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。
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