第一篇文章?「 深入淺出 」java集合Collection和Map?主要講了對(duì)集合的整體介紹,本篇文章主要講List相對(duì)于Collection新增的一些重要功能以及其重要子類ArrayList、LinkedList、Vector

一、List集合

關(guān)于List集合的介紹與方法,可參考第一篇文章?「 深入淺出 」java集合Collection和Map

迭代方法ListIterator

相對(duì)于其它集合,List集合添加了一種新的迭代方法ListIterator
ListIterator的方法如下:

ListIterator接口在Iterator接口基礎(chǔ)上增加了如下方法：
boolean hasPrevious(): 如果以逆向遍歷列表。如果迭代器有上一個(gè)元素，則返回 true。
E previous():返回迭代器的前一個(gè)元素。
void add(Object o):將指定的元素插入列表。
int nextIndex():下一個(gè)索引號(hào)
int previousIndex():上一個(gè)索引號(hào)
void set(E e):修改迭代器當(dāng)前元素的值
void add(E e):在迭代器當(dāng)前位置插入一個(gè)元素

ListIterator接口比Iterator接口多了兩個(gè)功能:
1.ListIterator可在遍歷過(guò)程中新增和修改
2.ListIterator可逆向遍歷

使用示例如下:

public class ListIteratorDemo {public static void main(String[] args) {// 創(chuàng)建列表List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();// 向列表中增加10個(gè)元素for (int i = 0; i < 10; i++) {list.add(i);}// 獲得ListIterator對(duì)象ListIterator<Integer> it = list.listIterator();// 正序遍歷修改與新增while (it.hasNext()) {Integer i = it.next();//修改元素值it.set(i+1);if(i == 5 ){//新增元素值it.add(55);}//! it.set(i+1);// 注意:如果修改的代碼在這個(gè)位置會(huì)報(bào)錯(cuò)//set操作不能放在add操作之后// 這里不做解析,欲知詳情,請(qǐng)看源碼}System.out.println("正向遍歷");//正向遍歷for(Integer i:list){System.out.println(i+" ");}System.out.println("逆向遍歷");//逆向遍歷//經(jīng)過(guò)上面迭代器it遍歷后,迭代器it已到達(dá)最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)while (it.hasPrevious()) {System.out.println(it.previous() + " ");}} }

二、ArrayList和Vector

ArrayList和Vector很相似,所以就一起介紹了

ArrayList和Vector類都是基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)的List類，所以ArrayList和Vector類封裝了一個(gè)動(dòng)態(tài)的、允許再分配的Object[]數(shù)組。ArrayList和Vector對(duì)象使用initalCapacity參數(shù)來(lái)設(shè)置該數(shù)組的長(zhǎng)度，當(dāng)向ArrayList和Vector中添加元素超過(guò)了該數(shù)組的長(zhǎng)度時(shí)，它們的initalCapacity會(huì)自動(dòng)增加。

下面我們通過(guò)閱讀JDK 1.8 ArrayList源碼來(lái)了解ArrayList

無(wú)參構(gòu)造函數(shù)

默認(rèn)初始化為容量為10

???/*** Constructs an empty list with an initial capacity of ten。意思是：構(gòu)造一個(gè)空數(shù)組，默認(rèn)的容量為10*/public ArrayList() {this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;}

有參構(gòu)造函數(shù)

創(chuàng)建指定容量的ArrayList

//動(dòng)態(tài)Object數(shù)組，用來(lái)保存加入到ArrayList的元素 Object[] elementData;//ArrayList的構(gòu)造函數(shù)，傳入?yún)?shù)為數(shù)組大小 public ArrayList(int initialCapacity) {if (initialCapacity > 0) {//創(chuàng)建一個(gè)對(duì)應(yīng)大小的數(shù)組對(duì)象this.elementData = new Object[initialCapacity];} else if (initialCapacity == 0) {//傳入數(shù)字為0，將elementData 指定為一個(gè)靜態(tài)類型的空數(shù)組this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;} else {throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+initialCapacity);}}

add方法

執(zhí)行add方法時(shí),先確保容量足夠大,若容量不夠,則會(huì)進(jìn)行擴(kuò)容；
擴(kuò)容大小為原來(lái)的1.5倍(這個(gè)需要注意一下,面試經(jīng)常考)

