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Java集合框架之List接口


 

 
在上一篇Java集合框架之Collection接口中我们知道List接口是Collection接口的子接口,List接口对Collection进行了简单的扩充,List接口中的元素的特点为有序,可重复,允许null值,因为List继承了Collection接口,所以继承自Collection接口中的方法不再赘述,从List接口中的方法来看,List接口主要是增加了面向位置的操作,允许在指定位置上对集合中的元素进行操作,同时增加了一个能够双向遍历线性表的新列表迭代器ListIterator。下面介绍List接口中的方法
 
1、添加
 
void add(int index,E element):在指定位置添加元素
 
boolean addAll(int index,Collection<? extends E> c),在指定的位置添加一个集合的元素
 
示例代码
 
复制代码
 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 
 6 public class ListDemo1 {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         List list1 = new ArrayList();
 9         list1.add("红楼梦");
10         list1.add("三国演义");
11         list1.add("三国演义");
12         list1.add(null);
13         System.out.println("集合的长度:" + list1.size());
14 
15         list1.add(1, "平凡的世界");
16         System.out.println(list1);
17 
18         List list2 = new ArrayList();
19         list2.add("西游记");
20         list2.add("水浒传");
21         list1.add(1, list2);
22         System.out.println(list1);
23     }
24 }
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输出结果
 
集合的长度:4
[红楼梦, 平凡的世界, 三国演义, 三国演义, null]
[红楼梦, [西游记, 水浒传], 平凡的世界, 三国演义, 三国演义, null]
可以看到List中有重复的元素以及null元素,如果指定的位置超过了集合的长度,则会报IndexOutOfBoundsException异常,如下
 
复制代码
 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 
 6 public class ListDemo1 {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         List list = new ArrayList();
 9         list.add("红楼梦");
10         list.add("三国演义");
11         list.add("西游记");
12         list.add("水浒传");
13         System.out.println("集合的长度:" + list.size());
14 
15         list.add(5, "平凡的世界"); // 超过了集合的最大长度
16         System.out.println(list);
17     }
18 }
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控制台输出结果
 
集合的长度:4
Exception in thread "main" java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index: 5, Size: 4
    at java.util.ArrayList.rangeCheckForAdd(Unknown Source)
    at java.util.ArrayList.add(Unknown Source)
    at list.ListDemo1.main(ListDemo1.java:15)
以下讲述的方法中,凡是涉及到位置的方法,如果指定的位置超过了集合的最大长度,则同样报IndexOutOfBoundsException异常。
 
2、获取
 
E get(int index):返回指定位置的元素
 
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
 
List<E> subList(int fromIndex,int toIndex):返回列表中指定的 fromIndex(包括 )和 toIndex(不包括)之间的部分视图。(如果 fromIndex 和 toIndex 相等,则返回的列表为空)
 
示例代码
 
复制代码
 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 
 6 public class ListDemo2 {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         List list = new ArrayList();
 9         list.add("红楼梦");
10         list.add("三国演义");
11         list.add("西游记");
12         list.add("水浒传");
13         list.add("红楼梦");
14 
15         Object object = list.get(0);
16         System.out.println(object);
17 
18         int index = list.indexOf("红楼梦");
19         System.out.println("第一次出现红楼梦的索引:" + index);
20 
21         index = list.indexOf("平凡的世界");
22         System.out.println("第一次出现平凡的世界的索引:" + index);
23 
24         index = list.lastIndexOf("红楼梦");
25         System.out.println("最后一次出现红楼梦的索引:" + index);
26 
27         index = list.lastIndexOf("平凡的世界");
28         System.out.println("最后一次出现平凡的世界的索引:" + index);
29 
30         list = list.subList(1, 3); // 不包括3位置的元素
31         System.out.println(list);
32     }
33 }
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输出结果
 
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红楼梦
第一次出现红楼梦的索引:0
第一次出现平凡的世界的索引:-1
最后一次出现红楼梦的索引:4
最后一次出现平凡的世界的索引:-1
[三国演义, 西游记]
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3、删除
 
