List接口-ArrayList、LinkedList和Vector
1.List 接口和常用方法
1.1List 接口基本介绍
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class List_ {
@SuppressWarnings({"all"})
public static void main(String[] args) {
//1. List集合类中元素有序(即添加顺序和取出顺序一致)、且可重复 [案例]
List list = new ArrayList();
list.add("jack");
list.add("tom");
list.add("mary");
list.add("hsp");
list.add("tom");
System.out.println("list=" + list);
//2. List集合中的每个元素都有其对应的顺序索引，即支持索引
// 索引是从0开始的
System.out.println(list.get(3));//hsp
//3.
}
}
1.2 List 接口的常用方法
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ListMethod {
@SuppressWarnings({"all"})
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
list.add("张三丰");
list.add("贾宝玉");
// void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
//在index = 1的位置插入一个对象
list.add(1, "韩顺平");
System.out.println("list=" + list);
// boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
List list2 = new ArrayList();
list2.add("jack");
list2.add("tom");
list.addAll(1, list2);
System.out.println("list=" + list);
// Object get(int index):获取指定index位置的元素
//说过
// int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置
System.out.println(list.indexOf("tom"));//2
// int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
list.add("韩顺平");
System.out.println("list=" + list);
System.out.println(list.lastIndexOf("韩顺平"));
// Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素
list.remove(0);
System.out.println("list=" + list);
// Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele , 相当于是替换.
list.set(1, "玛丽");
System.out.println("list=" + list);
// List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合
// 注意返回的子集合 fromIndex <= subList < toIndex
List returnlist = list.subList(0, 2);
System.out.println("returnlist=" + returnlist);
}
}
1.3List 接口课堂练习
添加10个以上的元素(比如String "hello")，在2号位插入一个元素"韩顺平教育"，获得第5个元素，删除第6个元素，修改第7个元素，在使用迭代器遍历集合,要求:使用List的实现类ArrayList完成。
package com.yt;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class ListExercise {
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
list.add("hello");
list.add("hello1");
list.add("hello2");
list.add("hello3");
list.add("hello4");
list.add("hello5");
list.add("hello6");
list.add("hello7");
list.add("hello8");
list.add("hello9");
System.out.println("list=" + list);
//在2号位置插入元素
list.add(2,"hhhh");
System.out.println("list=" + list);
//获取第5个元素
System.out.println(list.get(4));
//删除第6个元素
System.out.println(list.remove(5));
System.out.println("list=" + list);
//修改第7个元素
list.set(7,"你好啊");
System.out.println("list=" + list);
//使用迭代器遍历集合
Iterator iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()){
Object next = iterator.next();
System.out.println(next);
}
}
}
1.4List 的三种遍历方式 [ArrayList, LinkedList,Vector]
public class ListFor {
@SuppressWarnings({"all"})
public static void main(String[] args) {
//List 接口的实现子类 Vector LinkedList
//List list = new ArrayList();
//List list = new Vector();
List list = new LinkedList();
list.add("jack");
list.add("tom");
list.add("鱼香肉丝");
list.add("北京烤鸭子");
//遍历
//1. 迭代器
Iterator iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Object obj = iterator.next();
System.out.println(obj);
}
System.out.println("=====增强for=====");
//2. 增强for
for (Object o : list) {
System.out.println("o=" + o);
}
System.out.println("=====普通for====");
//3. 使用普通for
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.println("对象=" + list.get(i));
}
}
}
1.5实现类的课堂练习 2
package com.yt;
import java.util.*;
public class ListExercise2 {
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
// List list = new LinkedList();
// List list = new Vector();
list.add(new Book("红楼梦",100.2,"曹雪芹"));
list.add(new Book("西游记",104.2,"吴承恩"));
list.add(new Book("三国演义",99.2,"罗贯中"));
//遍历集合
for (Object o : list){
System.out.println("obj="+ o);
}
//如何对集合进行排序
/*
