【JAVA语言-第15话】集合框架（二）——List、ArrayList、LinkedList、Vector集合

目录

List集合

1.1?概述

1.2 特点

1.3 常用方法

1.4?ArrayList集合

1.4.1 概述?

1.4.2 练习

1.5 LinkedList集合?

1.5.1 概述

1.5.2 特点

1.5.3 常用方法

1.5.4 练习

1.6?Vector类

1.6.1 概述

1.6.2 练习

1.7 List实现类的异同点

---

List集合

1.1?概述

????????java.util.List：List是一个接口，它继承自Collection接口。常用的实现类有ArrayList和LinkedList。使用List接口的好处是可以将代码与具体的实现类解耦，从而提高代码的灵活性和可维护性。

1.2 特点

1. 有序的集合，存储元素和取出元素的顺序是一致的（存储123，取出123）。
2. 有索引，包含了一些带索引的方法?。
3. 允许存储重复的元素?。

1.3 常用方法

? ? ? ? List接口继承Collection接口，因而Collection中常用的方法List也可使用。这里主要列举一些List个性化的方法（带索引方法的使用）。List接口不能直接创建对象，需要采用多态形式创建 其 实现类对象，才能使用。

方法：

• void add(int index,E element)：将E，添加到该集合中的index处。
• E get(int index)：返回集合中index的E。
• E remove(int index)：移除列表中index的E，返回的是被移除的E。
• E set(int index,E element)：用E替换集合中index的E，返回值是更新前的E。
• int indexOf(E element)：返回集合中E的index，没有找到返回-1。

????????

说明：

????????E：集合元素，集合中具体的值。

????????index：指定位置，集合的索引值。

????????

注意事项：操作索引的时候，一定要防止索引越界异常：

• IndexOutOfBoundsException：索引越界异常，集合会报。
• ArrayIndexOutOfBoundsException：数组索引越界异常。
• StringIndexOutOfBoundsException：字符串索引越界异常。

1.4?ArrayList集合

1.4.1 概述?

????????java.util.ArrayList：ArrayList是一种动态数组，它实现了List接口。ArrayList可以根据需要自动调整大小，可以存储任意类型的对象。ArrayList提供了一系列的方法，可以方便地对其中的元素进行添加、删除、查找和遍历操作。与普通的数组相比，ArrayList的大小是可变的，并且可以自动处理底层数组的扩容和缩容。使用ArrayList能够方便地操作和管理一系列对象的集合。

1.4.2 练习

源代码：?

package com.zhy.coll;

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

public class TestArrayList {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个集合<泛型为String类型>，多态写法，接口引用 指向 实现类对象
        List<String> list = new ArrayList<String>();

        //往集合中添加元素
        list.add("elememt1");
        list.add("elememt2");
        list.add("elememt3");

        //打印集合
        System.out.println("初始化集合：" + list);

        //1.将指定元素，添加到该集合的指定位置上
        list.add(1,"elementNew");
        System.out.println("在索引1插入元素：" + list);

        //2.返回集合中指定位置的元素
        String nameE = list.get(0);
        System.out.println("返回索引0的元素：" + nameE);

        //3.移除集合中指定位置的元素，返回的是被移除的元素
        String removeE = list.remove(2);
        System.out.println("移除索引2的元素，返回的是被移除的元素：" + removeE);

        //4.用指定元素替换集合中指定位置的元素，返回的是更新前的元素
        String beforeE = list.set(0,"elementUpdate");
        System.out.println("用新元素替换掉索引0的元素，返回的是更新前索引0的元素：" + beforeE);

        //5.返回集合中指定元素的索引，找不到返回-1
        int indexE = list.indexOf("elementOld");
        System.out.println("返回（elementOld）的索引：" + indexE);

        //使用迭代器遍历List集合
        System.out.print("使用迭代器遍历List集合：");
        Iterator<String> iterator = list.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            String tempE = iterator.next();
            System.out.print(tempE + " ");
        }
    }
}

输出结果：

1.5 LinkedList集合?

1.5.1 概述

????????java.util.LinkedList：LinkedList实现了Java的List接口，因而可以像其他List实现类一样使用。它也实现了Deque接口，因而可以作为双端队列使用。另外，LinkedList还实现了Queue接口，因而可以作为队列使用。

1.5.2 特点

• LinkedList是Java中的一种数据结构，它是一个双向链表，每个节点包含了数据本身以及指向前一个节点和后一个节点的引用。
• LinkedList不需要预先指定容量，可以根据需要动态地增加或减少元素。
• LinkedList允许快速插入和删除元素，因为只需要调整节点的引用，而不需要像数组那样移动元素。
• 访问和搜索元素的性能较差，因为需要从头或尾开始遍历链表。

