2.Java集合总结系列：List接口及其实现

在介绍List接口之前，我们先来看看 Collection 接口，因为Collection接口是 List / Set / Queue 接口的父接口，List / Set / Queue 的实现类中很多的操作方法其实还是调用Collection类定义的方法。

一、Collection接口

在Collection接口中，定义了如下的方法：

其中方法可以分为以下几类：

数据操作类方法：add/addAll/remove/removeAll/clear/retainAll/iterator

判断类方法：contains/containsAll/equals/hashcode/isEmpty/size

所有继承 Collection 接口的集合都可以用 Collection 中的方法进行元素操作，而具体的集合类有根据其特性增加了一些其特有的方法。

1、数据操作类方法：add/addAll/remove/removeAll/clear/retainAll/iterator

Collection接口-数据操作类方法MARK

2、判断类方法：contains/containsAll/equals/hashcode/isEmpty/size

package com.chanshuyi.collection;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

/**
 * Collection接口-判断类方法
 * contains/containsAll/equals/hashcode/isEmpty/size
 * @author Administrator
 *
 */
public class CollectionTest2 {

    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> listCol = new ArrayList<String>();
        listCol.add("1");  
        listCol.add("2");
        listCol.add("3");
        Collection<String> addCol = new ArrayList<String>();
        addCol.add("4");   
        addCol.add("5");
        addCol.add("6");
        
        //1.是否包含 contains()   //true
        System.out.println("listCol是否包含1：" + listCol.contains("1"));
        //2.是否包含集合中所有元素 containAlls()  //false
        System.out.println("listCol是否包含addCol中所有元素：" + listCol.containsAll(addCol));   
        //3.listCol与addCol是否相等 equals()    //false
        System.out.println("listCol与addCol是否相等：" + listCol.equals(addCol));
        //4.listCol与addCol的哈希码是否相等 hashcode()    //78481,81460
        System.out.println("listCol与addCol的哈希码是否相等：" + listCol.hashCode() + "," + addCol.hashCode());  
        //5.listCol是否为空 isEmpty()    //false
        System.out.println("listCol是否为空：" + listCol.isEmpty());  
        //6.listCol的大小 size()    //3
        System.out.println("listCol大小：" + listCol.size());  
        System.out.println("=====================================");
        
        addCol.clear();
        addCol.add("1");   
        addCol.add("2");
        addCol.add("3");
        //true
        System.out.println("listCol是否包含1：" + listCol.contains("1"));       
        //true
        System.out.println("listCol是否包含addCol中所有元素：" + listCol.containsAll(addCol));   
        //true
        System.out.println("listCol与addCol是否相等：" + listCol.equals(addCol)); 
        //78481,78481
        System.out.println("listCol与addCol的哈希码是否相等：" + listCol.hashCode() + "," + addCol.hashCode()); 
        //false
        System.out.println("listCol是否为空：" + listCol.isEmpty());  
        //3
        System.out.println("listCol大小：" + listCol.size());  
        System.out.println("=====================================");
    }
}

二、List接口

List接口在Collection接口的基础上拓展了一些方法，增加了一些自己独有的方法，主要是增加了这样的几类方法：

1、在 add / remove / addAll 中增加了 index 参数，使其可以在任意位置插入删除

add(int index, E element) / addAll(int index, E element)

可以在特定位置插入删除元素，而不只是插入集合末尾

remove(int index)　　

删除集合中特定下标的元素（removeAll() 是移除集合所有元素，暂时没有移除一个区间的元素的 API。但 ArrayList 类实现了，对应的方法是： removeRange(int fromIndex, int toIndex) ）

package com.chanshuyi.collection.list;

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

public class ListTest1 {

    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> addCol = new ArrayList<String>();
        addCol.add("4");   
        addCol.add("5");
        addCol.add("6");
        
        List<String> strList = new ArrayList<String>();
        strList.add("1");
        strList.add("3");
        
