集合
2-List接口
2021-07-09 465 0
简介 List接口、其重要的实现类 ArrayList、LinkedList、Vector
1. List接口概述
鉴于Java中数组用来存储数据的局限性,我们通常使用List替代数组
List集合类中元素有序、且可重复,集合中的每个元素都有其对应的顺序索引。
List容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置,可以根据序号存取容器中的元素。
JDK API中List接口的实现类常用的有: ArrayList、 LinkedList和Vector。
2. ArrayList、LinkedList、Vector三者的异同?
同:三个类都是实现了List接口,存储数据的特点相同:存储有序的、可重复的数据
|----List接口:An ordered collection (also known as a sequence). 存储有序的、可重复的数据。 -->“动态”数组,替换原有的数组
|----ArrayList:作为List接口的主要实现类;线程不安全的,效率高;底层使用Object[] elementData存储
|----LinkedList:对于频繁的插入、删除操作,使用此类效率比ArrayList高;底层使用双向链表存储
|----Vector:作为List接口的古老实现类;线程安全的,效率低;底层使用Object[] elementData存储
3. ArrayList的源码分析
3.1 JDK7
2.1 jdk 7情况下
ArrayList list = new ArrayList();//底层创建了长度是10的Object[]数组elementData
list.add(123);//elementData[0] = new Integer(123);
...
list.add(11);//如果此次的添加导致底层elementData数组容量不够,则扩容。
默认情况下,扩容为原来的容量的1.5倍,同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中。
结论:建议开发中使用带参的构造器(在已知道需要存储多少数据的情况下):ArrayList list = new ArrayList(int capacity)
public ArrayList() {
this(10); // 调用 1 个int类型参数的构造器, 初始状态容量是10
}
public ArrayList(int initialCapacity) {
super();
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
this.elementData = new Object[initialCapacity]; // initialCapacity 为10
}
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity); // 扩容
}
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // 1.5 倍
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); // 拷贝原来数据
}
3.2 JDK8
2.2 jdk 8中ArrayList的变化:
ArrayList list = new ArrayList();//底层Object[] elementData初始化为{}.并没有创建长度为10的数组
list.add(123);//第一次调用add()时,底层才创建了长度10的数组,并将数据123添加到elementData[0]
...
后续的添加和扩容操作与jdk 7 无异。
2.3 小结:jdk7中的ArrayList的对象的创建类似于单例的饿汉式,而jdk8中的ArrayList的对象
的创建类似于单例的懒汉式,延迟了数组的创建,节省内存。
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
return minCapacity;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
4. LinkedList源码分析
LinkedList list = new LinkedList(); 内部声明了Node类型的first和last属性,默认值为null
list.add(123);//将123封装到Node中,创建了Node对象。
其中,Node定义为:体现了LinkedList的双向链表的说法
// 构造器
public LinkedList() {
}
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
// 双向链表的尾部添加一个元素 e
void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
last = newNode;
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
// 每个元素是内部类的类型
private static class Node<E> {
E item;
Node<E> next;
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
5. vector的源码分析
Java中用的比较少,涉及到线程安全时,使用工具类Collections的线程安全方法,返回一个线程安全的结构
Vector的源码分析:jdk7和jdk8中通过Vector()构造器创建对象时,底层都创建了长度为10的数组。
在扩容方面,默认扩容为原来的数组长度的2倍。
// 构造器
public Vector() {
this(10);
}
// add方法
public synchronized boolean add(E e) {
modCount++;
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
elementData[elementCount++] = e;
return true;
}
// 扩容方式
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
capacityIncrement : oldCapacity); // 扩容为原来容量的2倍
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
6. List中常用的方法
增加了带索引的方法
void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
Object get(int index):获取指定index位置的元素
int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置
int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
Object remove(int index):移除指定index位置的元素,并返回此元素
Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele
List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合
总结:常用方法
增:add(Object obj)
删:remove(int index) / remove(Object obj)
改:set(int index, Object ele)
查:get(int index)
插:add(int index, Object ele)
长度:size()
//ListMethodTest.java
package com.ylaihui.list;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ListMethodTest {
public static void main(String[] args) {
ArrayList list = new ArrayList();
list.add(100);
list.add("ylai");
list.add(200);
list.add("hui");
System.out.println(list);
// add
list.add(1,"ylaihui"); // 涉及数据的后移操作
System.out.println(list); // [100, ylaihui, ylai, 200, hui]
// get
System.out.println(list.get(1)); // ylaihui
// indexOf
System.out.println(list.indexOf(200)); // 3
System.out.println(list.indexOf(1000)); // -1
// lastIndexOf
System.out.println(list.lastIndexOf(200)); // -3
// 重载的remove
System.out.println(list.remove(2)); // ylai
System.out.println(list.remove(new Integer(100))); // true
System.out.println(list); // [ylaihui, 200, hui]
// subList
List list1 = list.subList(1, 3);
System.out.println(list1); // [200, hui]
}
}
7. 遍历List的三种方式
遍历:① Iterator迭代器方式
② 增强for循环
③ 普通的循环
//SearchListTest.java
package com.ylaihui.list;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
public class SearchListTest {
public static void main(String[] args) {
ArrayList list = new ArrayList();
list.add(100);
list.add(200);
list.add(new String("ylaihui"));
// 1. 迭代器
Iterator iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
// 2. 增强for循环
for (Object obj : list){
System.out.println(obj);
}
// 3. 普通循环
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.println(list.get(i));
}
}
}