java集合中list的示例分析

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1、List接口

该接口定义的元素是有序的且可重复的。相当于数学里面的数列，有序可重复

booleanaddAll(intindex,Collection<?extendsE>c);将指定集合中所有元素，插入至本集合第index个元素之后defaultvoidreplaceAll(UnaryOperatoroperator);替换集合中每一个元素值defaultvoidsort(Comparator<?superE>c);给集合中的元素进行排序Eget(intindex);获取集合中第index个元素Eset(intindex,Eelement);将集合中第index个元素替换成指定元素voidadd(intindex,Eelement);向集合中第index个位置添加一个元素Eremove(intindex);移除集合中第index个元素intindexOf(Objecto);得到指定元素在集合中的位置（第一次出现）intlastIndexOf(Objecto);得到指定元素在集合中的位置（最后一次出现）ListIteratorlistIterator();返回ListIteratorListIteratorlistIterator(intindex);返回ListIterator,并设置当前位置ListsubList(intfromIndex,inttoIndex);截取List，从fromIndex到toIndex

2、List子类

2.1、AbstractList抽象类

该类实现了基本的List集合功能，如果实现的是只读的List集合，继承自该抽象类的子类只需要实现get(intindex)和size()两个方法，如果是可操作的List集合，则必须重写add和set方法，否则执行add和set时会抛出UnsupportedOperationException异常

AbstractList抽象类中的迭代器通过get(intindex)访问元素，通过remove(Objecto)删除元素。

AbstractList抽象类包含了一个SubList子类，该子类通过包装一个AbstractList抽象类对象实现元素的添加、删除等功能。

该抽象类主要实现了如下方法：

booleanadd(Ee);添加元素e，内部调用add(intindex,Eelement)实现intindexOf(Objecto);得到指定元素第一次在集合中的位置，内部通过List迭代器实现intlastIndexOf(Objecto);得到指定元素在集合中的位置（最后一次出现），内部List迭代器实现，注意此处是从后往前迭代voidclear();清空List集合中的元素，内部通过List迭代器实现booleanaddAll(intindex,Collection<?extendsE>c);插入集合c中所有元素，内部调用add(intindex,Eelement)实现Iteratoriterator();返回一个迭代器对象，AbstractList抽象类内部实现了一个迭代器ListIteratorlistIterator();返回一个List迭代器对象，AbstractList抽象类内部实现了一个List迭代器booleanequals(Objecto);重写Object的equals方法，内部先判断是否同一个对象，是返回true，否则判断o是否是List对象，不是返回false，是的话迭代比较两个集合中每一个元素是否一致，都一致返回trueinthashCode();内部迭代集合中每一个元素计算出hashcode值ListsubList(intfromIndex,inttoIndex);得到List集合的子集合，内部通过构造AbstractList内部的SubList实现

2.2、ArrayList

ArrayList继承自AbstractList实现了List中所有方法，该集合可以插入任何元素包括null元素。

ArrayList内部使用数组保存元素，他的size、isEmpty、get、set、add等操作都是常数时间。在获取元素时会比LinkedList更有优势。

Arraylist有一个初始的大小，该大小会随着元素的增加而增长。

ArrayList不是线程安全的，在多线程环境下使用时需要注意，我们可以通过Collections.synchronizedList(newArrayList(…));操作得到一个线程安全的ArrayList

ArrayList中的迭代器在List集合结果变化后，我们调用迭代器中的方法时会快速抛出ConcurrentModificationException异常通知程序，以免造成损失。

ArrayList的扩展策略：

在初始集合为空时，加入元素时会初始化Math.max(DEFAULT_CAPACITY,minCapacity)个空间，即取插入元素个数和DEFAULT_CAPACITY中比较大的那个数

集合非空时插入元素，如果空间不够时，则取原集合大小扩展2倍和最小需求大小中较大的那个进行扩展

ArrayList重写了Iterator和ListIterator，内部直接通过遍历数组实现

ArrayList重写了SubList类，该类直接通过访问数组实现

ArrayList主要包括以下属性：

transientObject[]elementData;该对象数组用于存放集合中的元素intsize;该属性用于保存集合的大小transientintmodCount;记录ArrayList修改的次数，在集合迭代器中会使用该数字判断迭代时集合是否修改过

