集合：List接口的实现类（ArrayList、LinkedList、Vector）

1、List接口

（1）特点

• 有序（插入和取出的顺序相等，因为有一个整数索引记录了元素的插入的位置）
• 允许有重复的元素（调用equals方法返回true，允许有多个null）

    @Test
    public void test1() {
             List list=new ArrayList();
             list.add("123");
             list.add("123");
             list.add(null);
             list.add(111);
             list.add(null);
             System.out.println(list);
    }

[123, 123, null, 111, null]

（2）与collection相比的特有方法

• add（index，元素）：在指定的位置插入
• get（index）：获取指定位置的元素
• remove（index）：删除指定位置的元素
• set（index，新元素）：修改指定位置的元素
• subList（index，index）：根据索引范围截取一个子集合
• indexOf（元素）：查找

与collection接口的最大区别就是list接口的操作会涉及到索引。

2、List接口的特有方法

（1）增加元素

指定位置插入

    @Test
    public void test1() {
             List list=new ArrayList();
             list.add("123");
             list.add("123");
             list.add(null);
             list.add(111);
             list.add(null);
             list.add(1,"zhai");
             System.out.println(list);
    }

[123, zhai, 123, null, 111, null]

（2）下标越界异常

    @Test
    public void test1() {
             List list=new ArrayList();
             list.add(1,"zhai");
             System.out.println(list);
    }

java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index: 1, Size: 0

程序源码：

判断索引的范围是否有效：

 索引大于集合大小或索引小于0，抛出异常：

 （2）删除元素

根据索引删除：

@Test
    public void test1() {
             List list=new ArrayList();
             list.add("123");
             list.add("123");
             list.add(null);
             list.add(111);
             list.add(null);
             list.remove(2);
             System.out.println(list);
    }

[123, 123, 111, null]

默认按照索引删除：

@Test
    public void test1() {
             List list=new ArrayList();
             list.add("123");
             list.add("123");
             list.add(8848);
             list.add(111);
             list.add(1);
             list.remove(1);
             System.out.println(list);
    }

[123, 8848, 111, 1]

在可以按照索引删除和按照元素删除的情况下，List默认按照索引删除元素

 编译器提示的也是按照索引删除，因为不存在100索引，会抛出异常：

java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index: 100, Size: 5

 查看源码可以看出remove存在方法的重载，index是基本数据类型的数据，如果是按照内容移除还要讲int类型转换为Integer类型，显然是不合理的

 @Test
    public void test1() {
             List list=new ArrayList();
             list.add("123");
             list.add("123");
             list.add(8848);
             list.add(111);
             list.add(100);
             list.remove(new Integer(100));
             System.out.println(list);
    }

[123, 123, 8848, 111]

直接传递引用类型的数据，不会再调用参数列表为int类型的remove方法，而是直接调用按照内容移除元素的方法

总结：

如果元素的类型为int的，默认按照索引删除；如果想要按照指定的元素删除，则需要装箱后再删除

（3）修改

（1）修改指定位置的元素：

@Test
    public void test1() {
             List list=new ArrayList();
             list.add("123");
             list.add("123");
             list.add(8848);
             list.add(111);
             list.add(100);
             list.set(1,"2020年8月5日08:41:50");
             System.out.println(list);
    }

[123, 2020年8月5日08:41:50, 8848, 111, 100]

（4）查找

@Test
    public void test1() {
             List list=new ArrayList();
             list.add("123");
             list.add("123");
             list.add(8848);
             list.add(111);
             list.add(100);
             System.out.println(list.indexOf(100));
    }

4

3、list接口的遍历方式

（1）迭代器

  @Test
    public void test1() {
             List list=new ArrayList();
             list.add("123");
             list.add("123");
             list.add(8848);
             list.add(111);
             list.add(100);
        Iterator iterator=list.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            Object l=iterator.next();
            System.out.println(l);
        }
    }

123
123
8848
111
100

（2）增强for

 @Test
    public void test1() {
             List list=new ArrayList();
             list.add("123");
             list.add("123");
             list.add(8848);
             list.add(111);
             list.add(100);
             for (Object l:list){
                 System.out.println(l);
             }
    }

123
123
8848
111
100

（3）普通for

@Test
    public void test1() {
             List list=new ArrayList();
             list.add("123");
             list.add("123");
             list.add(8848);
             list.add(111);
             list.add(100);
             for (int i=0;i<list.size();i++){
                 System.out.println(list.get(i));
             }

    }

123
123
8848
111
100

因为list接口可以操作索引，因此，可以采用for循环遍历list接口的数据

4、ArrayList源码分析与底层结构

（1）可变长度的实现

代码：

@Test
    public void test1() {
             ArrayList list=new ArrayList();
             for (int i=0;i<=10;i++){
                 list.add("join"+i);
             }
                for (int i=11;i<=20;i++){
                    list.add("join"+i);
                }
                System.out.println(list);
    }

运行至集合中有10个元素：

 底层实际上是可变数组，该数组是Object类型的，初始的时候数组的长度为0，第一次扩容为10，第二次为15，第三次增加为22... ... 也就是说数组的长度以1.5倍的速度增加

源码分析：

 因为该变量是一个长度为0的数组：

 add方法：

 

 数组的扩容：

 elementData是存储集合的可变数组：

5、Vector底层与ArrayList的对比

（1）相同点

底层都是可变数组

（2）不同点

版本：

• ArrayList：新
• Vector：旧

线程安全：

• ArrayList：线程不安全，效率高
• Vector：线程安全（同步），效率低

扩容倍数：

• Vector变为原来的2倍

•  Arraylist：变为原来的1.5倍

6、LinkedList底层和源码分析

（1）LinkedList

底层是双向链表

• 每个结点维护三个属性：item代表自己，next代表下一个元素，prev代表前一个元素
• LinkedList维护两个重要属性：first和last，分别指向首结点和尾结点

（2）源码分析

 构造器为空：

  public LinkedList() {
    }

添加元素的源码分析：

   public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }

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++;
    }

new Node<>(l, e, null)：三个参数分别是：前一个、当前元素、下一个

尾插法添加元素，第一次添加first就是第一个元素，不为空的时候在last后添加

（3）与ArrayList的对比

底层结构

ArrayList：可变数组

LinkedList：双向链表

增删的效率

ArrayList：需要移动大量的元素效率较低

LinkedList：插入时不需要移动内存中的元素，只需要改变引用的指向即可，所以插入或删除的效率高

改查的效率

ArrayList：具有索引，查询或修改快

LinkedList：查询时从头部开始，一个一个地找，查询效率较低（虽然有索引，但是查询方式不同，LInkedList必须一个一个查询，而ArrayList可以直接获取相应索引的元素）

使用场景

ArrayList：使用在查询比较多，插入删除较少的情况

LinkedList：使用在查询比较少，插入和删除比较多的情况

总结：

1、List的接口的三个实现类的选择

如果考虑线程安全的问题，采用Vector

不考虑线程安全的问题的话，如果查询较多用ArrayList，增删较多用LinkedList