java list 博客园_Java集合使用List

最新推荐文章于 2025-04-12 17:48:37 发布

weixin_30220177

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文章标签： java list 博客园

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_30220177/article/details/114142573

本文介绍了Java中List集合，它是有序列表，行为类似数组。增删元素时，ArrayList比数组方便，还介绍了ArrayList和LinkedList的区别，推荐优先使用ArrayList。同时说明了List的特点、创建、遍历方法，以及List和Array相互转换的多种方式。

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在集合类中，List是最基础的一种集合：它是一种有序列表。

List的行为和数组几乎完全相同：List内部按照放入元素的先后顺序存放，每个元素都可以通过索引确定自己的位置，List的索引和数组一样，从0开始。

数组和List类似，也是有序结构，如果我们使用数组，在添加和删除元素的时候，会非常不方便。例如，从一个已有的数组{'A', 'B', 'C', 'D', 'E'}中删除索引为2的元素：

┌───┬───┬───┬───┬───┬───┐

│ A │ B │ C │ D │ E │ │

└───┴───┴───┴───┴───┴───┘

│ │

┌───┘ │

│ ┌───┘

│ │

▼ ▼

┌───┬───┬───┬───┬───┬───┐

│ A │ B │ D │ E │ │ │

└───┴───┴───┴───┴───┴───┘

这个“删除”操作实际上是把'C'后面的元素依次往前挪一个位置，而“添加”操作实际上是把指定位置以后的元素都依次向后挪一个位置，腾出来的位置给新加的元素。这两种操作，用数组实现非常麻烦。

因此，在实际应用中，需要增删元素的有序列表，我们使用最多的是ArrayList。实际上，ArrayList在内部使用了数组来存储所有元素。例如，一个ArrayList拥有5个元素，实际数组大小为6(即有一个空位)：

size=5

┌───┬───┬───┬───┬───┬───┐

│ A │ B │ C │ D │ E │ │

└───┴───┴───┴───┴───┴───┘

当添加一个元素并指定索引到ArrayList时，ArrayList自动移动需要移动的元素：

size=5

┌───┬───┬───┬───┬───┬───┐

│ A │ B │ │ C │ D │ E │

└───┴───┴───┴───┴───┴───┘

然后，往内部指定索引的数组位置添加一个元素，然后把size加1：

size=6

┌───┬───┬───┬───┬───┬───┐

│ A │ B │ F │ C │ D │ E │

└───┴───┴───┴───┴───┴───┘

继续添加元素，但是数组已满，没有空闲位置的时候，ArrayList先创建一个更大的新数组，然后把旧数组的所有元素复制到新数组，紧接着用新数组取代旧数组：

size=6

┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐

│ A │ B │ F │ C │ D │ E │ │ │ │ │ │ │

└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

现在，新数组就有了空位，可以继续添加一个元素到数组末尾，同时size加1：

size=7

┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐

│ A │ B │ F │ C │ D │ E │ G │ │ │ │ │ │

└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

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

我们考察List接口，可以看到几个主要的接口方法：

在末尾添加一个元素：boolean add(E e)

在指定索引添加一个元素：boolean add(int index, E e)

删除指定索引的元素：int remove(int index)

删除某个元素：int remove(Object e)

获取指定索引的元素：E get(int index)

获取链表大小(包含元素的个数)：int size()

但是，实现List接口并非只能通过数组(即ArrayList的实现方式)来实现，另一种LinkedList通过“链表”也实现了List接口。在LinkedList中，它的内部每个元素都指向下一个元素：

┌───┬───┐ ┌───┬───┐ ┌───┬───┐ ┌───┬───┐

HEAD ──>│ A │ ●─┼──>│ B │ ●─┼──>│ C │ ●─┼──>│ D │ │

└───┴───┘ └───┴───┘ └───┴───┘ └───┴───┘

我们来比较一下ArrayList和LinkedList：

ArrayListLinkedList

获取指定元素

速度很快

需要从头开始查找元素

添加元素到末尾

速度很快

在指定位置添加/删除

需要移动元素

不需要移动元素

内存占用

少

较大

通常情况下，我们总是优先使用ArrayList。

List的特点

使用List时，我们要关注List接口的规范。List接口允许我们添加重复的元素，即List内部的元素可以重复：

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;public classMain {public static voidmain(String[] args) {

List list = new ArrayList<>();

list.add("apple"); //size=1

list.add("pear"); //size=2

list.add("apple"); //允许重复添加元素，size=3

System.out.println(list.size());

}

List还允许添加null：

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;public classMain {public static voidmain(String[] args) {

List list = new ArrayList<>();

list.add("apple"); //size=1

list.add(null); //size=2

list.add("pear"); //size=3

String second = list.get(1); //null

System.out.println(second);

}

创建List

除了使用ArrayList和LinkedList，我们还可以通过List接口提供的of()方法，根据给定元素快速创建List：

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

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

遍历List

和数组类型，我们要遍历一个List，完全可以用for循环根据索引配合get(int)方法遍历：

import java.util.List;public classMain {public static voidmain(String[] args) {

List list = List.of("apple", "pear", "banana");for (int i=0; i

String s= list.get(i);

System.out.println(s);

}

但这种方式并不推荐，一是代码复杂，二是因为get(int)方法只有ArrayList的实现是高效的，换成LinkedList后，索引越大，访问速度越慢。

所以我们要始终坚持使用迭代器Iterator来访问List。Iterator本身也是一个对象，但它是由List的实例调用iterator()方法的时候创建的。Iterator对象知道如何遍历一个List，并且不同的List类型，返回的Iterator对象实现也是不同的，但总是具有最高的访问效率。

Iterator对象有两个方法：boolean hasNext()判断是否有下一个元素，E next()返回下一个元素。因此，使用Iterator遍历List代码如下：

import java.util.Iterator;

import java.util.List;public classMain {public static voidmain(String[] args) {

List list = List.of("apple", "pear", "banana");for (Iterator it =list.iterator(); it.hasNext(); ) {

String s=it.next();

System.out.println(s);

}

有童鞋可能觉得使用Iterator访问List的代码比使用索引更复杂。但是，要记住，通过Iterator遍历List永远是最高效的方式。并且，由于Iterator遍历是如此常用，所以，Java的for each循环本身就可以帮我们使用Iterator遍历。把上面的代码再改写如下：

import java.util.List;public classMain {public static voidmain(String[] args) {

List list = List.of("apple", "pear", "banana");for(String s : list) {

System.out.println(s);

}

上述代码就是我们编写遍历List的常见代码。

实际上，只要实现了Iterable接口的集合类都可以直接用for each循环来遍历，Java编译器本身并不知道如何遍历集合对象，但它会自动把for each循环变成Iterator的调用，原因就在于Iterable接口定义了一个Iterator iterator()方法，强迫集合类必须返回一个Iterator实例。

List和Array转换

把List变为Array有三种方法，第一种是调用toArray()方法直接返回一个Object[]数组：

import java.util.List;public classMain {public static voidmain(String[] args) {

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

Object[] array=list.toArray();for(Object s : array) {

System.out.println(s);

}

这种方法会丢失类型信息，所以实际应用很少。

第二种方式是给toArray(T[])传入一个类型相同的Array，List内部自动把元素复制到传入的Array中：

import java.util.List;public classMain {public static voidmain(String[] args) {

List list = List.of(12, 34, 56);

Integer[] array= list.toArray(new Integer[3]);for(Integer n : array) {