java集合框架——List

一、List接口概述

List有个很大的特点就是可以操作角标。

下面开始介绍List接口中相对于Collection接口比较特别的方法。在Collection接口中已经介绍的方法此处就不再赘述。

1.添加

void	add(int index, E element)            在列表的指定位置插入指定元素（可选操作）。

boolean

addAll(int index, Collection<? extends E> c)            将指定 collection 中的所有元素都插入到列表中的指定位置（可选操作）。

这两个方法相对于Collection接口，可以直接在特定的地方插入新的元素或者集合。

2.删除。

E	remove(int index)            移除列表中指定位置的元素（可选操作）。

这个方法相对于Collection接口来说，可以直接删除特定位置上的元素。

3.修改

E	set(int index, E element)            用指定元素替换列表中指定位置的元素（可选操作）。

这个方法可以将指定位置上的元素替换为另外一个元素（对象）。

4.查找

E	get(int index)            返回列表中指定位置的元素。

int	indexOf(Object o)            返回此列表中第一次出现的指定元素的索引；如果此列表不包含该元素，则返回 -1。

int	lastIndexOf(Object o)            返回此列表中最后出现的指定元素的索引；如果列表不包含此元素，则返回 -1。

List<E>

subList(int fromIndex, int toIndex)            返回列表中指定的 fromIndex（包括 ）和 toIndex（不包括）之间的部分视图。

可以看出，上述List所有特有的方法都是和角标操作有关的，这是和List“有序”特点造成的。

5.List接口的特有方法：listIterator

ListIterator<E>	listIterator()            返回此列表元素的列表迭代器（按适当顺序）。
ListIterator<E>	listIterator(int index)            返回列表中元素的列表迭代器（按适当顺序），从列表的指定位置开始。

案例：

package p01.BaseCollectionDemo;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class ListIteratorDemo {

    public static void main(String[] args)
    {
        List  al=new ArrayList();
        al.add("abc1");
        al.add("abc2");
        al.add("abc3");
        al.add("abc4");
        Demo1(al);
    }

    private static void Demo1(List al) {
        for(Iterator it=al.iterator();it.hasNext();)
        {
            String str=(String)it.next();
            System.out.println(str);
            if(str=="abc1")
            {
                al.add("abc5");
            }
        }
    }

}

运行结果出现了异常：

分析：查看API，可以得到API对ConcurrentModificationException异常的描述：当方法检测到对象的并发修改，但不允许这种修改时，抛出此异常。程序首先是单线程，怎么就对对象作了并发修改呢？真正的原因是，迭代器在遍历之前就已经确定了容器内对象的数量，如果容器内再增加对象，迭代器将无法确定容器内对象的个数。迭代器在迭代对象，而add方法在添加对象，这就造成了对对象的并发修改。API对此类异常的说明是：如果单线程发出违反对象协定的方法调用序列，则该对象可能抛出此异常。例如，如果线程使用快速失败迭代器在 collection 上迭代时直接修改该 collection，则迭代器将抛出此异常。简单来说，不允许迭代的时候集合对元素进行修改。

解决方法：使用ListIterator迭代器。

ListIterator迭代器是List专门的迭代器，对其他集合的迭代并不适用。

package p01.BaseCollectionDemo;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;

public class ListIteratorDemo {

    public static void main(String[] args)
    {
        List  al=new ArrayList();
        al.add("abc1");
        al.add("abc2");
        al.add("abc3");
        al.add("abc4");
//        Demo1(al);
        Demo2(al);
    }

    private static void Demo2(List al) {
        for(ListIterator li=al.listIterator();li.hasNext();)
        {
            String str=(String)li.next();
            if(str.equals("abc1"))
            {
                li.add("abc5");
            }
        }
        System.out.println(al);

    }

    private static void Demo1(List al) {
        for(Iterator it=al.iterator();it.hasNext();)
        {
            String str=(String)it.next();
            System.out.println(str);
            if(str=="abc1")
            {
                al.add("abc5");
            }
        }
    }

}

运行结果：

　　[abc1, abc5, abc2, abc3, abc4]

解决问题的关键就是使用ListIterator中的add方法添加元素。也就是说无论是迭代还是修改元素，都交给ListIterator来完成。迭代的时候集合对元素进行修改仍然是不允许的。

ListIterator listIterator(int index);方法则是指定了迭代的位置，这个位置可以自行制定，而默认（无参）的情况下是0。

此外，ListIterator还提供了比较有趣的两个方法：

boolean

hasPrevious()            如果以逆向遍历列表，列表迭代器有多个元素，则返回 true。

E	previous()            返回列表中的前一个元素。

通过这两个方法可以实现逆向遍历。

6.List接口常用“子类”的特点。

List下有三个类比较常用：Vector、ArrayList、LinkedList。

6.1 Vector类

Vector类自JDK1.0就出现了，它可以说是集合框架的元老级干部。集合框架自JDK2.0出现以后，Vector类就加入了集合框架的队伍并归入了List旗下。Vector类的最大特点就是线程安全，这在整个集合框架中都是少见的。正是因为线程安全，所以执行效率低下，到了现在几乎已经废弃。即使在多线程编程中也不会使用它，而是使用ArrayList加锁代替。Vector内部是一个数组结构，并且是可增长的，步长为100%。Vector增删查询都很慢。