//添加元素e public boolean add(E e) {ensureCapacityInternal(size + 1);//將對(duì)應(yīng)索引下的元素賦值為e：elementData[size++] = e;return true; } //得到最小擴(kuò)容量 private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {//如果此時(shí)ArrayList是空數(shù)組,則將最小擴(kuò)容大小設(shè)置為10：if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);}//判斷是否需要擴(kuò)容：ensureExplicitCapacity(minCapacity); } //判斷是否需要擴(kuò)容 private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {//操作數(shù)+1modCount++;//判斷最小擴(kuò)容容量-數(shù)組大小是否大于0：if (minCapacity - elementData.length > 0)//擴(kuò)容：grow(minCapacity); } //ArrayList動(dòng)態(tài)擴(kuò)容的核心方法: private void grow(int minCapacity) {//獲取現(xiàn)有數(shù)組大小：int oldCapacity = elementData.length;//位運(yùn)算，得到新的數(shù)組容量大小，為原有的1.5倍：int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//如果新擴(kuò)容的大小依舊小于傳入的容量值，那么將傳入的值設(shè)為新容器大小：if (newCapacity - minCapacity < 0)newCapacity = minCapacity;//如果新容器大小，大于ArrayList最大長(zhǎng)度：if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)//計(jì)算出最大容量值：newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);//數(shù)組復(fù)制：elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); } //計(jì)算ArrayList最大容量： private static int hugeCapacity(int minCapacity) {if (minCapacity < 0)throw new OutOfMemoryError();//如果新的容量大于MAX_ARRAY_SIZE//將會(huì)調(diào)用hugeCapacity將int的最大值賦給newCapacityreturn (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?Integer.MAX_VALUE :MAX_ARRAY_SIZE; }

remove方法

有以下兩種刪除方法:

• remove(int index)是針對(duì)于索引來(lái)進(jìn)行刪除，不需要去遍歷整個(gè)集合，效率更高；
• remove(Object o)是針對(duì)于對(duì)象來(lái)進(jìn)行刪除，需要遍歷整個(gè)集合進(jìn)行equals()方法比對(duì)，所以效率較低；

不過(guò)，無(wú)論是哪種形式的刪除，最終都會(huì)調(diào)用System.arraycopy()方法進(jìn)行數(shù)組復(fù)制操作，等同于移動(dòng)數(shù)組位置,所以效率都會(huì)受到影響

//在ArrayList的移除index位置的元素 public E remove(int index) {//檢查索引是否合法：不合法拋異常rangeCheck(index);//操作數(shù)+1：modCount++;//獲取當(dāng)前索引的value:E oldValue = elementData(index);//獲取需要?jiǎng)h除元素 到最后一個(gè)元素的長(zhǎng)度，也就是刪除元素后，后續(xù)元素移動(dòng)的個(gè)數(shù)；int numMoved = size - index - 1;//如果移動(dòng)元素個(gè)數(shù)大于0 ，也就是說(shuō)刪除的不是最后一個(gè)元素：if (numMoved > 0)// 將elementData數(shù)組index+1位置開(kāi)始拷貝到elementData從index開(kāi)始的空間System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);//size減1，并將最后一個(gè)元素置為nullelementData[--size] = null;//返回被刪除的元素：return oldValue; }//在ArrayList的移除對(duì)象為O的元素，不返回被刪除的元素： public boolean remove(Object o) {//如果o==null，則遍歷集合，判斷哪個(gè)元素為null：if (o == null) {for (int index = 0; index < size; index++)if (elementData[index] == null) {//快速刪除，和前面的remove（index）一樣的邏輯fastRemove(index);return true;}} else {//同理：for (int index = 0; index < size; index++)if (o.equals(elementData[index])) {fastRemove(index);return true;}}return false; }//快速刪除： private void fastRemove(int index) {//操作數(shù)+1modCount++;//獲取需要?jiǎng)h除元素 到最后一個(gè)元素的長(zhǎng)度，也就是刪除元素后，后續(xù)元素移動(dòng)的個(gè)數(shù)；int numMoved = size - index - 1;//如果移動(dòng)元素個(gè)數(shù)大于0 ，也就是說(shuō)刪除的不是最后一個(gè)元素：if (numMoved > 0)// 將elementData數(shù)組index+1位置開(kāi)始拷貝到elementData從index開(kāi)始的空間System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);//size減1，并將最后一個(gè)元素置為nullelementData[--size] = null; }

get方法

通過(guò)elementData()方法獲取對(duì)應(yīng)索引元素，在返回時(shí)候進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換

//獲取index位置的元素 public E get(int index) {//檢查index是否合法：rangeCheck(index);//獲取元素：return elementData(index); } //獲取數(shù)組index位置的元素：返回時(shí)類型轉(zhuǎn)換 E elementData(int index) {return (E) elementData[index]; }

set方法

通過(guò)elementData獲取舊元素,再設(shè)置新元素值相應(yīng)index位置,最后返回舊元素

//設(shè)置index位置的元素值了element，返回該位置的之前的值 public E set(int index, E element) {//檢查index是否合法：判斷index是否大于sizerangeCheck(index);//獲取該index原來(lái)的元素：E oldValue = elementData(index);//替換成新的元素：elementData[index] = element;//返回舊的元素：return oldValue; }

調(diào)整容量大小

ArrayList還提供了兩個(gè)額外的方法來(lái)調(diào)整其容量大小

• void ensureCapacity(int minCapacity): 增加容量，以確保它至少能夠容納最小容量參數(shù)所指定的元素?cái)?shù)。
• void trimToSize():將容量調(diào)整為列表的當(dāng)前大小。

