i));
        }
        
        //还可以使用增强for
        for (String string : list) {
            System.out.println(string);
        }
    }
}

我们学习Colletion体系的时候，发现List集合下有很多集合，它们的存储结构不同，这样就导致了这些集合它们有各自的特点，供我们在不同的环境下使用，那么常见的数据结构有哪些呢？

3. List的实现类

3.1 ArrayList集合☆

1. java.util.ArrayList 集合数据存储的结构是数组结构。元素增删慢，查找快，由于日常开发中使用最多的功能为查询数据、遍历数据，所以 ArrayList 是最常用的集合。
2. 但是ArrayList并不能完成任何需求，应结合着具体的应用场景和集合的特点进行使用。
3. ArrayList 的JDK1.8 之前与之后的实现区别？
   • JDK1.7：ArrayList像饿汉式，直接创建一个初始容量为10的数组。
   • JDK1.8：ArrayList像懒汉式，一开始创建一个长度为0的数组，当添加第一个元素时再创建一个始容量为10的数组。

/**
 * @Date 2020/11/11 18:11
 * @Version 10.21
 * @Author DuanChaojie
 */
public class Main {
    @Test
    public void testListRemove() {
        List list = new ArrayList();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        updateList(list);
        System.out.println(list);//[1, 2]
    }
    private static void updateList(List list) {
        list.remove(2);
    }
}

3.2 LinkedList集合

1. java.util.LinkedList 集合数据存储的结构是链表结构。查询慢、但是方便元素添加、删除的集合。

2. 对于 频繁的插入或删除元素的操作，建议使用LinkedList类，效率较高。

3. LinkedList： 双向链表，内部没有声明数组，而是定义了Node类型的first和last，用于记录首末元素。同时，定义内部类Node，作为LinkedList中保存数据的基本结构。Node除了保存数据，还定义了两个变量：

   • prev变量记录前一个元素的位置。

   • next变量记录下一个元素的位置。

   • 

private static class Node<E> {
    E item;
    Node<E> next;
    Node<E> prev;

    Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
        this.item = element;
        this.next = next;
        this.prev = prev;
    }
}

LinkedList常用方法

实际开发中对一个集合元素的添加与删除经常涉及到首尾操作，而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。这些方法我们作为了解即可：

• public void addFirst(E e) :将指定元素插入此列表的开头。
• public void addLast(E e) :将指定元素添加到此列表的结尾。
• public E getFirst() :返回此列表的第一个元素。
• public E getLast() :返回此列表的最后一个元素。
• public E removeFirst() :移除并返回此列表的第一个元素。
• public E removeLast() :移除并返回此列表的最后一个元素。
• public E pop() :从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。
• public void push(E e) :将元素推入此列表所表示的堆栈。
• public boolean isEmpty() ：如果列表不包含元素，则返回true。

LinkedList是List的子类，List中的方法LinkedList都是可以使用，这里就不做详细介绍，我们只需要了解LinkedList的特有方法即可。在开发时，LinkedList集合也可以作为堆栈，队列的结构使用。

public class LinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> link = new LinkedList<String>();
        //添加元素
        link.addFirst("abc1");
        link.addFirst("abc2");
        link.addFirst("abc3");
        System.out.println(link);
        // 获取元素
        System.out.println(link.getFirst());
        System.out.println(link.getLast());
        // 删除元素
        System.out.println(link.removeFirst());
        System.out.println(link.removeLast());
        while (!link.isEmpty()) { //判断集合是否为空
            System.out.println(link.pop()); //弹出集合中的栈顶元素
        }
        System.out.println(link);
    }
}

ArrayList和LinkedList的异同

二者都线程不安全，相对线程安全的Vector，执行效率高。此外，ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。对于随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。对于新增和删除操作add(特指插入)和remove，LinkedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。

3.2 Vector集合

1. Vector 是一个古老的集合，JDK1.0就有了。大多数操作与ArrayList相同，区别之处在于Vector是线程安全的。
2. 在各种List中，最好把ArrayList作为默认选择，当插入、删除频繁时，使用LinkedList。
3. Vector总是比ArrayList慢，所以尽量避免使用。
4. 新增方法：
   • void addElement(Object obj)
   • void insertElementAt(Object obj,int index)
   • void setElementAt(Object obj,int index)
   • void removeElement(Object obj)
   • void removeAllElements()

ArrayList和Vector的区别

Vector和ArrayList几乎是完全相同的，唯一的区别在于Vector是同步类(synchronized)，属于强同步类。因此开销就比ArrayList要大，访问要慢。正常情况下,大多数的Java程序员使用ArrayList而不是Vector，因为同步完全可以由程序员自己来控制。Vector每次扩容请求其大小的2倍空间，而ArrayList是1.5倍。Vector还有一个子类Stack。

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