详解 List接口

Posted 2020-11-27 codderyouzg

本篇博文所讲解的这两个类，都是泛型类（关于泛型，本人在之前的博文中提到过），我们在学习C语言时，对于数据的存储，用的差不多都是数组和链表。
但是，在Java中，链表就相对地失去了它的存在价值，因为Java没有指针，但处处是指针。
但是，本篇博文所讲解的List，并不是完全地比数组好，能够取代数组，因为我们若是要用Java去打一些算法比赛，抑或是参加公司的面试时遇到算法题，想用Java去做的话，数组和List都分别有应用场景。
但是，Java并不是打算法最好的语言，现前阶段最好的打算法语言还是C/C++。扯多了，那么，现在就开始本篇博文的讲解吧：

（请关注 本人“Collection集合”博文——《详解 Collection集合》）

List接口：

特点：

1. 元素有序；
2. 每一个元素都存在一个索引；
3. 元素可以重复

常用方法;

• void add(int index,E element)-----在指定索引处添加元素
• E remove(int index)------------------移除指定索引处的元素 返回的是移除的元素
• E get(int index)------------------------获取指定索引处的元素
• E set(int index,E element)----------更改指定索引处的元素 返回的而是被替换的元素
• Iterator < E > iterator()---------------根据当前List的存储的数据获取迭代器
• int indexOf(Object o)------------------返回此列表中第一次出现的指定元素的索引；如果此列表不包含该元素，则返回 -1
• int lastIndexOf(Object o)------------返回此列表中最后出现的指定元素的索引；如果列表不包含此元素，则返回 -1
• Object[] toArray()----------------------返回按适当顺序包含列表中的所有元素的数组(从第一个元素到最后一个元素)

继承体系：

父接口：
Collection泛型接口、Iterable泛型接口
子实现类：
ArrayList, LinkedList, Vector,
Stack, AbstractList, AbstractSequentialList, AttributeList, CopyOnWriteArrayList, RoleList, RoleUnresolvedList

看到父接口有Iterable接口，我们就知道了它可以获取迭代器（相关知识点详解请观看本人博文——《详解 迭代器 —— Iterator接口、 ListIterator接口 与 并发修改异常》）

那么，在本篇博文中，本人就来讲解一般我们的平常应用中最常见的三个实现子类——

首先，本人先来讲解一下三者各自的特点：

ArrayList:

• 底层数据结构是数组，查询快，增删慢
• 线程不安全，效率高
• 只能存储同一类型 或 定义类型的子类 的元素

Vector:

• 底层数据结构是数组，查询快，增删慢
• 线程安全，效率低
• 可存储不同类型的元素

LinkedList:

• 底层数据结构是链表，查询慢，增删快
• 线程不安全，效率高
• 只能存储同一类型 或 定义类型的子类 的元素

---

ArrayList：

ArrayList是泛型类，可以存储 任意一种 指定类型数据。
ArrayList最大的好处就是“动态”，使用时可以不必关心数组空间的大小。因为ArrayList可以根据实际存储的数据来调整这个容器空间的大小。
但是，我们要注意的一点是 —— ArrayList的底层是通过数组实现的
我们在访问数组时，也可以采用下标遍历的方法。
下面本人来展示一下使用方法：

package com.mec.study;

import java.util.ArrayList;

public class AboutArrayList {

    public static void main(String args[]) {
        int[] a = {1, 2, 3, 4, 5};
        ArrayList<Integer>arr = new ArrayList<>();
        //初始化int 型 ArrayList 对象 array（注意：<>表示ArrayList是一个泛类）
        for(int i = 0; i<a.length; i++) {
            arr.add(a[i]);
            //将a数组中的值，传递到arr数组中去
        }
        
        for(int num : arr) {    //这条语句等价于：int i = 0; num=a[i], i<a.length; i++
            System.out.println(num);            
        }
    }
    
}

现在，我们来看看运行结果：
上述代码中：int num : arr 一行详解：
“:”前是元素，元素的类型必须与ArrayList的泛型一致；
这个元素就是后面数组的每一个元素，而且是按照下标顺序从前往后取的

上面的操作方法，对于LinkedList也是同样适用的，但二者还是有区别的，本人在《数据结构与算法》专栏的博文中曾将提到过：
数组是连续存储结构，存储空间利用率高，支持随机定位。但是数组的空间大小是固定的，所以，对于元素的增添和删除，时间复杂度就比较高（O(n)）；
链表是非连续存储结构，存储空间利用率底，只能顺序定位，但空间大小可变，所以，对于元素的增添和删除，时间复杂度就很低（O(1)）。