ArrayList主要包含以下构造函数：ArrayList(intinitialCapacity);构造初始大小为initialCapacity的集合对象ArrayList();构造一个空的数组元素ArrayList(Collection<?extendsE>c);使用传入集合c构造一个集合对象

ArrayList主要包括以下函数：

voidtrimToSize();将集合中数组大小恢复至当前集合大小，该操作可以压缩集合使用空间voidensureCapacity(intminCapacity);通过传入的minCapacity判断集合是否需要扩展，需要的话则扩展数组大小，已足够存放元素intindexOf(Objecto);得到指定元素第一次在集合中的位置,重写了AbstractList类的方法，内部直接遍历元素数组实现intlastIndexOf(Objecto);同上Objectclone();重写了clone方法，并且将元素数组复制一份出来，且将modCount致0，注意此处数组中元素并没有clone，也就是说克隆后的集合和元集合使用同一份具体元素Object[]toArray();直接返回本集合中的数组Eget(intindex);直接访问数组Eset(intindex,Eelement);直接设置数组元素值booleanadd(Ee);直接操作数组，想数组添加一个元素Eremove(intindex);直接操作数组booleanremove(Objecto);一样遍历数组，注意该操作会导致数组移动voidclear();遍历将数组致空，同时设置size大小为0booleanaddAll(Collection<?extendsE>c);通过数组直接添加voidsort(Comparator<?superE>c);实现集合中元素排序功能，接收一个Comparator用以比较集合中元素的大小

2.3、AbstractSequentialList抽象类

AbstractSequentialList是一个抽象类，继承自AbstractList抽象类

AbstractSequentialList内部基于链表实现，主要针对顺序访问list集合的情况，它在随机访问时表现较差

AbstractSequentialList的实现者需要提供listIterator和size两个实现，AbstractSequentialList内部本身通过listIterator实现了其他函数

ArrayList主要包含以下函数：

Eget(intindex);获取第index个元素，内部通过ListIterator实现Eset(intindex,Eelement);替换集合的第index个元素，内部通过ListIterator实现voidadd(intindex,Eelement);想list集合中插入元素，内部通过voidadd(intindex,Eelement)实现Eremove(intindex);删除list中第index个元素，内部通过ListIterator实现booleanaddAll(intindex,Collection<?extendsE>c);添加另一个集合中的所元素，内部通过ListIterator实现Iteratoriterator();直接调用listIterator()方法

2.4、LinkedList

LinkedList继承自AbstractSequentialList抽象类，实现了List、Deque、Cloneable、和Serializable接口

LinkedList内部基于双向链表实现，允许插入任何元素，包括null

LinkedList不是线程安全的，在多线程环境下使用时需要注意，我们可以通过Collections.synchronizedList(newLinledList(…));操作得到一个线程安全的ArrayList

LinkedList中的迭代器在List集合结果变化后，我们调用迭代器中的方法时会快速抛出ConcurrentModificationException异常通知程序，以免造成损失。

LinkedList内部使用Node类存储元素，该类包含下面三个属性，

Eitem;保存元素值得对象

Nodenext;下一个节点对象

Nodeprev;上一个节点对象

LinkedList重写了ListIterator，内部直接通过遍历链表实现迭代器功能

LinkedList主要包含以下属性

transientintsize=0;集合当前大小transientNodefirst;链表的首元素transientNodelast;链表的尾元素

LinkedListList主要包含以下构造函数：LinkedList();空构造函数LinkedList(Collection<?extendsE>c);使用另外一个集合的构造函数，会将另一个集合所有元素加入本集合中

LinkedList主要包含以下函数：

自有函数

voidlinkFirst(Ee);插入元素至第一个位置voidlinkLast(Ee);插入元素至最后一个位置voidlinkBefore(Ee,Nodesucc);在某个元素之前插入一个元素EunlinkFirst(Nodef);移除第一个元素EunlinkLast(Nodel);移除最后一个元素Eunlink(Nodex);移除指定元素EgetFirst();得到第一个元素EgetLast();得到最后一个元素EremoveFirst();移除第一个元素EremoveLast();移除最后一个元素voidaddFirst(Ee);插入第一个元素voidaddLast(Ee);插入最后一个元素Nodenode(intindex);返回index对应的Node节点