Vector實(shí)現(xiàn)原理與ArrayList基本相同,可參考上述內(nèi)容

ArrayList和Vector的主要區(qū)別

• ArrayList是線程不安全的，Vector是線程安全的。
• Vector的性能比ArrayList差。

LinkedList

LinkedList是基于雙向鏈表實(shí)現(xiàn)的,內(nèi)部存儲(chǔ)主要是Node對(duì)象,該對(duì)象存儲(chǔ)著元素值外,還指向上一節(jié)點(diǎn)和下一節(jié)點(diǎn)。
注意，因?yàn)長(zhǎng)inkedList是基于鏈表實(shí)現(xiàn)的，沒(méi)有容量的說(shuō)法，所以更沒(méi)有擴(kuò)容之說(shuō)

集合基礎(chǔ)框架

public class LinkedList<E>extends AbstractSequentialList<E>implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable {//LinkedList的元素個(gè)數(shù)：transient int size = 0;//LinkedList的頭結(jié)點(diǎn)：Node內(nèi)部類transient java.util.LinkedList.Node<E> first;//LinkedList尾結(jié)點(diǎn)：Node內(nèi)部類transient java.util.LinkedList.Node<E> last;//空實(shí)現(xiàn)：頭尾結(jié)點(diǎn)均為null，鏈表不存在public LinkedList() {}//調(diào)用添加方法：public LinkedList(Collection<? extends E> c) {this();addAll(c);}//節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包含前后節(jié)點(diǎn)的引用和當(dāng)前節(jié)點(diǎn)private static class Node<E> {//結(jié)點(diǎn)元素：E item;//結(jié)點(diǎn)后指針java.util.LinkedList.Node<E> next;//結(jié)點(diǎn)前指針java.util.LinkedList.Node<E> prev;Node(java.util.LinkedList.Node<E> prev, E element, java.util.LinkedList.Node<E> next) {this.item = element;this.next = next;this.prev = prev;}} }

LinkedList的常用方法只做簡(jiǎn)單介紹不貼源碼,具體可自行看源碼

add方法

LinkedList有兩種添加方法

• add(E e)鏈表最后添加一個(gè)元素
• add(int index, E element)指定位置下添加一個(gè)元素；

LinedList添加元素主要分為以下步驟:
1.將添加的元素轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)inkedList的Node對(duì)象節(jié)點(diǎn)；
2.增加該Node節(jié)點(diǎn)的前后引用，即該Node節(jié)點(diǎn)的prev、next屬性，讓其分別指上、下節(jié)點(diǎn)；
3.修改該Node節(jié)點(diǎn)的前后Node節(jié)點(diǎn)中pre/next屬性，使其指向該節(jié)點(diǎn)。

remove方法

LinkedList的刪除也提供了2種形式

• remove(int index)直接通過(guò)索引刪除元素
• remove(Object o)通過(guò)對(duì)象刪除元素,需要逐個(gè)遍歷LinkedList的元素，重復(fù)元素只刪除第一個(gè)：

刪除后,需要修改上節(jié)點(diǎn)的next指向當(dāng)前下一節(jié)點(diǎn),下節(jié)點(diǎn)的prev指向當(dāng)前上一節(jié)點(diǎn)

set方法

set(int index, E element)方法通過(guò)node(index)獲取到相應(yīng)的Node,再修改元素的值

get方法

這是我們最常用的方法,其中核心方法node(int index),需要從頭遍歷或從后遍歷找到相應(yīng)Node節(jié)點(diǎn)
在通過(guò)node(int index)獲取到對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)后，返回節(jié)點(diǎn)中的item屬性,該屬性就是我們所保存的元素。

//獲取相應(yīng)角標(biāo)的元素： public E get(int index) {//檢查索引是否正確：checkElementIndex(index);//獲取索引所屬結(jié)點(diǎn)的 元素值：return node(index).item; } //獲取對(duì)應(yīng)角標(biāo)所屬于的結(jié)點(diǎn)： java.util.LinkedList.Node<E> node(int index) {//位運(yùn)算：如果位置索引小于列表長(zhǎng)度的一半，則從頭開(kāi)始遍歷；否則，從后開(kāi)始遍歷；if (index < (size >> 1)) {java.util.LinkedList.Node<E> x = first;//從頭結(jié)點(diǎn)開(kāi)始遍歷：遍歷的長(zhǎng)度就是index的長(zhǎng)度，獲取對(duì)應(yīng)的index的元素for (int i = 0; i < index; i++)x = x.next;return x;} else {//從集合尾結(jié)點(diǎn)遍歷：java.util.LinkedList.Node<E> x = last;//同樣道理：for (int i = size - 1; i > index; i--)x = x.prev;return x;} }

ArrayList和LinkedList的主要區(qū)別

• ArrayList基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)的,LinkedList是基于雙向鏈表實(shí)現(xiàn)的
• ArrayList隨機(jī)訪問(wèn)效率高，隨機(jī)插入、隨機(jī)刪除效率低,需要移動(dòng)元素位置
  LinkedList隨機(jī)插入、隨機(jī)刪除效率高,隨機(jī)訪問(wèn)效率低,因需要遍歷鏈表

好叻,搞完,溜了溜了
下一期為<集合Set>,敬請(qǐng)期待

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• End -

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伴學(xué)習(xí)伴成長(zhǎng)，成長(zhǎng)之路你并不孤單!

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的「 深入浅出 」集合List的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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