所以，在这里，本人再将《数据结构与算法》专栏中提到的知识点强调一下：
若我们定义的存储空间，大多数是需要追加、查找 甚至是 排序操作，就用ArrayList类列表；
若我们定义的存储空间，大多数是需要数据的插入、删除等操作，就用LinkedList类列表。

那么，虽然 LinkedList的基本知识点和ArrayList 类似，接下来，本人来通过 LinkedList使用例子来展示下对于 LinkedList的使用：

---

LinkedList

同样地，我们要注意的一点是 —— LinkedList的底层是通过链表实现的
我们直接看代码：
我们借用之前博文中编写的Complex类：

package com.mec.study;

import java.util.LinkedList;

import com.mec.study.complex.Complex;

public class AboutLinkedList {

    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<Complex> complexList = new LinkedList<>();
        complexList.add(new Complex());
        complexList.add(new Complex(2, 3));
        complexList.add(new Complex(4, 5));
        
        for(Complex c : complexList) {
            System.out.println(c);
        }
    }

}

那么，接下来，本人要讲一个非常重要的方法——indexOf() （元素定位法），我们直接上代码：
为了不让同学们感到复杂疑惑，本人在上面的代码的基础上直接进行追加：

package com.mec.study;

import java.util.LinkedList;

import com.mec.study.complex.Complex;

public class AboutLinkedList {

    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<Complex> complexList = new LinkedList<>();
        complexList.add(new Complex());
        complexList.add(new Complex(2, 3));
        complexList.add(new Complex(4, 5));
        
        for(Complex c : complexList) {
            System.out.println(c);
        }
        
        Complex c = new Complex(2, 3);
        //我们要讲解的方法
        int index = complexList.indexOf(c);
        System.out.println(index);
    }

}

可以看到，这个方法定义：
数组的下标从0开始，这和我们C语言中的下标定义是一样的。
但是，其实这个方法有很深邃的内涵——它会自动调用equals()方法进行“相等判断”
那么，就有同学想起来了，我们在Complex类中已经将equal()方法覆盖了，那么，是不是用Object类所给的equal()方法就要出错呢？
下面本人将对equal()方法的覆盖注释起来，观看运行结果：

可以看到，返回值是-1，没错，上述的猜想是正确的：
调用indexOf()方法，就会自动调用equals()方法，
若不匹配，则返回-1；
若匹配，则返回下标最小的、匹配的元素的下标。

最后一个知识点——contains()方法 （判断元素是否存在的方法）：
我们还是直接上代码：

package com.mec.study;

import java.util.LinkedList;

import com.mec.study.complex.Complex;

public class AboutLinkedList {

    public static void main(String[] args) {
        Complex c = new Complex(2, 3);
        
        LinkedList<Complex> complexList = new LinkedList<>();
        complexList.add(new Complex());
        complexList.add(new Complex(2, 3));
        complexList.add(new Complex(4, 5));
        complexList.add(new Complex(2, 3));
        
        //我们要讲解的方法
        System.out.println(complexList.contains(c));
    }

}

没错，看到这里，基本上我们就能得出结论了：
contains()方法和 indexOf()方法 一样，这个方法也会调用 equals()方法，
而且返回值遵循以下原则：
若该数组中存在该元素，则返回true；
若不存在，则返回false。

总之呢，我们只要时刻记住，ArrayList的本质是数组，LinkedList的本质是链表，那么，在需要的时候，我们就会自然而然会根据以往的编程经验选择出最优方案。

至于有关这两个类的API，本人在本片博文中就仅仅讲解如上几种，其余的API大家在使用时 识名 即可 知其意，不必去死记硬背。

---

Vector：

概述:

Vector 类可以实现可增长的对象数组 ,
Vector 容器中可以存储 不同类型的元素
Vector 是同步的，即线程安全的

常用特有方法：

• public void addElement(E obj)
• public E elementAt(int index)
• public Enumeration elements()

本人还是来展示下对这个类的方法的使用：

package about_vector;

import java.util.Vector;

public class Test {
    
    public static void main(String[] args) {
        Vector vector = new Vector();
        vector.addElement(30);
        vector.addElement(57.3);
        vector.addElement("youzg666");
        vector.addElement(new int[] {1 , 2 , 3});
        
        System.out.println(vector);
        System.out.println(vector.elementAt(2));
        System.out.println(vector.elements());
    }
        
}

那么，现在本人来展示下输出结果：

上面的例子并不是表明Vector只有这几种方法，
一般的List接口能掉用的方法，这个类都可以调用

那么，本篇博文的主要内容就讲解完了，若是对上述知识点或代码有任何疑惑、意见或者建议，请在下方评论区提出，本人将尽早予以答复，觉得有所帮助的同学请留下小赞赞，谢谢！！！

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