E remove(int index):移除列表中指定位置的元素(可选操作)。将所有的后续元素向左移动(将其索引减 1)。返回从列表中移除的元素。
 
示例代码
 
复制代码
 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 
 6 public class ListDemo3 {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         List list = new ArrayList();
 9         list.add("红楼梦");
10         list.add("三国演义");
11         list.add("西游记");
12         list.add("水浒传");
13         
14         int index = list.indexOf("西游记");
15         System.out.println("西游记原来的索引:" + index);
16         
17         Object object = list.remove(1);
18         System.out.println("删除的元素: " + object);
19         
20         index = list.indexOf("西游记");
21         System.out.println("移除元素之后西游记的索引:" + index);
22         
23         System.out.println(list);
24     }
25 }
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输出结果
 
西游记原来的索引:2
删除的元素: 三国演义
移除元素之后西游记的索引:1
[红楼梦, 西游记, 水浒传]
4、赋值
 
E set(int index,E element):用指定元素替换列表中指定位置的元素(可选操作)。
 
代码示例
 
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 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 
 6 public class ListDemo4 {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         List list = new ArrayList();
 9         list.add("红楼梦");
10         list.add("三国演义");
11         list.add("西游记");
12         list.add("水浒传");
13         list.set(0, "平凡的世界");
14         System.out.println(list);
15     }
16 }
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输出结果
 
[平凡的世界, 三国演义, 西游记, 水浒传]
5、遍历
 
ListIterator<E> listIterator():返回此列表元素的列表迭代器(按适当顺序)。
 
ListIterator是一个接口,继承自Iterator接口,除了拥有Iterator接口中的方法之外,还拥有一些自己特有的方法
 
boolean hasPrevious():逆向遍历列表,如果仍有元素可以迭代,则返回 true。
 
E previous():返回迭代的上一个元素,并移动到上一个位置。
 
虽然ListIterator可以实现集合的逆向迭代,但是从Java集合框架之Collection接口中我们知道,迭代器初始状态下前面并没有任何元素,必须先正向遍历,才能逆向遍历,所以一般不使用逆向迭代。
 
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 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 import java.util.ListIterator;
 6 
 7 public class ListDemo5 {
 8     public static void main(String[] args) {
 9         List list = new ArrayList();
10         list.add("红楼梦");
11         list.add("三国演义");
12         list.add("西游记");
13         list.add("水浒传");
14 
15         ListIterator it = list.listIterator();
16         
17         System.out.println("----------逆向迭代----------");
18         while (it.hasPrevious()) {
19             Object object = (Object) it.previous();
20             System.out.println(object);
21         }
22 
23         System.out.println("----------正向迭代----------");
24         while (it.hasNext()) {
25             Object object = it.next();
26             System.out.println(object);
27         }
28         
29         System.out.println("----------逆向迭代----------");
30         while (it.hasPrevious()) {
31             Object object = (Object) it.previous();
32             System.out.println(object);
33         }
34     }
35 }
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输出结果
 
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----------逆向遍历----------
----------正向遍历----------
红楼梦
三国演义
西游记
水浒传
----------逆向遍历----------
水浒传
西游记
三国演义
红楼梦
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从上面结果可以看出,当第一次逆向迭代的时候并没有任何输出,当正向迭代后,迭代器到了集合的末尾之后,再次逆向迭代,这时才有输出。
 
上面的while循环,我们可以改成for循环
 
复制代码
 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.Iterator;
 5 import java.util.List;
 6 
 7 public class ListDemo6 {
 8     public static void main(String[] args) {
 9         List list = new ArrayList();
10         list.add("红楼梦");
11         list.add("三国演义");
12         list.add("西游记");
13         list.add("水浒传");
14 
15         for (Iterator iterator = list.iterator(); iterator.hasNext();) {
16             Object object = (Object) iterator.next();
17             System.out.println(object);
18         }
19     }
20 }
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在效率上,或许for循环的更高,因为for循环结束之后iterator变量的作用域便结束了,iterator变量就消失了。我们还可以结合get(int index)与size()方法来遍历集合
 
