Java数据结构list集合ArrayList集合LinkedList集合Vector集合

Posted 2023-02-28 苦海123

数据结构：

数据存储的常用结构有：栈、队列、数组、链表、红黑树。

栈：stack,又称堆栈，它是运算受限的线性表，其限制是仅允许在标的一端进行插入和删除操作，不允许在其他任何位置进行添加、查找、删除等操作，简单的说，采用该结构的集合，对元素的存取有着前进后出、栈的入口和出口都是栈的顶端位置的特点。

队列：queue,简称队，它同堆栈一样，也是一种运算受限的线性表，其限制是仅允许在表的一端进行插入，而在表的另一端进行删除。简单的说采用该结构的集合有先进先出、队列的入口和出口各占一侧的特点。

数组：有序的元素序列，数组是在内存中开辟的一段连续的空间，并在此空间存放元素，就像是一排出租屋，有100个房间，这几100个房间是有顺序编号的，通过编号就可以快速的找到元素，其特点：通过索引可快速找到元素，但是增删元素慢；（指定索引位置新增元素：需要创建一个新数组，将指定新元素存储在指定索引位置，在把原数组元素根据索引，复制到新的数组对应索引的位置）

链表：linked list,由一系列结点node组成，链表中每个元素称为结点，结点可以在运行时动态生成，每个结点包括两部分，一是存储数据元素的数据域，二是存储下一个结点地址的指针域，常说的链表有单向链表和双向链表，其单向链表特点：多个结点之间通过地址进行连接，查找元素慢，增删元素快（查找某个元素需要通过连接的结点依次向后查找指定元素，增加元素只需要修改连接下个元素的地址即可

红黑树：二叉树，binary tree,是每个结点不超过2的有序树，顶上的结点称为根节点，两边的结点称为左子树和右子树，其特点:查询速度非常快。

list集合 ：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

// List集合继承了Collection接口，具有以下特点：存和取元素是有序的、有索引且包含了带索引的方法，允许存储重复的元素
public class ListClass 
    public static void main(String[] args) 
        // 创建一个list集合：并使用它特有的方法：
        List<String> list = new ArrayList<String>();

        // 1.add()向集合中添加元素：add方法传入一个参数时表示给list末尾追加元素；当有两个参数时，参数1表示要追加元素的索引位置，参数二表示追加的元素
        list.add("a");
        list.add("a");
        list.add("bc");
        System.out.println(list); // [a, a, bc]

        list.add(1,"b");
        System.out.println(list); // [a, b, a, bc]

        // 2.remove()移除指定索引位置的元素，并返回被移除的元素，接收一个参数时即元素索引
        String removedElement = list.remove(0);
        System.out.println(removedElement); // a
        System.out.println(list); // [b, a, bc]

        // 3.set()用某个元素替换集合中指定位置的元素，并将之前的被替换的元素返回，接收两个参数时，第一个参数是要替换元素的索引位置，第二个参数表示要替换的新元素
        String setElement = list.set(1, "f");
        System.out.println(setElement); // a
        System.out.println(list); // [b, f, bc]

        // 4.get()获取指定索引位置的元素，传入一个参数表示索引
        String getElement = list.get(1);
        System.out.println(getElement); // f

        // 扩展：遍历集合可以使用普通的for-i，通过get(i)拿到每一个元素外，还可以使用迭代器，除此之外，也可以使用加强版for(类似javascript中的for in,只需将in改为冒号,且这里变量表示某个元素，而JavaScript中变量表示索引),如：
        for (String item : list) 
            System.out.println(item); // 分别打印每一个元素
        ;
    

ArrayList集合底层原理 ：

ArrayList是List集合的一个实现类，底层是一个数组，数组的特点长度不变，当使用add等方法的时候，实际是先创建一个长度比原来多1的新数组，然后将旧数组拷贝到新数组里面去，这也不难理解ArrayList增删难的弊端，又因为数组中元素的索引是连续的，因此查询速度非常快。

LinkedList集合：

此集合是List接口的链表实现，此实现类为多线程，即非同步。特别注意此实现类不能使用多态的方式创建对象。

import java.util.LinkedList;

// LinkedList是List接口的一个实现类，底层是一个链表结构，查询慢，增删快，并且该实现类有很多特有的方法来操作元素，因为是特有的，因此不能使用多态的方式来使用这些特有的方法。
public class LinkedListClass 
    public static void main(String[] args) 
        // 因为LinkedList不能使用多态的方式创建对象，因此我们使用普通的方式创建对象并使用其特有的方法：
        LinkedList<String> lt = new LinkedList<String>();

        // 使用非特有方法add()向结合中添加默认元素：
        lt.add("a");
        lt.add("b");
        lt.add("c");
        System.out.println(lt); // [a, b, c]

        // 下面是特有方法：
        // 1.addFirst()方法向集合的最前面添加元素：
        lt.addFirst("F");
        System.out.println(lt); // [F, a, b, c]

        // 2.push()向集合最前面添加元素，等效于addFirst(),和javascript中push方法有个天壤之别，因为js中push方法是在数组后面追加元素：
        lt.push("H");
        System.out.println(lt); // [H, F, a, b, c]

        // 3.addLast()向集合的最后面添加元素,和add()没多大区别：
        lt.addLast("V");
        System.out.println(lt); // [H, F, a, b, c, V]

        // 4.getFirst()获取并返回第一个元素：空集合不能使用此方法，否则会报异常
        String firstItem = lt.getFirst();
        System.out.println(firstItem); // H

        // 5.getLast()获取并返回最后一个元素：空集合不能使用此方法，否则会报异常
        String lastItem = lt.getLast();
        System.out.println(lastItem); // V

        // 6.removeFirst()移除并返回集合的第一个元素：
        String reFiItem = lt.removeFirst();
        System.out.println(reFiItem); // H
        System.out.println(lt); // [F, a, b, c, V]

        // 7.pop()移除返回集合第一个元素，和removeFirst()类似：
        String pFiItem = lt.pop();
        System.out.println(pFiItem); // F
        System.out.println(lt); // [a, b, c, V]

        // 8.removeLast()移除并返回集合中最后一个元素：
        String reLastItem = lt.removeLast();
        System.out.println(reLastItem); // V
        System.out.println(lt); // [a, b, c]

        // 9.clear()清空集合中的元素：
        lt.clear();
        System.out.println(lt); // []
    

Vector集合：

Vector类可以实现可增长的对象数组，单线程的。之前的旧api，被ArrayList取代了。

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笔者：苦海