6.2ArrayList类。

ArrayList类是为了替代Vector类而出现的，所以它的功能几乎和Vector类完全相同，但它是非同步的。ArrayList内部也维护了一个变长的数组，增长的步长为50%，查询速度很快。

6.3LinkedList类。

LinkedList是List接口链接列表实现。也就是说我们说的链表。LinkedList最大的特点就是增删速度非常快。

7.LinkedList和ArrayList都有get方法，有什么区别？

两者虽然都是List的子类，但是ArrayList的底层是数组数据结构，在内存中是连续的，所以使用get方法并不用从头开始查找；但是LinkedList底层是链表数据结构，即使使用了get方法，但是仍然需要从头开始查找。

二、Vector类

1.概述。

VectorJDK1.0就已经出现了，在JDK1.2被收入JAVA集合框架中，作为List旗下的一员。它和新出现的collection不同，它是线程安全的。正因为同步，所以效率低，后来被ArrayList所取代。

2.Vector比较List

Vector中有很多方法都被新出现的方法所取代。

Enumeration<E>

elements()            返回此向量的组件的枚举。

而Enumeration又是什么呢？

Enumeration是一个接口，它的功能和Iterator是重复的，但是它在JDK1.0就已经出现了。它只有两个方法：

boolean	hasMoreElements()            测试此枚举是否包含更多的元素。
E	nextElement()            如果此枚举对象至少还有一个可提供的元素，则返回此枚举的下一个元素。

这两个方法分别对应着Iterator接口中的两个方法：

boolean	hasNext()            如果仍有元素可以迭代，则返回 true。
E	next()            返回迭代的下一个元素。

新的实现应当优先考虑使用Iterator接口而不是Enumeration 接口。

3.代码示例。

package p02.VectorDemo;

import java.util.Enumeration;
import java.util.Iterator;
import java.util.Vector;

public class VectorDemo
{
    public static void main(String[] args) {
        Vector v=new Vector();
        v.add("abc1");
        v.add("abc2");
        v.add("abc3");
        v.add("abc4");

        Demo1(v);
        Demo2(v);
    }

    private static void Demo2(Vector v) {

        for(Iterator it=v.iterator();it.hasNext();)
        {
            System.out.println(it.next());
        }

    }

    private static void Demo1(Vector v)
    {
        for (Enumeration e = v.elements(); e.hasMoreElements();)
       {
            System.out.println(e.nextElement());
       }
    }

}

使用for循环遍历容器是最靠谱的，这是应当注意的地方。

三、LinkedList类

1.概述。

LinkedList底层是链表数据结构，这就导致了它的内容在内存中并不是连续的。这也使得它增删速度快而查询速度慢。注意，LinkedList中存储的都是对象的地址，即引用，而非对象本身

2.LinkedList特有的方法。

2.1.添加。

void	addFirst(E e)            将指定元素插入此列表的开头。
void	addLast(E e)            将指定元素添加到此列表的结尾。

2.2.删除

E	removeFirst()            移除并返回此列表的第一个元素。

E	removeLast()            移除并返回此列表的最后一个元素。

E	pollFirst()            获取并移除此列表的第一个元素；如果此列表为空，则返回 null。
E	pollLast()            获取并移除此列表的最后一个元素；如果此列表为空，则返回 null。

后者在JDK1.6之后取代了前者，原因是前者在列表为空的时候抛出了NoSuchElementException异常，而后者则返回Null，这为健壮性的判断创造了更好的条件。

2.3.获取。

E	getFirst()            返回此列表的第一个元素。
E	getLast()            返回此列表的最后一个元素。

E	peekFirst()            获取但不移除此列表的第一个元素；如果此列表为空，则返回 null。
E	peekLast()            获取但不移除此列表的最后一个元素；如果此列表为空，则返回 null。

peekFirst和peekLast方法在JDK1.6之后取代了getFirst方法和getLast方法，原因同上。

四、ArrayList类

1.概述。

ArrayList和Vector类几乎相同，略。

但需要注意的是，ArrayList中存储的是对象的引用，即地址，而非对象本身。如果ArrayList容器发生了al.add(3);这种情况，但是编译器并没有报错，不能认为是集合中可以存储基本数据类型，事实上在这个过程中发生了两件事：自动装箱以及上转型。这和Object obj=3；有着异曲同工之妙。

2.方法。

略。

注意，虽然ArrayList略掉很多，但并不是说它不重要，只是因为方法中和List接口中的差不多，所以就不做介绍了。实际上在开发中最常使用的类就是ArrayList。