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Java集合框架总结--List接口的使用


 

        List集合代表一个有序集合,集合中每个元素都有其对应的顺序索引。List集合允许使用重复元素,可以通过索引来访问指定位置的集合元素。1、List接口和ListIterator接口

  List作为Collection接口的子接口,可以使用Collection接口里的全部方法。List是有序集合,所以List集合里增加了一些根据索引来操作集合元素的方法:

  void add(int index, Object element):将元素element插入在List集合的index处。

  boolean addAll(int index, Collection c):将集合c所包含的所有元素都插入在List集合的index处。

  Object get(int index):返回集合index索引处的元素。

  int lastIndexOf(Object o):返回对象o在List集合中最后一次出现的位置索引。

  Object remove(int index):删除并返回index索引处的元素。

  Object set(int index, Object element):将index索引处的元素替换成element对象,返回新元素。

  List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从索引fromIndex(包含)到索引toIndex(不包含)处所有集合元素组成的子集合。

  List集合可以根据索引来插入、替换和删除集合元素。

  示例程序:

  public class TestList

  {

  public static void main(String[] args)

  {

  List books = new ArrayList();

  //向books集合中添加三个元素

  books.add(new String("轻量级J2EE企业应用实战"));

  books.add(new String("Struts2权威指南"));

  books.add(new String("基于J2EE的Ajax宝典"));

  System.out.println(books);

  //将新字符串对象插入在第二个位置

  books.add(1 , new String("ROR敏捷开发最佳实践")); //已添加的对象,和下面语句做对比

  for (int i = 0 ; i < books.size() ; i++ )

  {

  System.out.println(books.get(i));

  }

  //删除第三个元素

  books.remove(2);

  System.out.println(books);

  //判断指定元素在List集合中位置:输出1,表明位于第二位

  System.out.println(books.indexOf(new String("ROR敏捷开发最佳实践"))); //新创建的对象

  //将第二个元素替换成新的字符串对象

  books.set(1, new String("Struts2权威指南"));

  System.out.println(books);

  //将books集合的第二个元素(包括)到第三个元素(不包括)截取称子集合

  System.out.println(books.subList(1 , 2));

  }

  }

  程序运行结果:

  [轻量级J2EE企业应用实战, Struts2权威指南, 基于J2EE的Ajax宝典]

  轻量级J2EE企业应用实战

  ROR敏捷开发最佳实践

  Struts2权威指南

  基于J2EE的Ajax宝典

  [轻量级J2EE企业应用实战, ROR敏捷开发最佳实践, 基于J2EE的Ajax宝典]

  1

  [轻量级J2EE企业应用实战, Struts2权威指南, 基于J2EE的Ajax宝典]

  [Struts2权威指南]

  程序说明:List集合可以使用普通for循环来遍历集合元素。List判断两个对象相等只要通过equals方法比较返回true即可。如在判断“ROR 敏捷开发最佳实践”字符串的位置是,新创建了一个新字符串对象,但是程序仍返回第一次创建字符串对象的位置。当调用List的set(int index, Object element)方法来改变List集合指定索引处元素时,指定的索引必须是List集合的有效索引。

  与set只提供了一个iterator()方法不同,List还额外提供了一个listIteratro()方法,该方法返回一个ListIterator对象,ListIterator接口继承了Iterator接口,提供了专门操作List的方法。

  ListIterator接口在Iterator接口基础上增加了如下方法:

  boolean hasPrevious():返回该迭代器关联集合是否还有上一个元素。

  Object previous():返回该迭代器上一个元素。

  void add():在指定位置插入一个元素。

  程序示例:

  public static void main(String[] args)

  {

  String[] books = {

  "Struts2权威指南",

  "轻量级J2EE企业应用实战"

  };

  List bookList = new ArrayList();

  for (int i = 0; i < books.length ; i++ )

  {

  bookList.add(books[i]);

  }

  ListIterator lit = bookList.listIterator();

  while (lit.hasNext())

  {

  System.out.println(lit.next());

  lit.add("-------分隔符-------");

  }

  System.out.println("==========下面开始反向迭代===========");

  while(lit.hasPrevious())

  {

  System.out.println(lit.previous());

