集合（2）——List集合

一、概念

List接口是Collection接口的子接口，是一种有序、可重复的集合

二、常见方法

 其他详细的部分可以查阅API

三、常用的实现类

1）ArrayList

 

 List list1 = new ArrayList();

底层数据结构是数组，查询快，增删慢;线程不安全，效率高。

ArrayList和Vector中数组的初始化容量都是10。

如果要考虑多线程安全问题，建议使用Collections.synchronizedList()方法将ArrayList转成线程安全的集合，而不使用Vector集合。

注意，ArrayList中的元素:

1.允许为空

2.允许重复

3.有序

4.线程不安全

5.遍历时使用for循环速度高于foreach循环

public class ArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Hero> heros = new ArrayList<>();
        //集合的添加
        heros.add(new Hero("爆破"));
        heros.add(new Hero("龙卷"));
        heros.add(new Hero("银色獠牙"));
        heros.add(new Hero("King"));
        //集合的遍历:iterator方式
        Iterator<Hero> it = heros.iterator();
        while(it.hasNext()) {
            Hero hero = it.next();
            System.out.println(hero.name);
        }
        //修改,因为底层封装了一个数组，所以索引从0开始
        heros.set(0, new Hero("秃头披风侠"));
        //获取
        System.out.println(heros.get(0).name);
        //批量删除，单个删除用remove
        heros.removeAll(heros);
        System.out.println(heros.size());
    }
}

class Hero {
    String name;

    public Hero(String name) {
        this.name = name;
    }
}

有一点需要注意的是，在遍历List的过程中不可以使用remove的方式删除元素

public class ArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Hero> heros = new ArrayList<>();
        //集合的添加
        heros.add(new Hero("爆破"));
        heros.add(new Hero("龙卷"));
        heros.add(new Hero("银色獠牙"));
        heros.add(new Hero("King"));
        //在遍历的过程中使用remove删除
        for (Hero hero : heros) {
            if(hero.name.equals("King"))
                heros.remove(hero);
        }
   }     

否则就会报这样的异常

 如果要在遍历的过程中删除元素，可以使用迭代器方式:

2）LinkedList

LinkedList和ArrayList一样，也实现了List接口。那些常用方法不再赘述，同时还实现了双向链表结构Deque接口，可以很方便的在头尾插入数据。

它的底层数据结构是链表，查询慢，增删快;线程不安全，效率高。

什么是链表结构？

一种线性的存储结构，将要存储的数据存在存储单元中，这个单元除了数据外，还存储了下个存储单元的地址（有些还会存放上个存储单元的地址）,每次查找数据的时候，通过这个地址去找到下一个存储单元。

双向链表的话，不仅每个存储单元有指向上一个和下一个单元的地址，链表的尾结点和头结点也是相连的。

注意，LinkedList中的元素:

1.允许为空

2.允许重复

3.有序

4.线程不安全

5.遍历时使用foreach速度远高于for循环

public class LinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<Hero> heros = new LinkedList<>();
        heros.addFirst(new Hero("兔头披风侠"));
        heros.addFirst(new Hero("魔鬼改造人"));
        heros.addLast(new Hero("King"));
        System.out.println(heros);
        //查看头元素
        System.out.println(heros.getFirst());
        //查看尾元素
        System.out.println(heros.getLast());
    }
}

除了上述两种接口以外，LinkedList还实现了Queue接口，是一种先进先出的数据结构。

常用方法:

peek():查看第一个元素

poll():取出第一个元素，该元素会在队列中被删除

offer():在队列最后添加元素

Queue<Hero> que = new LinkedList<>();
        que.offer(new Hero("秃头披风侠"));
        que.offer(new Hero("魔鬼改造人"));
        que.offer(new Hero("King"));
        System.out.println(que);
        System.out.println("查看第一个元素");
        System.out.println(que.peek());
        System.out.println("取出所有元素");
        while(que.size()>0)
            System.out.println(que.poll());
        System.out.println(que);

使用LinkedList模拟栈

class LinkedStack<E> {
    LinkedList<E> list;
    public LinkedStack(){
        list = new LinkedList<E>();
    }

    public void push(E ele) {
        list.addFirst(ele);
    }

    public E pop(){
       return list.removeFirst();
    }

    public E peek(){
        return list.getFirst();
    }

    public int size(){
        return list.size();
    }
}

3）Vector

List list2 = new Vector();

底层数据结构是数组，查询快，增删慢;线程安全，效率低,几乎已经淘汰了这个集合

四、ArrayList的优缺点

从上面的几个过程总结一下ArrayList的优缺点。ArrayList的优点如下：

1、ArrayList底层以数组实现，是一种随机访问模式，再加上它实现了RandomAccess接口，因此查找也就是get的时候非常快

2、ArrayList在顺序添加一个元素的时候非常方便，只是往数组里面添加了一个元素而已

不过ArrayList的缺点也十分明显：

1、删除元素的时候，涉及到一次元素复制，如果要复制的元素很多，那么就会比较耗费性能

2、插入元素的时候，涉及到一次元素复制，如果要复制的元素很多，那么就会比较耗费性能

因此，ArrayList比较适合顺序添加、随机访问的场景。

 

 

五、LinkedList和ArrayList的对比

1、顺序插入速度ArrayList会比较快，因为ArrayList是基于数组实现的，数组是事先new好的，只要往指定位置塞一个数据就好了；LinkedList则不同，每次顺序插入的时候LinkedList将new一个对象出来，如果对象比较大，那么new的时间势必会长一点，再加上一些引用赋值的操作，所以顺序插入LinkedList必然慢于ArrayList

2、基于上一点，因为LinkedList里面不仅维护了待插入的元素，还维护了Entry的前置Entry和后继Entry，如果一个LinkedList中的Entry非常多，那么LinkedList将比ArrayList更耗费一些内存

3、数据遍历的速度，看最后一部分，这里就不细讲了，结论是：使用各自遍历效率最高的方式，ArrayList的遍历效率会比LinkedList的遍历效率高一些

4、有些说法认为LinkedList做插入和删除更快，这种说法其实是不准确的：

（1）LinkedList做插入、删除的时候，慢在寻址，快在只需要改变前后Entry的引用地址

（2）ArrayList做插入、删除的时候，慢在数组元素的批量copy，快在寻址

所以，如果待插入、删除的元素是在数据结构的前半段尤其是非常靠前的位置的时候，LinkedList的效率将大大快过ArrayList，因为ArrayList将批量copy大量的元素；越往后，对于LinkedList来说，因为它是双向链表，所以在第2个元素后面插入一个数据和在倒数第2个元素后面插入一个元素在效率上基本没有差别，但是ArrayList由于要批量copy的元素越来越少，操作速度必然追上乃至超过LinkedList。

从这个分析看出，如果你十分确定你插入、删除的元素是在前半段，那么就使用LinkedList；如果你十分确定你删除、删除的元素在比较靠后的位置，那么可以考虑使用ArrayList。如果你不能确定你要做的插入、删除是在哪儿呢？那还是建议你使用LinkedList吧，因为一来LinkedList整体插入、删除的执行效率比较稳定，没有ArrayList这种越往后越快的情况；二来插入元素的时候，弄得不好ArrayList就要进行一次扩容，记住，ArrayList底层数组扩容是一个既消耗时间又消耗空间的操作