详解 List接口

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了详解 List接口相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

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:
技术图片上述代码中: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);
        }
    }

}

技术图片

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);
    }

}

技术图片

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:
技术图片

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));
    }

}

技术图片
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:
技术图片
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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