Collection 子接口之一:List接口

2020-11-18 0 By admin

鉴于Java中数组用来存储数据的局限性,我们通常使用List替代数组。
List集合类中元素有序、且可重复,集合中的每个元素都有其对应的顺序索引。
List容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置,可以根据序号存取容器中的元素。
JDK API中List接口的实现类常用的有:ArrayList、LinkedList和Vector。

一、List接口常用实现类的对比

Collection接口:单列集合,用来存储一个一个的对象
 |--List接口:存储有序的、可重复的数据。  -->“动态”数组,替换原有的数组
   |--ArrayList:作为List接口的主要实现类;线程不安全的,效率高;底层使用Object[] elementData存储。
   |--LinkedList:对于频繁的插入、删除操作,使用此类效率比ArrayList高;底层使用双向链表存储。
   |--Vector:作为List接口的古老实现类;线程安全的,效率低;底层使用Object[] elementData存储。

三个类都是实现了List接口,存储数据的特点相同:存储有序的、可重复的数据

二、ArrayList的源码分析

ArrayList 是List 接口的典型实现类、主要实现类;本质上,ArrayList是对象引用的一个”变长”数组。

2.1、jdk 7情况下

ArrayList list = new ArrayList();//底层创建了长度是10的Object[]数组elementData
list.add(123);//elementData[0] = new Integer(123);
...
list.add(11);//如果此次的添加导致底层elementData数组容量不够,则扩容。
默认情况下,扩容为原来的容量的1.5倍,同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中。

结论:建议开发中使用带参的构造器: ArrayList list = new ArrayList(int capacity)

2.2、jdk 8中ArrayList的变化

ArrayList list = new ArrayList();//底层Object[] elementData初始化为{}.并没有创建长度为10的数组
list.add(123);//第一次调用add()时,底层才创建了长度10的数组,并将数据123添加到elementData[0]
  ...
后续的添加和扩容操作与jdk 7 无异。

jdk7中的ArrayList的对象的创建类似于单例的饿汉式,而jdk8中的ArrayList的对象的创建类似于单例的懒汉式,延迟了数组的创建,节省内存。

三、LinkedList的源码分析

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
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。

LinkedList list = new LinkedList(); 内部声明了Node类型的first和last属性,默认值为null
list.add(123);//将123封装到Node中,创建了Node对象。
//其中,Node定义为:体现了LinkedList的双向链表的说法:
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;     //next变量记录下一个元素的位置
     this.prev = prev;     //prev变量记录前一个元素的位置
     }
}

四、Vector的源码分析

Vector 是一个古老的集合,JDK1.0就有了,不推荐使用。大多数操作与ArrayList相同,区别之处在于Vector是线程安全的。
在各种list中,最好把ArrayList作为缺省选择。当插入、删除频繁时,使用LinkedList;Vector总是比ArrayList慢,所以尽量避免使用。

jdk7和jdk8中通过Vector()构造器创建对象时,底层都创建了长度为10的数组。在扩容方面,默认扩容为原来的数组长度的2倍。

五、List接口中的常用方法

List除了从Collection集合继承的方法外,List 集合里添加了一些根据索引来操作集合元素的方法。

  1. void add(intindex, 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在当前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位置的元素为ele
  8. List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合
* 增:add(Object obj) / addAll(int index, Collection eles)
* 删:remove(int index) / remove(Object obj)
* 改:set(int index, Object ele)
* 查:get(int index)
* 插:add(int index, Object ele)
* 长度:size()
* 遍历:Iterator迭代器方式
*       增强for循环
*       普通的循环

public void tets(){
    ArrayList list = new ArrayList();
    list.add(123);
    list.add(456);
    list.add("AA");
    list.add(new Person("Tom",12));
    list.add(456);
//void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
    list.add(1,"BB");
    System.out.println(list);
//boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
    List list1 = Arrays.asList(1, 2, 3);
    list.addAll(list1);
    System.out.println(list.size());//9
//Object get(int index):获取指定index位置的元素
    System.out.println(list.get(2));
//int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置。如果不存在,返回-1.
    int index = list.indexOf(4567);
    System.out.println(index);
//int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置。如果不存在,返回-1.
    System.out.println(list.lastIndexOf(456));
//Object remove(int index):移除指定index位置的元素,并返回此元素
    Object obj = list.remove(0);
    System.out.println(obj);
    System.out.println(list);
//Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele
    list.set(1,"CC");
    System.out.println(list);
//List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的左闭右开区间的子集合
    List subList = list.subList(2, 4);
    System.out.println(subList);
    System.out.println(list);
}

六、List 相关测试

6.1、请问ArrayList/LinkedList/Vector的异同?

  1. 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。
  2. 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。
  3. 对于随机访问get和set,ArrayList觉得优于LinkedList,因为LinkedList要移动指针。
  4. 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。

6.2、ArrayList和Vector的区别?

  1. Vector和ArrayList几乎是完全相同的,
  2. 唯一的区别在于Vector是同步类(synchronized),属于强同步类。
  3. 因此开销就比ArrayList要大,访问要慢。正常情况下,
  4. 大多数的Java程序员使用ArrayList而不是Vector,
  5. 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,
  6. 而ArrayList是1.5倍。Vector还有一个子类Stack。

6.3、区分List中remove(int index)和remove(Object obj)

 public void testListRemove() {
  List list = new ArrayList();
  list.add(1);
  list.add(2);
  list.add(3);
  updateList(list);
  System.out.println(list);//
 }
 private void updateList(List list) {
//list.remove(2);
  list.remove(new Integer(2));
 }