list.sort(new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
Book book1 = (Book)o1;
Book book2 = (Book)o1;
double bookPrice = book1.getPrice() - book2.getPrice();
if (bookPrice > 0){
return -1;
} else if (bookPrice < 0){
return 1;
} else {
return 0;
}
}
});
*/
sort(list);
//排序后
System.out.println("排序后");
//遍历集合
for (Object o : list){
System.out.println("obj="+ o);
}
}
//静态方法实现排序
//要求按价格从小到大
public static void sort(List list){
int listSize = list.size();
for (int i = 0; i < listSize-1; i++) {
for (int j = 0; j < listSize-1-i; j++) {
//取出Book对象
Book book1 = (Book) list.get(j);
Book book2 = (Book) list.get(j+1);
if (book1.getPrice() > book2.getPrice()){
//交换
list.set(j,book2);
list.set(j+1,book1);
}
}
}
}
}
class Book{
private String name;
private double price;
private String author;
public Book(String name, double price, String author) {
this.name = name;
this.price = price;
this.author = author;
}
public String getName() {
return name;
}
public double getPrice() {
return price;
}
public String getAuthor() {
return author;
}
@Override
public String toString() {
return "Book{" +
"名称：《" + name + '》' +
", 价格：" + price +
", 作者：" + author +
'}';
}
}
2.ArrayList 底层结构和源码分析
2.1ArrayList 的注意事项
1)permits all elements, including null , ArrayList可以加入null,并且多个
2)ArrayList是由数组来实现数据存储的[后面老师解读源码]
3)ArrayList基本等同于Vector,除了ArrayList是线程不安全(执行效率高）看源码。在多线程情况下，不建议使用ArrayList。
public class ArrayListDetail {
public static void main(String[] args) {
//ArrayList 是线程不安全的, 可以看源码 没有 synchronized
/*
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
*/
ArrayList arrayList = new ArrayList();
arrayList.add(null);
arrayList.add("jack");
arrayList.add(null);
arrayList.add("hsp");
System.out.println(arrayList);
}
}
2.2ArrayList 的底层操作机制源码分析(重点，难点.)
接上图：
import java.util.ArrayList;
public class ArrayListSource {
public static void main(String[] args) {
//老韩解读源码
//注意，注意，注意，Idea 默认情况下，Debug 显示的数据是简化后的，如果希望看到完整的数据
//需要做设置.Debugger ->Data Views -> Java -> Enable alternative ...
//使用无参构造器创建ArrayList对象
ArrayList list = new ArrayList();
// ArrayList list = new ArrayList(8);
//使用for给list集合添加 1-10数据
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
list.add(i);
}
//使用for给list集合添加 11-15数据
for (int i = 11; i <= 15; i++) {
list.add(i);
}
list.add(100);
list.add(200);
list.add(null);
}
}
小结：如果是有参构造器，扩容机制
1.第一次扩容按照elementData的1.5倍扩容。
2.整个执行流程和无参的构造器讲的一样。
3.Vector 底层结构和源码剖析
3.1Vector 的基本介绍
import java.util.Vector;
public class Vector_ {
public static void main(String[] args) {
//无参构造器
//有参数的构造
Vector vector = new Vector();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
vector.add(i);
}
vector.add(100);
System.out.println("vector=" + vector);
//老韩解读源码
//1. new Vector() 底层
/*
public Vector() {
this(10);
}
补充：如果是 Vector vector = new Vector(8);
直接走的有参构造方法:
public Vector(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, 0);
}
2. vector.add(i)
2.1 //下面这个方法就添加数据到vector集合
public synchronized boolean add(E e) {
modCount++;
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
elementData[elementCount++] = e;
return true;
}
2.2 //确定是否需要扩容 条件 ： minCapacity - elementData.length>0 //minCapacity表示当下需要的容量
private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
2.3 //如果 需要的数组大小 不够用，就扩容 , 扩容的算法
//newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
// capacityIncrement : oldCapacity);
//就是扩容两倍.
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
capacityIncrement : oldCapacity);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
*/
}
}
4.Vector 和 ArrayList 的比较
5.LinkedList 底层结构
5.1LinkedList 的全面说明
- LinkedList底层实现了双向链表和双端队列特点
2)可以添加任意元素(元素可以重复),包括null
3)线程不安全，没有实现同步
5.2LinkedList 的底层操作机制
-
LinkedList底层维护了一个双向链表.
-
LinkedList中维护了两个属性first和last分别指向首节点和尾节点
3)每个节点(Node对象)，里面又维护了prev、next、item三个属性，其中通过
prev指向前一个，通过next指向后一个节点。最终实现双向链表.