        //1.在特定位置插入删除元素  add(int index, E element)
        strList.add(1, "2"); //在index前加而不是后
        printCol(strList);    //1 2 3 
        strList.remove(0);
        printCol(strList);    //2 3
        
        //2.在特定位置插入删除集合 addAll(int index, E element)  
        strList.addAll(addCol);
        printCol(strList);    //2 3 4 5 6 
        
        //3.删除集合中特定下标的元素  remove(int index)　　
        strList.remove(0);
        printCol(strList);    //3 4 5 6
                
        //4.获取（更新）特定位置上的元素  get(int index)
        System.out.println("第一个元素：" + strList.get(0));    //第一个元素：3
        strList.set(0, "1");    //5.设置特定位置元素的值 set(int index,Element e)
        printCol(strList);    //1 4 5 6
        
        //获取子集合
        List<String> subList = strList.subList(1, strList.size());
        printCol(subList);    //4 5 6
        
        //获取特定元素下标 indexOf()
        //5的下标是：2
        System.out.println("5的下标是：" + strList.indexOf("5"));
        //获取元素最后一次出现的下标  lastIndexOf()
        //5的下标是：2
        System.out.println("5的下标是：" + strList.lastIndexOf("5"));
        printCol(strList);    //1 4 5 6
        
        //获取一个ListIterator对象 listIterator()
        /*没有前一个值  本对象是：1
        前一个对象值：1  本对象是：4
        前一个对象值：4  本对象是：5
        前一个对象值：5  本对象是：6*/
        System.out.println("======================================");
        ListIterator<String> it = strList.listIterator();
        while(it.hasNext()){
            if(it.hasPrevious()){
                System.out.print("前一个对象值：" + it.previous());
                it.next();
            }else{
                System.out.print("没有前一个值");
            }
            System.out.print("  本对象是：" + it.next() + "\n");
        }
        System.out.println("======================================");
        
        //获取一个ListIterator对象 listIterator(int index)
        /*
         * 前一个对象值：1  本对象是：4
                前一个对象值：4  本对象是：5
                            前一个对象值：5  本对象是：6
         */
        it = strList.listIterator(1); //从第一个开始迭代遍历
        while(it.hasNext()){
            if(it.hasPrevious()){
                System.out.print("前一个对象值：" + it.previous());
                it.next();
            }else{
                System.out.print("没有前一个值");
            }
            System.out.print("  本对象是：" + it.next() + "\n");
        }
    }
    
    public static <E> void printCol(Collection<E> col){
        Iterator<E> it = col.iterator();
        while(it.hasNext()){
            System.out.print(it.next().toString() + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

2、增加了获取元素以及设置元素值的方法

get(int index) / set(int index, E element)  　　　　

可以获取（设置）特定位置上的元素

package com.chanshuyi.collection.list;

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

public class ListTest2 {

    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> addCol = new ArrayList<String>();
        addCol.add("4");   
        addCol.add("5");
        addCol.add("6");
        
        List<String> strList = new ArrayList<String>();
        strList.add("1");
        strList.add("3");
                
        //4.获取（更新）特定位置上的元素  get(int index)
        System.out.println("第一个元素：" + strList.get(0));    //第一个元素：3
        strList.set(0, "1");    //5.设置特定位置元素的值 set(int index,Element e)
        printCol(strList);    //1 4 5 6
    }
    public static <E> void printCol(Collection<E> col){
        Iterator<E> it = col.iterator();
        while(it.hasNext()){
            System.out.print(it.next().toString() + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

3、其他方法

subList(int fromIndex, int toIndex)　　获取子集合

indexOf(Object o) / lastIndexOf(Object o)　　获取特定元素下标

listIterator() / listIterator(int index)　　获取一个ListIterator对象（ListIterator对象具有比Iterator更强大的遍历集合功能。Iterator只能向后遍历，但ListIterator扩展了Iterator接口，不仅可以向后遍历也可以向前遍历）

package com.chanshuyi.collection.list;

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

public class ListTest3 {

    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> addCol = new ArrayList<String>();
        addCol.add("4");   
        addCol.add("5");
        addCol.add("6");
        