  }

  }

  }

  程序说明:List通过ListTterator迭代集合时,即可采用next()方法进行正向迭代,迭代过程中可以使用add()方法向上一次迭代元素的后面添加一个新元素。同时程序演示了向前迭代。

  2、ArrayList和Vector实现类

  ArrayList和Vector作为List类的两个典型实现,完全支持前面介绍的List接口全部功能。

  ArrayList和Vector类都是基于数组实现的List类,他们封装了一个动态再分配的Object[]数组。每个ArrayList或 Vector对象有一个capacity属性,表示它们所封装的Object[]数组的长度。capacity会添加元素的个数而自动增加。当向集合中添 加大量元素时,可以使用ensureCapacity方法一次性地增加capacity。这可以减少增加重分配次数,从而提供性能。capacity大小 也可以在创建时就指定,该属性默认为10.

  ArrayList和Vector提供如下两个方法来操作capacity属性:

  void ensureCapacity(int minCapacity):将ArrayList或Vector集合的capacity增加minCapacity。

  void trimToSize():调整ArrayList或Vector集合的capacity为列表当前大小。程序可调用该方法来减少ArrayList或Vector集合对象存储空间。

  ArrayList和Vector用法几乎相同,Vector是一个古老的集合(从JDK1.0),起初Java还没有提供系统的集合框架,所以 Vector里提供了一些方法名很长的方法:例如addElement(Object obj), 等同于add()方法。从JDK1.2以后,Java提供了系统的集合框架,就将Vector改为实习List接口,作为List的实习之一,从而导致 Vector里有一些功能重复的方法。Vector具有很多缺点,通常尽量少用Vector实现类。

  ArrayList和Vector的区别:ArrayList是线程不安全的,多个线程访问同一个ArrayList集合时,如果有超过一条线程修改了ArrayList集合,则程序必须手动保证该集合的同步性。Vector集合则是线程安全的,无线程序保证该集合的同步性。因为Vector是线程安全的,所以Vector的性能比ArrayList的性能要低。实际上,即使保证List集合线程安全,同样不推荐使用Vector实现类。Collections工具类,可以将一个ArrayList变成线程安全的。

  Vector还提供了一个Stack子类,它用于模拟了”栈“这种数据结构,”栈“通常是指”后进先出“(LIFO)的容器。最后”push“进栈的元素,将最先被”pop“出栈。与Java中其他集合一样,进栈出栈的都是Object,因此从栈中取出元素后必须做类型转换,除非你只是使用Object具有的操作。所以stack类提供了如下几个方法:

  Object peek():返回”栈“的第一个元素,但并不将该元素”pop“出栈。

  Object pop():返回”栈“的第一个元素,并将该元素”pop“出栈。

  void push(Object item):将一个元素”push“进栈,最后一个进”栈“的元素总是位于”栈“顶。

  程序示例:

  public class TestVector

  {

  public static void main(String[] args)

  {

  Stack v = new Stack();

  //依次将三个元素push入"栈"

  v.push("Struts2权威指南");

  v.push("轻量级J2EE企业应用实战");

  v.push("ROR敏捷开发最佳实践");

  //输出:[Struts2权威指南, 轻量级J2EE企业应用实战, ROR敏捷开发最佳实践]

  System.out.println(v);

  //访问第一个元素,但并不将其pop出"栈",输出:ROR敏捷开发最佳实践

  System.out.println(v.peek());

  //依然输出:[Struts2权威指南, 轻量级J2EE企业应用实战, ROR敏捷开发最佳实践]

  System.out.println(v);

  //pop出第一个元素,输出:ROR敏捷开发最佳实践

  System.out.println(v.pop());

  //依然输出:[Struts2权威指南, 轻量级J2EE企业应用实战]

  System.out.println(v);

  }

  }

  [Struts2权威指南, 轻量级J2EE企业应用实战, ROR敏捷开发最佳实践]

  ROR敏捷开发最佳实践

  [Struts2权威指南, 轻量级J2EE企业应用实战, ROR敏捷开发最佳实践]

  ROR敏捷开发最佳实践

  [Struts2权威指南, 轻量级J2EE企业应用实战]

