Java List基础篇

2024-04-23 1306阅读

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前言

一、常用List

1.1 List

List是Java集合框架中的接口，表示有序的集合，可以包含重复元素。

public interface List extends Collection {

1.1.1 特点

特点：允许元素重复，有序集合，可以通过索引访问元素。

1.1.2 常用API

api	作用描述
boolean add(E element)	将指定元素添加到列表的末尾。
void add(int index, E element)	在指定位置插入元素。
E get(int index)	返回指定位置的元素。
E remove(int index)	移除指定位置的元素。
boolean remove(Object o)	移除指定元素。
boolean contains(Object o)	判断列表是否包含指定元素。
int size()	返回列表中的元素个数。
boolean isEmpty()	判断列表是否为空。
void clear()	清空列表中的所有元素。
E set(int index, E element)	将指定位置的元素替换为新元素。

1.2 ArrayList

ArrayList是基于数组实现的动态数组。

public class ArrayList extends AbstractList
        implements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

1.2.1 特点

ArrayList的特点：支持随机访问元素，插入和删除元素效率较低。

1.2.2 使用

 public static void test1() {
        //使用ArrayList类创建列表
        List numbers = new ArrayList();
        //将元素添加到列表
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        System.out.println("List: " + numbers);
        //从列表中访问元素
        int number = numbers.get(2);
        System.out.println("访问元素: " + number);
        //从列表中删除元素
        int removedNumber = numbers.remove(1);
        System.out.println("删除元素: " + removedNumber);
    }

输出：

1.3 LinkedList

LinkedList是基于双向链表实现的列表。

public class LinkedList
    extends AbstractSequentialList
    implements List, Deque, Cloneable, java.io.Serializable

1.3.1 特点

特点：适合插入和删除元素，但随机访问元素效率较低。

LinkedList与ArrayList的区别：

LinkedList和ArrayList都实现Collections框架的List接口。但是，它们之间存在一些差异。

LinkedList	ArrayList
在单个位置存储3个值（上一个地址，数据和下一个地址）	将单个值存储在单个位置
提供list的双链接列表实现	提供可调整大小的数组实现
每当添加元素时，上一个和下一个地址都会更改	每当添加元素时，该位置之后的所有元素都会移动
要访问元素，我们需要从头开始迭代到元素	可以使用索引随机访问元素。

1.3.2 使用

addFirst() - 将指定的元素添加到链接列表的开头

addLast() - 将指定的元素添加到链接列表的末尾

 public static void test1() {
        Deque animals = new LinkedList();
        //在LinkedList的开始处添加元素
        animals.addFirst("Cow");
        animals.addFirst("Dog");
        animals.addFirst("Cat");
        System.out.println("LinkedList: " + animals);
        //在LinkedList的末尾添加元素
        animals.addLast("Zebra");
        System.out.println("新的LinkedList: " + animals);
    }

输出：

1.4 CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList是线程安全的ArrayList，使用写时复制的机制。

public class CopyOnWriteArrayList
    implements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {

1.4.1 特点

优点：适合多线程环境下遍历频繁、修改少的场景，支持并发读取，解决开发工作中的多线程并发问题

缺点：

内存占用问题：两个数组同时驻扎在内存中，如果实际应用中，数据比较多，而且比较大的情况下，占用内存会比较大，针对这个其实可以使用ConcurrentHashMap来代替。
数据一致性：CopyOnWriteArrayList容器只能保证数据的最终已执行，不能保证数据的实时一致性，所以如果希望写入的数据，马上能读取到，就不能使用CopyOnWriteArrayList。

CopyOnWriteArrayList详细内容查看如下文章：

CopyOnWriteArrayList详解及使用

1.4.2 使用

public class myCopyOnWriteArrayList {
    public static void main(String[] args) {
        startTest();
    }
    private static final Integer THREAD_POOL_MAX_SIZE = 10;
    // 不支持并发
//    private static List mList = new ArrayList();
    // 支持并发
    private static List mList = new CopyOnWriteArrayList();
    
    private static void startTest() {
        // 初始化数据
        for (int i = 0; i  {
                for (String item : mList) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "数据：" + item);
                }
            });
            final int final1 = i + 10;
            // 写任务立即执行
            executorService.execute(() -> {
                mList.add("写线程添加数据" + final1 + "..............");
            });
        }
    }
}

1.5 Arrays.asList()

Arrays.asList():将数组转换为List的静态方法。

List list = Arrays.asList(“a”,“b”,“c”);

注意：

（1）该方法适用于对象型数据的数组（String、Integer…）

（2）该方法不建议使用于基本数据类型的数组（byte,short,int,long,float,double,boolean）

（3）该方法将数组与List列表链接起来：当更新其一个时，另一个自动更新

（4）不支持add()、remove()、clear()等方法

（5）用此方法得到的List的长度是不可改变的

1.5.1 特点

特点：方便将数组转换为List，但返回的List不支持增删操作。

1.5.2 使用

 public static void test1(){
        //1、使用asList()的String数组，正常
        String[] strings = {"aa", "bb", "cc"};
        List stringList = Arrays.asList(strings);
        System.out.print("1、使用asList()的String数组，正常：  ");
        for(String str : stringList){
            System.out.print(str + " ");
        }
        System.out.println();
        //2、使用asList()的对象类型(Integer)数组，正常
        Integer[] integers = new Integer[] {1, 2, 3};
        List integerList = Arrays.asList(integers);
        System.out.print("2、使用asList()的对象类型数组，正常：  ");
        for(int i : integerList){
            System.out.print(i + " ");
        }
        System.out.println();
        //3、使用asList()的基本数据类型数组，出错
        int[] ints = new int[]{1, 2, 3};
        List intList = Arrays.asList(ints);
        System.out.print("3、使用asList()的基本数据类型数组，出错（将'ints'视为单个元素）：");
        for(Object o : intList){
            System.out.print(o.toString());
        }
        System.out.println();
        System.out.print("   " + "要正确输出，需按如下方式遍历：");
        int[] ints1 = (int[]) intList.get(0);
        for(int i : ints1){
            System.out.print(i + " ");
        }
        System.out.println();
        //4、更新数组或List时，另一个将自动更新
        System.out.print("4、更新数组或List时，另一个将自动更新：  ");
        integerList.set(0, 5);
        for(Object o : integerList){
            System.out.print(o + " ");
        }
        for(Object o : integers){
            System.out.print (o + " ");
        }
        System.out.println();
        //5、add() remove() 将报错
        System.out.print("5、add() remove() 将报错：  ");
//        integerList.remove(0);
//        integerList.add(3, 4);
//        integerList.clear();
    }

输出：

二、对比总结

list	特点	适用场景
ArrayList	基于数组实现，支持动态扩容，随机访问元素效率高。	需要频繁随机访问元素，对插入和删除操作要求不是特别高的场景。
LinkedList	基于双向链表实现，插入和删除元素效率高，但随机访问元素效率相对较低。	需要频繁插入和删除元素，而对随机访问元素要求不高的场景。
CopyOnWriteArrayList	线程安全，使用写时复制的机制实现。	多线程环境下需要频繁遍历而很少修改List的场景。
Arrays.asList()	将数组转换为List。	需要将数组转换为List的场景。

参考链接：

Java LinkedList(链表)

CopyOnWriteArrayList详解及使用

Arrays.asList() 详解

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