Java List接口实现类（ArrayList、LinkedList、Vector）简述

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本文详细介绍了Java中List集合的特性及其实现类ArrayList、LinkedList、Vector的区别。探讨了这些类的内部实现机制，如ArrayList的底层数组及扩容策略、LinkedList的双向链表结构以及Vector的线程安全性。此外，还提供了具体的源码分析和常用方法示例。

Collection子接口一：List

  • 通常用List替代数组

  • List集合类中的元素都是有序、可重复的，集合中的每个元素都有其对应的顺序索引

  • JDK API中List接口实现类常用的有：ArrayList、LinkedList、Vector

  • ArrayList、LinkedList、Vector的异同点：

    • 同：三个类都实现了List接口，存储数据的特点相同：存储有序的、可重复的数据
    • 异：ArrayList：为List的主要实现类，线程不安全，效率高：底层使用Object[] elementData存储；LinkedList：对于频繁的插入、删除操作，使用此类的效率比ArrayList效率高：底层使用双向链表存储；Vector：线程安全，效率低，底层使用Object[] elementData存储

  • ArrayList的源码分析：

    • jdk 7的情况下：

      1.ArrayList list=new ArrayList()；//底层创建了长度是10的Object[]数组elementData

      2.list.add(123);//elementData[0]=new Integer(123)

      …

      list.add(11);//如果此次的添加使原来的elementDate数组容量不够，则扩容；默认情况下，扩容为原来的1.5倍，同时将原有数组中的元素复制到新的数组中

      3.建议在开始时使用带参的构造器：ArrayList list=new ArrayList(int capacity)

    • jdk 8的情况下：

      1.ArrayList list=new ArrayList()；//底层Object[] elementData初始化为{}，没有创建长度是10的Object[]数组elementData

      2.list.add(123);//第一次调用add()时，底层才创建了长度是10的数组，并将数据123添加到elementData

    • 总结：jdk 8相比jdk 7，延迟了数组的创建，节省了内存

  • LinkedList的源码分析

    • LinkedList list=new LinkedList();//内部声明了Node类型的first和last属性，默认值为null
    • list.add(123)；//将123封装到Node中，创建了Node对象
    • Node定义为：体现了LinkedList的双向链表的说法

  • Vector的源码分析：jdk 7和jdk 8中通过Vector()构造器创建对象时，底层都创建了长度为10的数组，扩容时，默认扩容为原来的2倍

  • List接口方法：List处理从Collection集合继承的方法外，List集合里添加了一些根据索引来操作集合元素的方法，如下所示：

    • void add(int index, object ele)：在index位置插入ele元素
    package www.bh.c.listtest;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;

public class ListTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add("AA");
        arrayList.add("CC");
        arrayList.add("Java");
        arrayList.add(123);
        arrayList.add(new Date());
        System.out.println(arrayList);//[AA, CC, Java, 123, Thu Nov 19 16:36:54 CST 2020]
        //void add(int index, object ele)：在index位置插入ele元素
        arrayList.add(1,"BB");
        System.out.println(arrayList);//[AA, BB, CC, Java, 123, Thu Nov 19 16:36:54 CST 2020]
    }
}
    • boolean addAll(int index, Collection eles)：从index开始将eles中的所有元素添加进来
    package www.bh.c.listtest;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;

public class ListTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add("AA");
        arrayList.add("CC");
        arrayList.add("Java");
        arrayList.add(123);
        arrayList.add(new Date());
        System.out.println(arrayList);//[AA, CC, Java, 123, Thu Nov 19 16:36:54 CST 2020]
        ArrayList arrayList1 = new ArrayList();
        arrayList1.add(456);
        arrayList1.add(7);
        //boolean addAll(int index, Collection eles)：从index开始将eles中的所有元素添加进来
        arrayList.addAll(0,arrayList1);
        System.out.println(arrayList);//[456, 7, AA, CC, Java, 123, Thu Nov 19 16:39:58 CST 2020]
    }
}
    • Object get(int index)：获取指定index位置的元素
    package www.bh.c.listtest;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;

public class ListTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add("AA");
        arrayList.add("CC");
        arrayList.add("Java");
        arrayList.add(123);
        arrayList.add(new Date());
        System.out.println(arrayList);//[AA, CC, Java, 123, Thu Nov 19 16:36:54 CST 2020]
        //Object get(int index)：获取指定index位置的元素
        System.out.println(arrayList.get(0));//AA
    }
}
    • int indexOf(Object obj)：返回obj在集合中首次出现的位置
    package www.bh.c.listtest;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;