4)所以LinkedList的元素的添加和删除，不是通过数组完成的，相对来说效率较高。
双向链表模拟：
public class LinkedList01 {
public static void main(String[] args) {
//模拟一个简单的双向链表
Node jack = new Node("jack");
Node tom = new Node("tom");
Node hsp = new Node("老韩");
//连接三个结点，形成双向链表
//jack -> tom -> hsp
jack.next = tom;
tom.next = hsp;
//hsp -> tom -> jack
hsp.pre = tom;
tom.pre = jack;
Node first = jack;//让first引用指向jack,就是双向链表的头结点
Node last = hsp; //让last引用指向hsp,就是双向链表的尾结点
//演示，从头到尾进行遍历
System.out.println("===从头到尾进行遍历===");
while (true) {
if(first == null) {
break;
}
//输出first 信息
System.out.println(first);
first = first.next;
}
//演示，从尾到头的遍历
System.out.println("====从尾到头的遍历====");
while (true) {
if(last == null) {
break;
}
//输出last 信息
System.out.println(last);
last = last.pre;
}
//演示链表的添加对象/数据，是多么的方便
//要求，是在 tom --------- 老韩直接，插入一个对象 smith
//1. 先创建一个 Node 结点，name 就是 smith
Node smith = new Node("smith");
//下面就把 smith 加入到双向链表了
smith.next = hsp;
smith.pre = tom;
hsp.pre = smith;
tom.next = smith;
//让first 再次指向jack
first = jack;//让first引用指向jack,就是双向链表的头结点
System.out.println("===从头到尾进行遍历===");
while (true) {
if(first == null) {
break;
}
//输出first 信息
System.out.println(first);
first = first.next;
}
last = hsp; //让last 重新指向最后一个结点
//演示，从尾到头的遍历
System.out.println("====从尾到头的遍历====");
while (true) {
if(last == null) {
break;
}
//输出last 信息
System.out.println(last);
last = last.pre;
}
}
}
//定义一个Node 类，Node 对象 表示双向链表的一个结点
class Node {
public Object item; //真正存放数据
public Node next; //指向后一个结点
public Node pre; //指向前一个结点
public Node(Object name) {
this.item = name;
}
public String toString() {
return "Node name=" + item;
}
}
5.3LinkedList 的增删改查案例
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
public class LinkedListCRUD {
public static void main(String[] args) {
LinkedList linkedList = new LinkedList();
linkedList.add(1);
linkedList.add(2);
linkedList.add(3);
System.out.println("linkedList=" + linkedList);
//演示一个删除结点的
linkedList.remove(); // 这里默认删除的是第一个结点
//linkedList.remove(2);
System.out.println("linkedList=" + linkedList);
//修改某个结点对象
linkedList.set(1, 999);
System.out.println("linkedList=" + linkedList);
//得到某个结点对象
//get(1) 是得到双向链表的第二个对象
Object o = linkedList.get(1);
System.out.println(o);//999
//因为LinkedList 是 实现了List接口, 遍历方式
System.out.println("===LinkeList遍历迭代器====");
Iterator iterator = linkedList.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Object next = iterator.next();
System.out.println("next=" + next);
}
System.out.println("===LinkeList遍历增强for====");
for (Object o1 : linkedList) {
System.out.println("o1=" + o1);
}
System.out.println("===LinkeList遍历普通for====");
for (int i = 0; i < linkedList.size(); i++) {
System.out.println(linkedList.get(i));
}
//老韩源码阅读.
/* 1. LinkedList linkedList = new LinkedList();
public LinkedList() {}
2. 这时 linkeList 的属性 first = null last = null
3. 执行 添加
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
4.将新的结点，加入到双向链表的最后
void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
last = newNode;
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
*/
/*
老韩读源码 linkedList.remove(); // 这里默认删除的是第一个结点
1. 执行 removeFirst
public E remove() {
return removeFirst();
}
2. 执行
public E removeFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkFirst(f);
}
3. 执行 unlinkFirst, 将 f 指向的双向链表的第一个结点拿掉
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
// assert f == first && f != null;
final E element = f.item;
final Node<E> next = f.next;
f.item = null;
f.next = null; // help GC
first = next;
if (next == null)
last = null;
else
next.prev = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
*/
}
}
6.ArrayList 和 LinkedList 比较
如何选择ArrayList和LinkedList:
1)如果我们改查的操作多，选择ArrayList；
2)如果我们增删的操作多，选择LinkedList；
3)一般来说，在程序中80%-90%都是查询，因此大部分情况下会选择ArrayList；
4)在一个项目中，根据业务灵活选择，也可能这样，一个模块使用的是ArrayList,另外一个模块是LinkedList,也就是说，要根据业务来进行选择。
