三十二、List接口

一、List接口概述

查阅API,看List的介绍——有序的 collection(也称为序列)。此接口的用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制。用户可以根据元素的整数索引(在列表中的位置)访问元素,并搜索列表中的元素。与 set 不同,列表通常允许重复的元素。
看完API,我们总结一下:
List接口:

  • 它是一个元素存取有序的集合。例如,存元素的顺序是11、22、33。那么集合中,元素的存储就是按照11、22、33的顺序完成的)。
  • 它是一个带有索引的集合,通过索引就可以精确的操作集合中的元素(与数组的索引是一个道理)。
  • 集合中可以有重复的元素,通过元素的equals方法,来比较是否为重复的元素。

List接口的常用子类有:

  • ArrayList集合
  • LinkedList集合

二、List接口中常用的方法

list接口常用方法.png
  • 增加元素方法
    add(Object e):向集合末尾处,添加指定的元素
    add(int index, Object e):向集合指定索引处,添加指定的元素,原有元素依次后移
  • 删除元素删除
    remove(Object e):将指定元素对象,从集合中删除,返回值为被删除的元素
    remove(int index):将指定索引处的元素,从集合中删除,返回值为被删除的元素
  • 替换元素方法
    set(int index, Object e):将指定索引处的元素,替换成指定的元素,返回值为替换前的元素
  • 查询元素方法
    get(int index):获取指定索引处的元素,并返回该元素
    方法演示:
List<String> list = new ArrayList<String>();
//1,添加元素。
list.add("小红");
list.add("小梅");
list.add("小强");
//2,插入元素。插入元素前的集合["小红","小梅","小强"]
list.add(1, "老王"); //插入元素后的集合["小红","老王","小梅","小强"]
//3,删除元素。
list.remove(2);// 删除元素后的集合["小红","老王","小强"]
//4,修改元素。
list.set(1, "隔壁老王");// 修改元素后的集合["小红","隔壁老王","小强"]

Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    String str = it.next();
    System.out.println(str);
}

由于List集合拥有索引,因此List集合迭代方式除了使用迭代器之外,还可以使用索引进行迭代。

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    String str = list.get(i);
    System.out.println(str);            
}


三、 ListIterator接口

ListIterator是个迭代器,它是Iterator的子接口,它比Iterator更加的强大,提供了更多在迭代过程中使用的方法。它的出现,解决了使用Iterator迭代过程中可能会发生的错误情况。

1.ListIterator接口常用方法
ListIterator接口常用方法.png
  • hasNext()方法:用来判断集合中是否有下一个元素可以迭代。如果返回true,说明可以迭代。
  • next()方法:用来返回迭代的下一个元素,并把指针向后移动一位。
  • add(Object e)方法:在迭代过程中,将当前索引的下一个位置,加入一个要迭代的元素,并把该元素存储到集合中
  • remove()方法:在迭代过程中,将当前索引位置的元素删除,并把该元素从集合中删除
  • set(Object e)方法:在迭代过程中,将当前索引位置的元素修改,并把该元素从集合中修改
    方法演示:
//案例:在list集合迭代元素中,对元素进行判断,一旦条件满足就添加一个新元素
public class ListIteratorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建List容器
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        //给容器中添加元素
        list.add("abc1");
        list.add("abc2");
        list.add("abc3");
        list.add("abc4");
        //遍历容器,当有元素为"abc2"时,使用迭代器,加入新元素"yzy"
        ListIterator<String> it = list.listIterator();
        while(it.hasNext()){
            String str = it.next();
            if("abc2".equals(str)){
                it.add("yzy");
            }
        }
        //打印容器中的元素
        System.out.println(list);
    }
}

注意:该ListIteraotr只有List接口有。而且这个迭代器可以完成在迭代过程中的增删改查动作。

2. Iterator的并发修改异常

在list集合迭代元素中,对元素进行判断,一旦条件满足就添加一个新元素。代码如下:

public class IteratorDemo {
//在list集合迭代元素中,对元素进行判断,一旦条件满足就添加一个新元素
    public static void main(String[] args) {
        //创建List集合
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        //给集合中添加元素
        list.add("abc1");
        list.add("abc2");
        list.add("abc3");
        list.add("abc4");
        //迭代集合,当有元素为"abc2"时,集合加入新元素"yzy"
        Iterator<String> it = list.iterator();
        while(it.hasNext()){
            String str = it.next();
            //判断取出的元素是否是"abc2",是就添加一个新元素
            if("abc2".equals(str)){
                list.add("yzy");// 该操作会导致程序出错
            }
        }
        //打印容器中的元素
        System.out.println(list);
    }
}

