JAVA-基础-List接口

Posted 2020-11-21 代码运输工

 List接口

此接口的用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制。用户可以根据元素的整数索引（在列表中的位置）访问元素，并搜索列表中的元素。

特点:

元素存取有序

集合中可以有重复元素,通过元素的equals方法来判断是否为重复元素(实则为判断地址是否相等)

元素可以为null

是一个带有索引的集合,可以通过索引精确操作集合中的元素

List接口常用子类:

ArrayList,--------数组

LinkedList,-------双向链表结构

List接口常用方法:

增加元素:add(Object e):从集合末尾处添加元素

add(int index,Object e):向集合指定的索引处添加元素,原油元素依次后移

删除元素:remove(Object e):将指定元素对象从集合中删除,返回值为被删除的对象

remove(int index,Object e):将元素从指定索引处删除,返回值为被删除对象

替换元素:set(int index,Object e)将指定索引处的元素替换成指定元素,返回值为替换前的元素

查询元素:get\'(int index) 获取索引处的元素并返回该元素

List<String> list = new ArrayList<String>();
//1,添加元素。
list.add("小红");
list.add("小梅");
list.add("小强");
//2,插入元素。插入元素前的集合["小红","小梅","小强"]
list.add(1, "老王"); //插入元素后的集合["小红","老王","小梅","小强"]
//3,删除元素。
list.remove(2);// 删除元素后的集合["小红","老王","小强"]
//4,修改元素。
list.set(1, "隔壁老王");// 修改元素后的集合["小红","隔壁老王","小强"]

Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    String str = it.next();
    System.out.println(str);
}

因为List集合有索引,也可以用索引来进行迭代

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    String str = list.get(i);
    System.out.println(str);            
}

 Iterator的并发修改异常

public class IteratorDemo {
//在list集合迭代元素中，对元素进行判断，一旦条件满足就添加一个新元素
    public static void main(String[] args) {
        //创建List集合
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        //给集合中添加元素
        list.add("abc1");
        list.add("abc2");
        list.add("abc3");
        list.add("abc4");
        //迭代集合，当有元素为"abc2"时，集合加入新元素"a"
        Iterator<String> it = list.iterator();
        while(it.hasNext()){
            String str = it.next();
            //判断取出的元素是否是"abc2"，是就添加一个新元素
            if("abc2".equals(str)){
                list.add("a");// 该操作会导致程序出错
            }
        }
        //打印容器中的元素
        System.out.println(list);
    }
}

 

运行上述代码发生了错误 java.util.ConcurrentModificationException[L1] 这是什么原因呢？

在迭代过程中，使用了集合的方法对元素进行操作。导致迭代器并不知道集合中的变化，容易引发数据的不确定性。

并发修改异常解决办法：在迭代时，不要使用集合的方法操作元素。

---

并发修改异常

通过ListIterator迭代器操作元素是可以的，ListIterator的出现，解决了使用Iterator迭代过程中可能会发生的错误情况。

 List集合存储数据的结构:

数据存储的常用结构有：堆栈、队列、数组、链表。

 堆栈，采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：

先进后出,

栈的入口、出口的都是栈的顶端位置

压栈：就是存元素。即，把元素存储到栈的顶端位置，栈中已有元素依次向栈底方向移动一个位置。

弹栈：就是取元素。即，把栈的顶端位置元素取出，栈中已有元素依次向栈顶方向移动一个位置。

队列，采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：

先进先出

队列的入口、出口各占一侧

数组

 查找元素快：通过索引，可以快速访问指定位置的元素

 指定索引位置增加元素：需要创建一个新数组，将指定新元素存储在指定索引位置，再把原数组元素根据索引，复制到新数组对应索引的位置。

指定索引位置删除元素：需要创建一个新数组，把原数组元素根据索引，复制到新数组对应索引的位置，原数组中指定索引位置元素不复制到新数组中

 

链表

多个节点之间，通过地址进行连接。例如，多个人手拉手，每个人使用自己的右手拉住下个人的左手，依次类推，这样多个人就连在一起了。

 查找元素慢：想查找某个元素，需要通过连接的节点，依次向后查找指定元素

 增删元素快：

 增加元素：操作如左图，只需要修改连接下个元素的地址即可。

 删除元素：操作如右图，只需要修改连接下个元素的地址即可。

 

 ArrayList集合

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。

LenkedList集合

LinkedList集合数据存储的结构是链表结构。方便元素添加、删除的集合。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。

LinkedList是List的子类，List中的方法LinkedList都是可以使用

    LinkedList<String> link = new LinkedList<String>();
        //添加元素
        link.addFirst("abc1");
        link.addFirst("abc2");
        link.addFirst("abc3");
        //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
       }

 

Vector集合数据存储的结构是数组结构，为JDK中最早提供的集合。Vector中提供了一个独特的取出方式，就是枚举Enumeration，它其实就是早期的迭代器。Vector集合已被ArrayList替代。枚举Enumeration已被迭代器Iterator替代。

 

List和Array的区别:

相同之处：

都可以表示一组同类型的对象

都使用下标进行索引

不同之处:

数组可以存储任何类型元素

List不可以存储基本数据类型,需要包装

数组容量固定,List可以动态增长

数组效率高; List 由于要维护额外内容，效率相对低一些

总结:

容量固定时 优先使用数组,容纳类型更多,更高效

在容量不确定的情况下List更有优势

 

 

ArrayList 的扩容机制:

public boolean add(E object) {
    Object[] a = array;
    int s = size;
    //当放满时，扩容
    if (s == a.length) {
        //MIN_CAPACITY_INCREMENT 为常量，12
        Object[] newArray = new Object[s +
                (s < (MIN_CAPACITY_INCREMENT / 2) ?
                 MIN_CAPACITY_INCREMENT : s >> 1)];
        System.arraycopy(a, 0, newArray, 0, s);
        array = a = newArray;
    }
    a[s] = object;
    size = s + 1;
    modCount++;
    return true;
}

• 当 ArrayList 的元素个数小于 6 时，容量达到最大时，元素容量会扩增 12；
• 反之，增加 当前元素个数的一半。

 

LinkedList 的扩容机制：

public boolean add(E object) {
    return addLastImpl(object);
}

private boolean addLastImpl(E object) {
    Link<E> oldLast = voidLink.previous;
    Link<E> newLink = new Link<E>(object, oldLast, voidLink);
    voidLink.previous = newLink;
    oldLast.next = newLink;
    size++;
    modCount++;
    return true;
}

可以看到 linkedList没有扩容机制!

这是由于 LinedList 实际上是一个双向链表，不存在元素个数限制，使劲加就行了。

transient Link<E> voidLink;

private static final class Link<ET> {
    ET data;

    Link<ET> previous, next;

    Link(ET o, Link<ET> p, Link<ET> n) {
        data = o;
        previous = p;
        next = n;
    }
}

在 List 中有两个转换成 数组 的方法：

Object[] toArray()

返回一个包含 List 中所有元素的数组；

 

T[] toArray(T[] array)

作用同上，不同的是当 参数 array 的长度比 List 的元素大时，会使用参数 array 保存 List 中的元素；否则会创建一个新的 数组存放 List 中的所有元素；