        List<String> strList = new ArrayList<String>();
        strList.add("1");
        strList.add("3");
                
        //5.获取子集合
        List<String> subList = strList.subList(1, strList.size());
        printCol(subList);    //4 5 6
        
        //6.获取特定元素下标 indexOf()
        System.out.println("5的下标是：" + strList.indexOf("5")); //2
        //7.获取元素最后一次出现的下标  lastIndexOf()
        System.out.println("5的下标是：" + strList.lastIndexOf("5")); //2
        printCol(strList);    //1 4 5 6
        
        //8.获取一个ListIterator对象 listIterator()
        /*没有前一个值  本对象是：1
        前一个对象值：1  本对象是：4
        前一个对象值：4  本对象是：5
        前一个对象值：5  本对象是：6*/
        System.out.println("======================================");
        ListIterator<String> it = strList.listIterator();
        while(it.hasNext()){
            if(it.hasPrevious()){
                System.out.print("前一个对象值：" + it.previous());
                it.next();
            }else{
                System.out.print("没有前一个值");
            }
            System.out.print("  本对象是：" + it.next() + "\n");
        }
        System.out.println("======================================");
        
        //9.获取一个ListIterator对象 listIterator(int index)
        /*
         * 前一个对象值：1  本对象是：4
                前一个对象值：4  本对象是：5
                            前一个对象值：5  本对象是：6
         */
        it = strList.listIterator(1); //从第一个开始迭代遍历
        while(it.hasNext()){
            if(it.hasPrevious()){
                System.out.print("前一个对象值：" + it.previous());
                it.next();
            }else{
                System.out.print("没有前一个值");
            }
            System.out.print("  本对象是：" + it.next() + "\n");
        }
    }
    public static <E> void printCol(Collection<E> col){
        Iterator<E> it = col.iterator();
        while(it.hasNext()){
            System.out.print(it.next().toString() + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

 三、ArrayList实现类

在ArayList实现类中，我们通常用Collection接口提供的add/addAll/remove/removeAll/iterator方法进行数据的增删改查：

package com.chanshuyi.collection.list;

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

public class ArrayListTest1 {

    public static void main(String[] args) {
        //增加
        ArrayList<String> listCol = new ArrayList<String>();
        listCol.add("1");  
        listCol.add("2");
        listCol.add("3");
        //删除
        listCol.remove("1");
        //修改 List接口方法
        //迭代
        Iterator<String> it = listCol.iterator();   
        while(it.hasNext()){
            System.out.print(it.next().toString() + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

然而ArrayList实现类比起List接口，ArrayList实现类拥有了以下几个特有的方法：

clone()  复制一个集合实例

removeRange(int fromIndex, int toIndex)   移除指定范围内的元素

ensureCapacity(int minCapacity)   扩大集合大小，使其至少容纳minCpacity个元素

trimToSize()   缩小集合大小到其现在的大小

package com.chanshuyi.collection.list;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

/**
 * ArrayList 有序允许重复  非线程同步
 * @author Administrator
 */
public class ArrayListTest{

    public static void main(String[] args) {
        //增加
        ArrayList<String> nameList = new ArrayList<String>();
        nameList.add("Tom");
        nameList.add("Marry");
        nameList.add("Henry");
        nameList.add("Jensus");
        
        //1.复制集合
        @SuppressWarnings("unchecked")
        ArrayList<String> copyList = (ArrayList<String>) nameList.clone();    
        //Tom Marry Henry Jensus 
        printCol(nameList);  
        //Tom Marry Henry Jensus 
        printCol(copyList);  
        
        //2.扩大集合大小
        nameList.ensureCapacity(8);
        