1.5.3 常用方法

????????使用LinkedList集合特有的方法，不能使用多态。

• void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
• void addLast(E e):将指定元素添加到此列表的结尾。
• void push(E e):将元素推入此列表所表示的堆栈。
• E getFirst():返回此列表的第一个元素。
• E getLast():返回此列表的最后一个元素。
• E removeFirst():移除并返回此列表的第一个元素。
• E removeLast():移除并返回此列表的最后一个元素。
• E pop():从此列表所表示的堆栈出弹出一个元素。

1.5.4 练习

源代码：

package com.zhy.coll;

import java.util.LinkedList;

public class TestLinkedList {
    public static void main(String[] args) {
        //创建LinkedList对象
        LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
        linkedList.add("Annie");
        linkedList.add("Bob");
        linkedList.add("Tom");
        System.out.println("初始化LinkedList集合：" + linkedList);

        //返回此列表的第一个元素
        String fistE = linkedList.getFirst();
        System.out.println("列表的第一个元素为：" + fistE);

        //返回此列表的最后一个元素
        String lastE = linkedList.getLast();
        System.out.println("列表的最后一个元素为：" + lastE);

        //将指定元素插入此列表的开头
        linkedList.addFirst("Lisa");
        System.out.println("在列表开头插入元素：" + linkedList);

        //将指定元素添加到此列表的结尾
        linkedList.addLast("Carl");
        System.out.println("在列表末尾插入元素：" + linkedList);

        //移除并返回此列表的第一个元素
        linkedList.removeFirst();
        System.out.println("移除第一个元素：" + linkedList);

        //移除并返回此列表的最后一个元素
        linkedList.removeLast();
        System.out.println("移除最后一个元素：" + linkedList);

        //将元素推入此列表所表示的堆栈
        linkedList.push("Dick");
        System.out.println("在栈首添加元素：" + linkedList);

        //从列表所表示的堆栈出弹出一个元素
        linkedList.pop();
        System.out.println("将栈首的元素弹出：" + linkedList);

        //使用增强for遍历列表
        System.out.print("使用增强for遍历列表：");
        for(String e : linkedList){
            System.out.print(e + " ");
        }
    }
}

输出结果：

1.6?Vector类

1.6.1 概述

????????Vector类是Java中提供的一种动态数组实现。它是使用数组来存储元素的，并且可以根据需要自动调整数组的大小。Vector类提供了一系列方法来操作数组，例如添加元素、获取元素、删除元素等。Vector类还具有线程安全的特性，可以在多个线程同时访问和修改数组，以确保数据的一致性和安全性。因此，Vector类常用于需要在多线程环境下操作数组的场景中。

1.6.2 练习

源代码：

package com.zhy.coll;

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

public class TestVector {
    public static void main(String[] args) {
        Vector<String> vector = new Vector<>();
        vector.add("element1");
        vector.add("element2");
        vector.add("element3");
        System.out.println("初始化集合：" + vector);

        vector.remove(0);
        System.out.println("移除第0个元素：" + vector);

        vector.set(0,"elementNew");
        System.out.println("修改第0个元素的值：" + vector);

        System.out.print("使用增强for遍历集合：");
        for (String name : vector){
            System.out.print(name + " ");
        }

        System.out.print("\n使用迭代器遍历集合：");
        Iterator<String> iterator = vector.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            String ele = iterator.next();
            System.out.print(ele + " ");
        }
    }
}

输出结果：?

1.7 List实现类的异同点

????????ArrayList，LinkedList和Vector都是Java集合框架中的实现类，它们用于存储和操作集合数据。三者的异同如下：

相同点：

• 都实现了List接口，都支持索引访问元素。
• 都可以存储任意类型的对象。
• 都具有动态扩容的能力。

不同点：?

• ArrayList底层使用数组实现；LinkedList底层使用双向链表实现；Vector底层也使用数组实现。
• ArrayList是非线程安全的；LinkedList和Vector是线程安全的。
• ArrayList和LinkedList适用于随机访问和遍历；而Vector适用于需要线程安全性的场景。
• ArrayList和LinkedList的插入和删除操作的性能取决于位置；ArrayList在尾部插入和删除元素效率高，而LinkedList在中间插入和删除元素效率高。
• Vector相比ArrayList和LinkedList，性能较低，因为它需要进行同步（线程安全）操作。

????????因此，选择ArrayList还是LinkedList或Vector取决于具体的需求。如果需要随机访问和遍历，且不需要线程安全，则选择ArrayList；如果需要频繁插入和删除元素，或需要线程安全，则选择LinkedList；如果需要线程安全且不考虑性能，则选择Vector。