Java：List（一）——概述

说明

在集合类中，List是最基础的一种集合——有序List。

List的行为和数组几乎相同：List内部按照放入元素先后顺序存放，每个元素都可以通过索引确定自己的位置，List的索引和数组相同，都是从0开始。

我们使用List而不是数组的原因是，使用数组增删元素时，会非常不方便。

在实际应用中，需要增删元素的有序List，我们使用最多的是ArrayList。

0、增删元素的原理

内部数组如果已满，就生成一个更大的数组，把原数组元素复制到新数组，接着用新数组代替原数组。

ArrayList把添加和删除元素的操作封装起来，让我们操作List类似操作数组，却不用关心内部元素如何移动。

1、主要方法

List<E>接口的几个主要方法：

方法返回值	方法	说明
int	size()	获取List大小（实际元素个数）
boolean	add(E e)	在末尾加一个元素
boolean	add(int index , E e)	在指定索引添加一个元素
E	remove(int index)	删除指定索引处的元素
boolean	remove(Object e)	删除第一次出现的元素o
E	get(int index)	获取指定索引的元素

2、ArrayList与LinkedList

以上方法就是实现List接口的实际类之一ArrayList的主要方法，这种类型内部实际是数组。

还有一种实现List接口的实际类LinkedList，这种类型内部实现是链表。

两者比较：

通常情况下，总是优先使用ArrayList。

3、List的特点

1. List内部元素可以重复；
2. List可以添加null。

4、创建List

4.1、List.of( ... )：自己指定List中的元素，参数可以是若干元素或者若干元素构成的Array T[]

除了使用ArrayList与LinkedList，我们还可以通过List的of()方法，根据给定元素快速创建List：

List <Integer> list = List.of(1,2,5);

但是List.of( )不接受null值，如果传入null，会抛出NullPointerException异常。

4.2、List.copyOf( Collection<? extends E> coll )：返回指定Collection中的元素构成的List

5、遍历List

5.1、for循环+get方法；

List <String> list = List.of("apple","pear","banana");

for(int i=0; i<list.size(); i++){
    String s = list.get(i);
    ...
}

5.2、迭代器Iterator；

Iterator本身也是一个对象，它由List实例通过Iterator()创建。

使用Iterator，不需要关心List中元素的实际类型，访问效率也是最高的。

Iterator利用两个方法实现遍历：

• boolean hasNext()：判断是否有下一个元素；
• E next()：返回下一个元素。

List <String> list = List.of("apple","pear","banana");
for ( Iterator <String> it = list.iterator() ; it.hasNext() ; ){
    String s = it.next();
    ...
}

5.3、for each循环（最常用）；

Java的for each循环就是利用Iterator遍历的，用起来更方便：

        List<String> list = List.of("apple", "pear", "banana");
        for (String s : list) {
            System.out.println(s);
        }

实际上，只要实现了Iterator接口的集合类都可以直接用for each循环来遍历，Java编译器本身不知道如何遍历集合，它只会把for each变成Iterator调用，原因就在于Iterator接口定义了一个Iterator <E> iterator()，强迫集合类必须返回一个Iterator实例。

6、List与Array转换

①List→Array

1、list.toArray()：List→Object[ ]

Object [] array = list.toArray();
for (Object s : array){
    System.out.println(s);
}

这种方法会丢失类型信息，所以不常用。

2、list.toArray( T[ ] )：List→T[ ]

Integer [] array = list.toArray(new Integer[3]);
//或
Integer [] array = new Integer [3];
list.toArray( array );

for( Integer n : array ){
    System.out.println(n);
}

这里的T与构建List接口时定义的泛型E可以不同。比如，我们可以传入一个Number作为T，返回的仍然是Number类型：

List <Integer> list = List.of(1,2,3);
Number [] array = list.toArray(new Number [3]);
for (Number n : list){
    System.out.println(n);
}

但是T和E不能不匹配，比如用String[ ]数组去承接List的Integer元素，就会抛出ArrayStoreException这个异常。

如果我们传入的数组大小和实际的List大小不同，那么会有两种情况：

• 传入小数组，会在List内部创建一个新的大小正好的数组，返回；
• 传入大数组，填充元素后多余元素补null。

最常用

实际使用时，为了确保传入一个大小适当的数组，通常在用list.size构建数组：

Integer [] array = list.toArray( new Integer [ list.size() ] );

3、list.toArray( IntFunction <T[ ]> generator )

还有一种更简洁的写法是通过List接口定义的T [ ] toArray( IntFunction <T[ ]> generator )方法：

Integer [] array = list.toArray(Integer[] :: new)

这种函数式写法我们在之后会讲到。

②Array→List

把Array变为List很简单，可以直接通过List.of( T... )：

Integer [] array = [1,2,3];
List<Integer> list = List.of( array );

对于JDK 11之前的版本，可以用Arrays.asList( T... )把Array转为List。

不过，返回的List不一定是ArrayList或LinkedList，因为List只是一个接口，所有返回的List（包括List.of( ... )）都是Read-Only List，只能访问它的元素，而不能对其增删（add、remove方法），如果调用remove、add会抛出UnsupportedOperationException。