  3、LinkedList实现类

  List还有一个LinkedList的实现,它是一个基于链表实现的List类,对于顺序访问集合中的元素进行了优化,特别是当插入、删除元素时速度非常快。因为LinkedList即实现了List接口,也实现了Deque接口(双向队列),Deque接口是Queue接口的子接口,它代表一个双向列表,Deque接口里定义了一些可以双向操作队列的方法:

  void addFirst(Object e):将制定元素插入该双向队列的开头。

  void addLast(Object e):将制定元素插入该双向队列的末尾。

  Iterator descendingIterator():返回以该双向队列对应的迭代器,该迭代器将以逆向顺序来迭代队列中的元素。

  Object getFirst():获取、但不删除双向队列的第一个元素。

  Object getLast(): 获取、但不删除双向队列的最后一个元素。

  boolean offerFirst(Object e): 将指定的元素插入该双向队列的开头。

  boolean offerLast(Object e): 将指定的元素插入该双向队列的末尾。

  Object peekFirst(): 获取、但不删除该双向队列的第一个元素:如果此双端队列为空,则返回null。

  Object peekLast():获取、但不删除该双向队列的最后一个元素:如果此双端队列为空,则返回null。

  Object pollFirst():获取、并删除该双向队列的第一个元素:如果此双端队列为空,则返回null。

  Object pollLast():获取、并删除该双向队列的最后一个元素:如果此双端队列为空,则返回null。

  Object pop():pop出该双向队列所表示的栈中第一个元素。

  void push(Object e):将一个元素push进该双向队列所表示的栈中(即该双向队列的头部)。

  Object removerFirst():获取、并删除该双向队列的最后一个元素。

  Object removeFirstOccurrence(Object o):删除该双向队列的第一次的出现元素o。

  Object removeLast():获取、并删除该双向队列的最后一个元素。

  Object removeLastOccurrence(Object o):删除该双向队列的最后一次出现的元素o。

  从上面方法中可以看出,LinkedList不仅可以当成双向队列使用,也可以当成“栈”使用。同时,LinkedList实现了List接口,所以还被当成List使用。

  程序示例:

  public class TestLinkedList

  {

  public static void main(String[] args)

  {

  LinkedList books = new LinkedList();

  //将字符串元素加入队列的尾部

  books.offer("Struts2权威指南");

  //将一个字符串元素入栈

  books.push("轻量级J2EE企业应用实战");

  //将字符串元素添加到队列的头部

  books.offerFirst("ROR敏捷开发最佳实践");

  for (int i = 0; i < books.size() ; i++ )

  {

  System.out.println(books.get(i));

  }

  //访问、并不删除队列的第一个元素

  System.out.println(books.peekFirst());

  //访问、并不删除队列的最后一个元素

  System.out.println(books.peekLast());

  //采用出栈的方式将第一个元素pop出队列

  System.out.println(books.pop());

  //下面输出将看到队列中第一个元素被删除

  System.out.println(books);

  //访问、并删除队列的最后一个元素

  System.out.println(books.pollLast());

  //下面输出将看到队列中只剩下中间一个元素:轻量级J2EE企业应用实战

  System.out.println(books);

  }

  }

  程序运行结果:

  ROR敏捷开发最佳实践

  轻量级J2EE企业应用实战

  Struts2权威指南

  ROR敏捷开发最佳实践

  Struts2权威指南

  ROR敏捷开发最佳实践

  [轻量级J2EE企业应用实战, Struts2权威指南]

  Struts2权威指南

  [轻量级J2EE企业应用实战]

  说明:程序中示范了LinkedList作为双向队列、栈和List集合的用法。LinkedList与ArrayList、Vector的实现机制完全不同,ArrayList、Vector内部以数组的形式来保存集合中的元素,因此随机访问集合元素上有较好的性能;而LinkedList内部以链表的形式来保存集合中的元素,因此随机访问集合时性能较差,但在插入、删除元素时性能非常出色(只需改变指针所指的地址即可)。Vector因实现了线程同步功能,所以各方面性能有所下降。

  关于使用List集合的几点建议:

  如果需要遍历List集合元素,对应ArrayList、Vector集合,则应该使用随机访问方法(get)来遍历集合元素,这样性能更好。对应LinkedList集合,则应采用迭代器(Iterator)来遍历集合元素。

  如果需要经常执行插入、删除操作来改变Lst集合大小,则应该使用LinkedList集合,而不是ArrayList。

  如果多条线程需要同时访问List集合中的元素,可以考虑使用Vector这个同步实现。