运行上述代码发生了错误 java.util.ConcurrentModificationException这是什么原因呢?
在迭代过程中,使用了集合的方法对元素进行操作。导致迭代器并不知道集合中的变化,容易引发数据的不确定性。
并发修改异常解决办法:在迭代时,不要使用集合的方法操作元素。
那么想要在迭代时对元素操作咋办?通过ListIterator迭代器操作元素是可以的,ListIterator的出现,解决了使用Iterator迭代过程中可能会发生的错误情况。

四、 List集合存储数据的结构

List接口下有很多个集合,它们存储元素所采用的结构方式是不同的,这样就导致了这些集合有它们各自的特点,供给我们在不同的环境下进行使用。
数据存储的常用结构有:堆栈、队列、数组、链表。
我们分别来了解一下:
堆栈,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:

  • 先进后出(即,存进去的元素,要在后它后面的元素依次取出后,才能取出该元素)。
    例如,子弹压进弹夹,先压进去的子弹在下面,后压进去的子弹在上面,当开枪时,先弹出上面的子弹,然后才能弹出下面的子弹。

    栈的入口、出口的都是栈的顶端位置
    压栈:就是存元素。即,把元素存储到栈的顶端位置,栈中已有元素依次向栈底方向移动一个位置。
    弹栈:就是取元素。即,把栈的顶端位置元素取出,栈中已有元素依次向栈顶方向移动一个位置。

    栈.png

队列,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:

  • 先进先出(即,存进去的元素,要在后它前面的元素依次取出后,才能取出该元素)。
    例如,安检。排成一列,每个人依次检查,只有前面的人全部检查完毕后,才能排到当前的人进行检查。

    队列的入口、出口各占一侧。例如,下图中的左侧为入口,右侧为出口。

    队列.png

数组,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:

  • 查找元素快:通过索引,可以快速访问指定位置的元素
  • 增删元素慢:
    指定索引位置增加元素:需要创建一个新数组,将指定新元素存储在指定索引位置,再把原数组元素根据索引,复制到新数组对应索引的位置。如下图
    指定索引位置删除元素:需要创建一个新数组,把原数组元素根据索引,复制到新数组对应索引的位置,原数组中指定索引位置元素不复制到新数组中。如下图
    数组.png

链表,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:

  • 多个节点之间,通过地址进行连接。例如,多个人手拉手,每个人使用自己的右手拉住下个人的左手,依次类推,这样多个人就连在一起了。
  • 查找元素慢:想查找某个元素,需要通过连接的节点,依次向后查找指定元素
  • 增删元素快:
    增加元素:操作如图左,只需要修改连接下个元素的地址即可。
    删除元素:操作如图右,只需要修改连接下个元素的地址即可。
    链表.png

五、List接口下的常用集合

1. ArrayList集合

ArrayList集合数据存储的结构是数组结构,元素增删慢,查找快。由于日常开发中使用最多的功能为查询数据、遍历数据,所以ArrayList是最常用的集合。
许多程序员开发时非常随意地使用ArrayList完成任何需求,并不严谨,这种用法是不提倡的。

2. LinkedList集合

LinkedList集合数据存储的结构是链表结构,方便元素添加、删除的集合。
实际开发中对一个集合元素的添加与删除经常涉及到首尾操作,而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。如下图:

LinkedLis常用方法.png

LinkedList是List的子类,List中的方法LinkedList都是可以使用,这里就不做详细介绍,我们只需要了解LinkedList的特有方法即可。在开发时,LinkedList集合也可以作为堆栈,队列的结构使用。

    LinkedList<String> link = new LinkedList<String>();
        //添加元素
        link.addFirst("abc1");
        link.addFirst("abc2");
        link.addFirst("abc3");
        //获取元素
        System.out.println(link.getFirst());
        System.out.println(link.getLast());
        //删除元素
        System.out.println(link.removeFirst());
        System.out.println(link.removeLast());
        
        while(!link.isEmpty()){ //判断集合是否为空
            System.out.println(link.pop()); //弹出集合中的栈顶元素
       }


3. Vector集合

Vector集合数据存储的结构是数组结构,为JDK中最早提供的集合。
Vector中提供了一个独特的取出方式,就是枚举Enumeration,它其实就是早期的迭代器。此接口Enumeration的功能与 Iterator 接口的功能是类似的。Vector集合已被ArrayList替代。枚举Enumeration已被迭代器Iterator替代。

  • Vector常见的方法:


    Vector常见的方法.png
  • Enumeration枚举常见的方法:


    Enumeration枚举常见的方法.png
  • Vector集合对ArrayList集合使用的对比:


    Vector集合对ArrayList集合使用的对比.png
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