        //3.缩小集合大小
        //集合大小：4
        System.out.println("集合大小：" + nameList.size());
        nameList.trimToSize();
        //集合大小：4
        System.out.println("集合大小：" + nameList.size());
    }
    
    public static <E> void printCol(Collection<E> col){
        Iterator<E> it = col.iterator();  
        while(it.hasNext()){
            System.out.print(it.next().toString() + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

removeRange(int fromIndex, int toIndex) 方法是protected方法，只能在包内或子类中使用，因此如果要使用removeRange方法，只能用继承ArrayList类的方法构造一个类，然后用这个类去调用removeRange()方法，如：

package com.chanshuyi.collection.list;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

@SuppressWarnings("serial")
public class ArrayListTest2<E> extends ArrayList<E> {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayListTest2<String> list = new ArrayListTest2<String>();
        list.add("1");
        list.add("2");
        list.add("3");
        
        list.removeRange(1, 2);
        printCol(list);    //1 3
    }
    public static <E> void printCol(Collection<E> col){
        Iterator<E> it = col.iterator();  
        while(it.hasNext()){
            System.out.print(it.next().toString() + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

四、LinkedList实现类

LinkedList同样实现了Collection和List接口，所以同样可以用这两个接口中的方法进行数据操作：

package com.chanshuyi.collection.list;

import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

public class LinkedListTest {

    public static void main(String[] args) {
        //增加
        List<String> linkedList = new LinkedList<String>();
        linkedList.add("one");
        linkedList.add("two");
        linkedList.add("three");
        linkedList.add("four");
        linkedList.add("five");
        linkedList.add(0, "Middle");
        
        //删除
        linkedList.remove(4);   
        linkedList.remove("five");
        
        //修改
        linkedList.set(1, "1");
        
        //查询
        System.out.println(linkedList.get(0));    //Middle
        
        //迭代1
        //Middle 1 two three
        for(String numStr : linkedList){
            System.out.print(numStr + " ");
        }
        System.out.println();
        
        //迭代2
        //Middle 1 two three
        Iterator<String> it = linkedList.iterator();
        while(it.hasNext()){
            System.out.print(it.next() + " ");
        }
    }
}

但其实LinkedList类也实现了DQueue接口，所以LinkedList也可以使用push/pop等方法进行堆栈结构的操作，但这不属于Collection和List的范围，因此我们将在Queue接口时进行介绍。

五、Vector实现类

Vector实现类与ArrayList实现类的区别就是Vector是线程安全的，而ArrayList是线程不安全的，因此Vector效率较低。因此在非多线程的情况下推荐用ArrayList，而在多线程环境下适合用Vector。

一般操作Vector时也是使用Collection接口和List接口提供的方法：

package com.chanshuyi.collection.list;

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

public class VectorTest {

    public static void main(String[] args) {
        //增加  add()
        Vector<String> vector = new Vector<String>();
        vector.add("Tom");
        vector.add("Marry");
        vector.add("Jesus");
        vector.add("Json");
        
        //删除  remove()
        vector.remove(0);
        vector.remove("Marry");
        
        //修改
        vector.set(0, "JesusCopy");
        
        //查询  get()
        System.out.println(vector.get(0));
        
        //迭代1
        for(String name : vector){
            System.out.print(name + " ");
        }
        
        System.out.println();
        
        //迭代2
        Iterator<String> it = vector.iterator();
        while(it.hasNext()){
            System.out.print(it.next() + " ");
        }
    }
}

六、Stack实现类

Stack类是Vector类的子类，因此它也可以用Collection和List接口提供的add/remove等方法。

Stack类是堆栈结构的一个模拟，实现了自己独有的进栈、出栈等方法。

package com.chanshuyi.collection.list;

import java.util.Stack;

public class StackTest {

    public static void main(String[] args) {
        //入栈 push()
        Stack<String> stack = new Stack<String>();
        stack.push("1");
        stack.push("2");
        stack.push("3");
        
        //出栈  pop()
        stack.pop();  
        
        //取得栈顶元素 peek()
        System.out.println(stack.peek());
        
        //通过堆栈是否为空来迭代 isEmpty()
        while(!stack.isEmpty()){
            System.out.print(stack.pop() + " ");
        }    
    }
}