Java容器：List

• 集合类的层次关系
• List接口简介
• List的常用方法
• List实例
  • Vector
  • ArrayList
  • Vector和ArrayList的扩容
  • LinkedList
• 参考文章

今天开始更新Java集合类相关博客，暂时打算分为List,Set,Map三个部分讲解，先出一个原型博客然后迭代更新（PS:依稀记得某些算法博客我也是这么说的然后原型写完就没后续了.......）。在讲最简单的List之前，先介绍下Collection接口的所有相关类的层次结构。

1. 集合类的层次关系

Java类的集合关系如图：

具体而言,Collection相关的类关系如下：

• Collection<--List<--Vector
• Collection<--List<--ArrayList
• Collection<--List<--LinkedList
• Collection<--Set<--HashSet
• Collection<--Set<--HashSet<--LinkedHashSet
• Collection<--Set<--SortedSet<--TreeSet
• Collection<--Queue
• Map<--SortedMap<--TreeMap
• Map<--HashMap

2. List接口简介

List是有序的Collection，有以下几个特性：

• 元素可以使用索引去访问，类似于Java的数组。
• 具有列表的功能，元素的顺序是按照添加的先后排序的。
• 允许重复元素和null元素。

3. List的常用方法

// C增：初始化，以ArrayList()为例
List list = new ArrayList();
// C增：向列表的尾部追加指定的元素
list.add("lwc");
// C增：在列表的指定位置插入指定元素
list.add(1, "nxj");
// C增：追加指定 collection 中的所有元素到此列表的结尾
list.addAll(new ArrayList());
// U更：用指定元素替换列表中指定位置的元素
list.set(0, "lp");
// R查：如果列表包含指定的元素,则返回true
list.contains("nxj");
// R查：如果列表包含指定 collection 的所有元素,则返回 true
list.containsAll(new ArrayList());
// R查：比较指定的对象与列表是否相等
list.equals(new ArrayList());
// R查：返回列表中指定位置的元素
list.get(0);
// R查：返回列表的哈希码值
list.hashCode();
// R查：返回列表中首次出现指定元素的索引,如果列表不包含此元素,则返回 -1
list.indexOf("lwc");
// R查：返回列表中最后出现指定元素的索引,如果列表不包含此元素,则返回 -1
list.lastIndexOf("lwc");
// R查：如果列表不包含元素,则返回 true
list.isEmpty();
// R查：返回包含列表中的所有元素的Object[]数组
list.toArray();
// R查：返回包含列表中所有元素的数组，可以用参数指定对象类型
list.toArray(new String[] { "a", "b" });
// R查：返回列表中的元素数
list.size();
// R查：返回列表中指定的fromIndex(包括)和toIndex(不包括)之间的视图，即其中内容仍为原List对象中内容，若更改会影响原List对象。
list.subList(1, 2);
// D删：移除列表中指定位置的元素
list.remove(0);
// D删：移除列表中出现的首个指定元素
list.remove("lwc");
// D删：从列表中移除指定 collection 中包含的所有元素
list.removeAll(new ArrayList());
// D删：从列表中移除所有元素
list.clear();

4. List实例

4.1. Vector

Vector是基于数组的List，相当于给数组添加了一些方便调用的功能。因此，它难以避免一些数组的限制，且性能也不会超过数组。Vector和ArrayList的区别是Vector中各方法是synchronized修饰的方法。而ArrayList中各方法没有synchronized修饰。因而，Vector是线程安全的而ArrayList不是，这也是它们最大的区别。

4.2. ArrayList

和Vector一样是基于数组的一种List结构，和Vector相比，由于其方法没有被synchronized修饰，因此有着更好的性能，但是在多线程环境下需要十分小心。

4.3. Vector和ArrayList的扩容

由于Vector和ArrayList是基于数组的，当数组的容量不够时（默认的初始容量是10，可以通过构造器自己设置），将会发生1.5倍扩容。易知如果扩容长度为2倍，那么新的数组无法利用扩容时释放的旧数组内存。当然，选择2倍在时间上要优于1.5倍。

4.4. LinkedList

不同于ArrayList和Vector，LinkedList如其名是不基于数组而是基于链接表的。因此，LinkedList的性能是不受数组限制的。LinkedList的节点构成如下：

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

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

我们可以看到，LinkedList基于一个双向链接表，因此，当进行List中间位置的删除/添加工作时，LinkedList不会像ArrayList一样需要改动整个数组，仅仅对相关节点进行改动即可。但同时，在进行查询任务时，LinkedList的性能将劣于ArrayList。

5. 参考文章

JAVA集合类汇总

Java Collection