三十六、Collection - List

1、概述

java.util.List接口继承自Collection接口，是单列集合的一个重要分支，习惯性地会将实现了List接口的对象称为List集合。

List接口特点：

1. 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。
2. 它是一个带有索引的集合。 通过索引可以进行元素的操作。
3. 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

2、List接口中常用的方法

List作为Collection集合的子接口，不但继承了Collection接口中的全部方法，而且还增加了一些根据元素索引来操作集合的特有方法，如下：

方法	描述
public void add(int index, E element)	插入元素
public E get(int index)	根据索引获取元素
public E remove(int index)	根据索引删除元素
public E set(int index, E element)	根据索引删除元素

List集合特有的方法都是根据索引相关的。对集合操作，一般以索引优先。代码体现：

3、List - ArrayList集合

java.util.ArrayList ：集合数据存储的结构（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。

详细介绍

4、List - LinkedList集合

5.1 LinkedList概述

java.util.LinkedList：集合数据存储的结构（链表结构）。方便元素添加、删除的集合。但不便于查询

LinkedList是一个双向链表，那么双向链表是什么样子的呢，我们用个图了解下

5.2 LinkedList集合方法

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。

方法	描述
public void addFirst(E e)	将指定元素插入此列表的开头。
public void addLast(E e)	将指定元素添加到此列表的结尾。
public E getFirst()	返回此列表的第一个元素。
public E getLast()	返回此列表的最后一个元素。
public E removeFirst()	移除并返回此列表的第一个元素。
public E removeLast()	移除并返回此列表的最后一个元素。

LinkedList是List的子类，List中的方法LinkedList都是可以使用。在开发时，LinkedList集合也可以作为堆栈，队列的结构使用。

5.3 LinkList源码分析

• LinkedList的成员变量源码分析：

  public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E>
      				implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable{
      transient int size = 0;
      /**
       *存储第一个节点的引用
       */
      transient Node<E> first;
  
      /**
       * 存储最后一个节点的引用
       */
      transient Node<E> last;
      
      //......
      //......
  }
  

• LinkedList的内部类Node类源码分析：

  public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E>
      				implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable{
      //......
      private static class Node<E> {
          E item;//被存储的对象
          Node<E> next;//下一个节点
          Node<E> prev;//前一个节点
  
          //构造方法
          Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
              this.item = element;
              this.next = next;
              this.prev = prev;
          }
      }
      //......
  }
  

• LinkedList的add()方法源码分析：

  public boolean add(E e) {
  	linkLast(e);//调用linkLast()方法
  	return true;//永远返回true
  }
  void linkLast(E e) {
    final Node<E> l = last;//一个临时变量，存储最后一个节点
    final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);//创建一个Node对象
    last = newNode;//将新Node对象存储到last
    if (l == null)//如果没有最后一个元素，说明当前是第一个节点
   	first = newNode;//将新节点存为第一个节点
    else
   	l.next = newNode;//否则不是第一个节点，就赋值到当前的last的next成员
    size++;//总数量 + 1
    modCount++;//
  }
  

• LinkedList的get()方法：

  public E get(int index) {
      checkElementIndex(index);		//检查索引的合法性(必须在0-size之间)，如果不合法，此方法抛出异常
      return node(index).item;
  }
  Node<E> node(int index) {				//此方法接收一个索引，返回一个Node
      // assert isElementIndex(index);
      if (index < (size >> 1)) {			//判断要查找的index是否小于size / 2，二分法查找
          Node<E> x = first;				// x = 第一个节点——从前往后找
          for (int i = 0; i < index; i++)		//从0开始，条件：i < index，此循环只控制次数
              x = x.next;					//每次 x = 当前节点.next;
          return x;				//循环完毕，x就是index索引的节点。
      } else {
          Node<E> x = last;		// x = 最后一个节点——从后往前找
          for (int i = size - 1; i > index; i--)	//从最后位置开始，条件：i > index
              x = x.prev;			//每次 x = 当前节点.prev;
          return x;				//循环完毕，x就是index索引的节点
      }
  }