Java中List系列集合的详细使用介绍

偏执的太偏执、 2023-09-26 11:49 6阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  List系列的集合
 *   *  List集合特有的方法
     *  List的遍历方式小结
     *  ArrayList底层原理
     *  LinkedList底层原理

## List系列的集合 ##

### List集合特有的方法 ###

**Collection集合体系如下**:

> List集合是属于Collection集合的分支

![在这里插入图片描述][7e3509b6a12342bc8b1dbe01831097d1.png_pic_center]

**List系列集合特点**:

> ArrayList、LinekdList ：有序，可重复，有索引。
> 
> 有序：存储和取出的元素顺序一致
> 
> 有索引：可以通过索引操作元素
> 
> 可重复：存储的元素可以重复

**List系列集合特有方法**:

> List集合因为支持索引，所以多了很多索引操作的独特api，其他Collection的功能List也都继承了。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法名称</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>add(int index,E element)</td> 
   <td>在此集合中的指定位置插入指定的元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>remove(int index)</td> 
   <td>删除指定索引处的元素，返回被删除的元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>set(int index,E element)</td> 
   <td>修改指定索引处的元素，返回被修改的元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>get(int index)</td> 
   <td>返回指定索引处的元素</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

public static void main(String[] args) {
        
        // 创建一个ArrayList集合对象
        List<String> list = new ArrayList<>();
        // 添加元素, 这里add方法使用的是Collection接口提供的
        list.add("aaa");
        list.add("bbb");
        list.add("aaa");
    
        // List方法add
        list.add(1, "ccc");
        System.out.println(list); // [aaa, ccc, bbb, aaa]
    
        // List方法remove
        list.remove(2);
        System.out.println(list); // [aaa, ccc, aaa]
    
        // List方法set
        list.set(1, "ppp");
        System.out.println(list); // [aaa, ppp, aaa]
    
        // List方法get
        System.out.println(list.get(1)); // ppp
    }

### List的遍历方式小结 ###

**List集合的遍历方式有四种, 因为List集合存在索引, 因此可以for循环**

> ①迭代器

public static void main(String[] args) {
        
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("aaa");
        list.add("bbb");
        list.add("ccc");
    
        // 迭代器循环
        Iterator ite = list.iterator();
        while (ite.hasNext()) {
        
            System.out.println(ite.next());
        }
    }

> ②增强for循环

public static void main(String[] args) {
        
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("aaa");
        list.add("bbb");
        list.add("ccc");
    
        // 增强for循环
        for (String item : list) {
        
            System.out.println(item);
        }
    }

> ③Lambda表达式

public static void main(String[] args) {
        
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("aaa");
        list.add("bbb");
        list.add("ccc");
    
        // Lambda遍历
        list.forEach(item -> System.out.println(item));
    }

> ④for循环

public static void main(String[] args) {
        
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("aaa");
        list.add("bbb");
        list.add("ccc");
    
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
        
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }

### ArrayList底层原理 ###

> ArrayList底层是基于数组实现的：根据索引定位元素块，增删需要做元素的移位操作。
> 
> 第一次创建集合并添加第一个元素的时候，在底层创建一个默认长度为10的数组。

> 例如: 执行下面代码时, 底层就会创建一个长度为10的数组

List<String> list = new ArrayList<>();
    list.add("a");

> 当我们调用size方法的时候, 并不是返回的底层的长度, 返回的是size记录的元素的个数

![在这里插入图片描述][926d6f67bf324cf6ada3175d0417fd2c.png_pic_center]

> 当插入的元素, 已经超过数组的默认长度10的时候, 会进行扩容, 扩容到原来的1.5倍
> 
> 由于ArrayList本质上还是在操作数组, 因此ArrayList增删元素相对较慢, 但是查询相对较快

### LinkedList底层原理 ###

**LinkedList的特点**:

> 底层数据结构是双链表，查询慢，**首尾操作的速度是极快的**，所以多了很多首尾操作的特有API

**LinkedList集合特有方法**:

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法名称</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>addFirst(E e)</td> 
   <td>在该列表开头插入指定的元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>addLast(E e)</td> 
   <td>将指定的元素追加到此列表的末尾</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getFirst()</td> 
   <td>返回此列表中的第一个元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getLast()</td> 
   <td>返回此列表中的最后一个元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>removeFirst()</td> 
   <td>从此列表中删除并返回第一个元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>removeLast()</td> 
   <td>从此列表中删除并返回最后一个元素</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**LinkedList是双链表结构, 因此可以完成队列结构和栈结构**

> LinkedList完成栈结构

public static void main(String[] args) {
        
        // LinkedList 完成栈结构
        LinkedList<String> stack = new LinkedList<>();
        // 压栈/入栈
        stack.addFirst("第一个元素");
        stack.addFirst("第二个元素");
        stack.addFirst("第三个元素");
        stack.addFirst("第四个元素");
        System.out.println(stack); // [第四个元素, 第三个元素, 第二个元素, 第一个元素]
        // 出栈/弹栈
    		System.out.println(stack.removeFirst()); // 第四个元素
        System.out.println(stack.removeFirst()); // 第三个元素
        System.out.println(stack); // [第二个元素, 第一个元素]
    }

> 其实压栈和出栈为了显式的更专业是有专门的API的, push和pop

public static void main(String[] args) {
        
        // LinkedList 完成栈结构
        LinkedList<String> stack = new LinkedList<>();
        // 压栈/入栈
        stack.push("第一个元素");
        stack.push("第二个元素");
        stack.push("第三个元素");
        stack.push("第四个元素");
        System.out.println(stack); // [第四个元素, 第三个元素, 第二个元素, 第一个元素]
        // 出栈/弹栈
        System.out.println(stack.pop()); // 第四个元素
        System.out.println(stack.pop()); // 第三个元素
        System.out.println(stack); // [第二个元素, 第一个元素]
    }

> 那么push和pop与addFirst和removeFirst的区别是什么?
> 
>  *  其实并无本质的区别, 调用push和pop本质上也是在调用addFirst和removeFirst, 只是push和pop更专业
>  *  push和pop的源码如下

public void push(E e) {
        
        addFirst(e);
    }

public E pop() {
        
        return removeFirst();
    }

> LinkedList完成队列结构

public static void main(String[] args) {
        
        // LinkedList 完成队列结构
        LinkedList<String> queue = new LinkedList<>();
        // 入队
        queue.addLast("第一个任务");
        queue.addLast("第二个任务");
        queue.addLast("第三个任务");
        queue.addLast("第四个任务");
        System.out.println(queue); // [第一个任务, 第二个任务, 第三个任务, 第四个任务]
        // 出队
        System.out.println(queue.removeFirst()); // 第一个任务
        System.out.println(queue.removeFirst()); // 第二个任务
        System.out.println(queue); // [第三个任务, 第四个任务]
    }

> 队列和栈一样有更专业的方法, 只不过一般我们更习惯addLast和removeFirst已经很专业

[7e3509b6a12342bc8b1dbe01831097d1.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/7e3509b6a12342bc8b1dbe01831097d1.png#pic_center
[926d6f67bf324cf6ada3175d0417fd2c.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/926d6f67bf324cf6ada3175d0417fd2c.png#pic_center