复制代码
 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 
 6 public class ListDemo7 {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         List list = new ArrayList();
 9         list.add("红楼梦");
10         list.add("三国演义");
11         list.add("西游记");
12         list.add("水浒传");
13 
14         for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
15             Object object = list.get(i);
16             System.out.println(object);
17         }
18     }
19 }
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下面再来看ListIterator中对元素进行操作的方法
 
void add(E e):将指定的元素插入列表
 
void remove():从列表中移除由 next 或 previous 返回的最后一个元素
 
void set(E e):用指定元素替换 next 或 previous 返回的最后一个元素
 
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 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 import java.util.ListIterator;
 6 
 7 public class ListDemo8 {
 8     public static void main(String[] args) {
 9         List list = new ArrayList();
10         list.add("红楼梦");
11         list.add("三国演义");
12         list.add("西游记");
13         list.add("水浒传");
14 
15         ListIterator it = list.listIterator();
16 
17         it.add("平凡的世界");
18 
19         System.out.println(list);
20 
21         it.next();
22         it.remove(); // 调用remove方法时需要先调用next或
23                         // previous方法,否则将抛出java.lang.IllegalStateException异常
24         it.next();
25         it.set("新三国演义");// 调用remove方法时需要先调用next或
26                         // previous方法,否则将抛出java.lang.IllegalStateException异常
27 
28         System.out.println(list);
29     }
30 }
复制代码
输出结果
 
[平凡的世界, 红楼梦, 三国演义, 西游记, 水浒传]
[平凡的世界, 新三国演义, 西游记, 水浒传]
西游记
水浒传
有时候我们在操作集合的时候,需要对集合的元素进行添加或者是删除
 
复制代码
 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.Iterator;
 5 import java.util.List;
 6 
 7 public class ListDemo9 {
 8     public static void main(String[] args) {
 9         List list = new ArrayList();
10         list.add("红楼梦");
11         list.add("三国演义");
12         list.add("水浒传");
13 
14         Iterator it = list.iterator();
15 
16         while (it.hasNext()) {
17             String s = (String) it.next();
18             if ("三国演义".equals(s)) {
19                 list.add("西游记");
20             }
21         }
22 
23         System.out.println(list);
24     }
25 }
复制代码
运行这段程序,控制台将出现如下错误
 
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
    at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(Unknown Source)
    at java.util.ArrayList$Itr.next(Unknown Source)
    at list.ListDemo9.main(ListDemo9.java:17)
ConcurrentModificationException:当方法检测到对象的并发修改,但不允许这种修改时,抛出此异常。 为什么会出现这种错误呢,这是因为迭代器是依赖于集合而存在的,在判断成功后,集合中新添加了元素,而迭代器这时还不知道,所以就报错了,这个错叫并发修改异常。报错的地方为代码17行,正是迭代器获取元素的时候。如何解决这个问题呢,既然迭代器遍历集合的时候,集合不能对元素进行操作,那么使用迭代器操作元素呢
 
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 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 import java.util.ListIterator;
 6 
 7 public class ListDemo10 {
 8     public static void main(String[] args) {
 9         List list = new ArrayList();
10         list.add("红楼梦");
11         list.add("三国演义");
12         list.add("水浒传");
13 
14         ListIterator it = list.listIterator();
15 
16         while (it.hasNext()) {
17             String s = (String) it.next();
18             if ("三国演义".equals(s)) {
19                 it.add("西游记");
20             }
21         }
22 
23         System.out.println(list);
24     }
25 }
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这时候控制台的没有报错了
 
[红楼梦, 三国演义, 西游记, 水浒传]
用迭代器添加的元素时,元素的位置为当前迭代器的位置,换个角度想一下,既然迭代器遍历集合的时候,迭代器可以对集合的元素进行操作,那么集合遍历元素的时候,集合是否也可以对元素进行操作呢
 
复制代码
 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 import java.util.ListIterator;
 6 
 7 public class ListDemo10 {
 8     public static void main(String[] args) {
 9         List list = new ArrayList();
10         list.add("红楼梦");
11         list.add("三国演义");
12         list.add("水浒传");
13 
14         for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
15             if ("水浒传".equals(list.get(i))) {
16                 list.add("西游记");
17             }
18         }
19 
20         System.out.println(list);
21     }
22 }
复制代码
输出结果
 
[红楼梦, 三国演义, 水浒传, 西游记]
当用集合添加元素的时候,添加在了集合的最后面
 
由上述结果可以知,有两种方法可以解决并发修改异常ConcurrentModificationException
 
1、迭代器迭代元素,迭代器修改元素
 
2、集合遍历元素,集合修改元素(普通for)