List介面（動態陣列）

南煎丸子發表於2020-07-27
陣列

List介面（動態陣列）

List集合類中元素有序且可重複

ArrayList（重要）

  • 作為List介面的主要實現類
  • 執行緒不安全的，效率高
  • 底層使用Object[] elementData陣列儲存

ArrayList的原始碼分析

jdk7

  1. 構造器

    ArrayList list = new ArrayList();

    • 底層建立了長度為10的Object[]陣列elementData
  2. 新增資料

    list.add(123)

    • 相當於elementData[0] = new Integer(123)
    • 底層的陣列長度為10，新增元素個數小於10時，正常新增元素
    • 新增的元素個數大於10後（底層elementData陣列容量不夠），則需要擴容，預設擴容為原來容量的1.5倍（相當於新造一個陣列，長度為原來長度的1.5倍）。同時需要將原來陣列的資料複製到新的陣列中

結論：建議使用帶參的構造器（避免在中間時擴容）

ArrayList list = new ArrayList(int capacity)

jdk8

  1. 構造器

    ArrayList list = new ArrayList();

    • 底層Object[] elementData初始化為{}，並沒有建立長度為10的陣列
  2. 新增資料

    list.add(123)

    • 第一次add()時，底層才建立了長度為10的陣列，並將資料123新增到elementData[0]位置上
    • 後續的新增與擴容操作與jdk7相同

結論

  • jdk7中的ArrayList的物件的建立類似於單例模式中的餓漢式
  • jdk8中的ArrayList的物件的建立類似於單例模式中的懶漢式。延遲了陣列的建立，節省記憶體

LinkedList

  • 對於頻繁的插入、刪除操作，使用此類效率比ArrayList高
  • 底層使用雙向連結串列儲存

LinkedList的原始碼分析

LinkedList list = new LinkedList();

內部宣告瞭Node型別的first和last屬性，預設值為null

list.add(123);

將123封裝到Node中，建立了Node物件

其中Node定義為（原始碼），體現了LinkedList雙向連結串列的特徵：

private static class Node<E> {
        E item;
        LinkedList.Node<E> next;
        LinkedList.Node<E> prev;

        Node(LinkedList.Node<E> prev, E element, LinkedList.Node<E> next) {
            this.item = element;
            this.next = next;
            this.prev = prev;
        }
    }

Vector（不常用）

  • 作為List介面的古老實現類
  • 執行緒安全的、效率低
  • 底層使用Object[] elementData陣列儲存

Vector原始碼分析

  • jdk7和jdk8中通過Vector(）構造器建立物件時，底層都建立了長度為10的陣列
  • 預設擴容為原來陣列長度的2倍

三者異同

相同點

三個類都實現了List介面，儲存資料的特點相同（有序、可重複的資料）

不同點

  • 底層不同
  • 不同情況下效率不同
  • 執行緒安全問題

List介面中常用的方法

Collection中的方法都可用

  1. add(int index , Object eles)

    在index位置開始，將eles中的所有元素新增進來

    ArrayList list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add("Ann");
list.add(new Students("Tom",18,90));
list.add(987);

list.add(3,"AA");
System.out.println(list);//[123, Ann, Students{name='Tom', age=18, grade=90.0}, AA, 987]

  2. addAll(int index , Collection eles)

    從index位置開始將eles中的所有元素新增進來

    ArrayList list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add("Ann");
list.add(new Students("Tom",18,90));
list.add(987);

ArrayList arrayList = new ArrayList();
arrayList.add(123);
arrayList.add("Lisa");

list.addAll(arrayList);
System.out.println(list);//[123, Ann, Students{name='Tom', age=18, grade=90.0}, 987, 123, Lisa]

注意使用的是add()還是addAll()：

  • add()方法中將新增的元素看成一個整體，無論eles中有多少個元素，新增後的元素個數就是+1
  • addAll()方法中eles中有多少個元素，新增後就多多少個元素

  1. get(int index)

    獲取指定index位置的元素

    System.out.println(list.get(1));//Ann

  2. indexOf(Object obj)

    返回obj在當前集合中首次出現的位置

    System.out.println(list.indexOf(123));//0
    • 若存在該元素，返回其第一次出現的位置
    • 若不存在該元素，返回-1

  3. lastIndexOf(Object obj)

    返回obj在當前集合中最後一次出現的位置

    System.out.println(list.lastIndexOf(123));//4
    • 若存在該元素，返回其最後一次出現的位置
    • 若不存在該元素，返回-1

  4. remove(int index)

    移除指定index位置元素，並返回此元素

    System.out.println(list.remove(1));//Ann
System.out.println(list);//[123, Students{name='Tom', age=18, grade=90.0}, 987, 123, Lisa]

    注意和Collection介面中的remove方法區分

  5. set(int index , Object ele)

    設定指定index位置的元素為ele

    System.out.println(list);//[123, Students{name='Tom', age=18, grade=90.0}, 987, 123, Lisa]
list.set(2,789);
System.out.println(list);//[123, Students{name='Tom', age=18, grade=90.0}, 789, 123, Lisa]

  6. subList(int fromIndex , int toIndex)

    返回從fromIndex到toIndex位置的子集合（左閉右開）

    System.out.println(list);//[123, Students{name='Tom', age=18, grade=90.0}, 789, 123, Lisa]
System.out.println(list.subList(1, 3));//[Students{name='Tom', age=18, grade=90.0}, 789]

總結

  • 增：add(Object obj)

  • 刪：remove(int index)、remove(Object obj)

  • 改：set(int index , Object obj)

  • 查：get(int index)

  • 插：add(int index , Object obj)

  • 長度：size()

  • 遍歷

    ① Iterator迭代器方式

    ②增強for迴圈

    ③普通迴圈

注：區分remove方法（形參）

  • List介面中remove方法要求裡面的形參是int型別
  • Collection介面中remove方法要求裡面的形參是物件
  • 若list中元素為1，2，3；remove（2）表明移除位置為2的元素；若想要移除元素2，需要remove（new Integer(2)）

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