public class ListTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add("AA");
        arrayList.add("CC");
        arrayList.add("Java");
        arrayList.add(123);
        arrayList.add(new Date());
        System.out.println(arrayList);//[AA, CC, Java, 123, Thu Nov 19 16:36:54 CST 2020]
        //int indexOf(Object obj)：返回obj在集合中首次出现的位置,如果不存在，则返回-1
        System.out.println(arrayList.indexOf("CC"));//1
    }
}
    • int lastIndexOf(Object obj)：返回obj在集合中最后出现的位置
    package www.bh.c.listtest;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;

public class ListTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add("AA");
        arrayList.add("CC");
        arrayList.add("Java");
        arrayList.add(123);
        arrayList.add(new Date());
        arrayList.add("CC");
        System.out.println(arrayList);//[AA, CC, Java, 123, Thu Nov 19 16:36:54 CST 2020]
        //int lastIndexOf(Object obj)：返回obj在集合中最后出现的位置
        System.out.println(arrayList.lastIndexOf("CC"));//5
    }
}
    • Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素
    package www.bh.c.listtest;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;

public class ListTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add("AA");
        arrayList.add("CC");
        arrayList.add("Java");
        arrayList.add(123);
        arrayList.add(new Date());
        arrayList.add("CC");
        System.out.println(arrayList);//[AA, CC, Java, 123, Thu Nov 19 16:36:54 CST 2020]
        //Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素
        System.out.println(arrayList.remove(5));//CC
    }
}
    • Object set(int index,Object ele)：设置指定index位置的元素为ele
    package www.bh.c.listtest;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;

public class ListTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add("AA");
        arrayList.add("CC");
        arrayList.add("Java");
        arrayList.add(123);
        arrayList.add(new Date());
        arrayList.add("CC");
        System.out.println(arrayList);//[AA, CC, Java, 123, Thu Nov 19 16:36:54 CST 2020]
        //Object set(int index,Object ele)：设置指定index位置的元素为ele
        arrayList.set(1,"BB");
        System.out.println(arrayList);//[AA, BB, Java, 123, Thu Nov 19 16:50:40 CST 2020, CC]
    }
}
    • List subList(int fromIndex,int toIndex)：返回从fromIndex到toIndex位置左闭右开的子集合
    package www.bh.c.listtest;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.List;

public class ListTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add("AA");
        arrayList.add("CC");
        arrayList.add("Java");
        arrayList.add(123);
        arrayList.add(new Date());
        arrayList.add("CC");
        System.out.println(arrayList);//[AA, CC, Java, 123, Thu Nov 19 16:36:54 CST 2020]
        //List subList(int fromIndex,int toIndex)：返回从fromIndex到toIndex位置左闭右开的子集合
        List list = arrayList.subList(1, 3);
        System.out.println(list);//[CC, Java]
        System.out.println(arrayList);//[AA, BB, Java, 123, Thu Nov 19 16:50:40 CST 2020, CC]
    }
}

    • List常用方法总结：

      • 增：add(Object obj)

      • 删：remove(int index) / remove(Object obj)

      • 改：set(int index,Object obj)

      • 查：get(int index)

      • 插：add(int index,Object obj)

      • 长度：size()

      • 遍历：1.Iterator迭代器方式

        ​ 2.增强for循环

        ​ 3.普通循环

    • 面试题：

    package www.bh.c.listtest;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ListTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add(1);
        arrayList.add(2);
        arrayList.add(123);
        System.out.println(arrayList);//[1, 2, 123]
        //调用removeTest()
        removeTest(arrayList);
        System.out.println(arrayList);//[1, 2],删除了索引值所在的元素
    }
    public static void removeTest(List list){
        list.remove(2);
    }
}

    package www.bh.c.listtest;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ListTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add(1);
        arrayList.add(2);
        arrayList.add(123);
        System.out.println(arrayList);////[1, 2, 123]
        ////调用removeTest()
        removeTest(arrayList);
        System.out.println(arrayList);//[1, 123]，删除了时间的元素
    }
    public static void removeTest(List list){
       list.remove(new Integer(2));
    }
}
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