List函数

booleancontains(Objecto);是否包含某个元素intsize();返回集合大小，直接返回size变量booleanadd(Ee);添加一个元素，调用linkLast(e);booleanremove(Objecto);删除指定元素，通过遍历链表删除booleanaddAll(Collection<?extendsE>c);将集合c插入至本集合，链表插入voidclear();遍历链表，清空所有元素，将首尾元素制空Eget(intindex);获取第index个元素，通过node(index)得到node节点Eset(intindex,Eelement);替换第index个元素，通过node(index)得到node节点，然后设置值voidadd(intindex,Eelement);在第index位置插入元素，调用linkBefore(element,node(index));Eremove(intindex);删除第index个元素，通过unlink(node(index));实现intindexOf(Objecto);得到o对象在集合中的位置（第一次出现），通过遍历链表实现，从头部开始遍历intlastIndexOf(Objecto)得到o对象在集合中的位置（最后一次出现），通过遍历链表实现，从尾部开始遍历

Deque函数Epeek();返回第一个元素，但不删除。直接去first首元素，集合空时，返回nullEelement();返回第一个元素，但不删除。集合空时抛出异常,调用getFirst();Eremove();获得并移除队列顶部元素，如果队列为空抛出异常,调用removeFirstEpoll();获得并移除队列顶部元素，如果队列为空返回null调用unlinkFirst(f)booleanoffer(Ee);队列尾部插入元素，调用add(e)booleanofferFirst(Ee);队列首部插入元素，调用addFirst(e);booleanofferLast(Ee);队列尾部插入元素，调用addLast(e)EpeekFirst();返回首元素EpeekLast();返回最后一个元素，不删除，空时返回nullEpollFirst();获得并移除队列顶部元素，如果队列为空返回null调用unlinkFirst(f)EpollLast();获得并移除队列尾部元素，如果队列为空返回null调用unlinkLast(f)voidpush(Ee);向首部插入元素，调用addFirst(e);，栈方法Epop();返回并移除首元素，调用removeFirst();，栈方法booleanremoveFirstOccurrence(Objecto);删除第一次出现o的元素，调用remove(o);函数booleanremoveLastOccurrence(Objecto);删除最后一次出现o的元素，从后向前遍历链表，匹配后移除

2.5、Vector

功能和ArrayList类似，不同的是Vector是线程安全的，其大部分方法都加了synchronized关键字以保证多线程环境下线程安全问题。不过在可以确保没有线程安全问题的情况下，我们还是应该选择ArrayList，因为ArrayList的效率要比Vector高。

2.6、CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList继承Object,实现了List,RandomAccess,Cloneable,java.io.Serializable接口

CopyOnWriteArrayList是

CopyOnWriteArrayList内部使用数组保存元素，但是它的数组大小等于集合的大小，因为它的增加、删除、修改元素都是新copy一份数组

CopyOnWriteArrayList是线程安全的，他的写操作加锁，读操作没有加锁，适用于读多写少的情况

CopyOnWriteArrayList实现了Iterator和ListIterator，内部通过遍历数组实现，但是它的迭代器不支持操作元素。会抛出UnsupportedOperationException

CopyOnWriteArrayList主要包含以下属性：

finaltransientReentrantLocklock;CopyOnWriteArrayList内部使用的线程同步锁transientvolatileObject[]array;集合内部用于保存元素的地方

CopyOnWriteArrayList主要包含以下构造函数：

CopyOnWriteArrayList();构造一个空的集合CopyOnWriteArrayList(Collection<?extendsE>c);创建一个包括闯入集合所有元素的集合CopyOnWriteArrayList(E[]toCopyIn);创建一个包含传入数组所有元素的集合，注：此处会copy原有数组。

CopyOnWriteArrayList主要包括以下函数：

finalObject[]getArray();得到集合持有的数组对象voidsetArray(Object[]a);设置集合的数组对象intsize();返回集合大小，直接返回数组的长度booleanisEmpty();判断集合是否为空booleancontains(Objecto);判断集合是否包含某元素intindexOf(Objecto);得到传入元素在集合中第一次出现的位置索引intindexOf(Ee,intindex);得到传入元素在集合中第一次出现的位置索引，从index开始查找intlastIndexOf(Objecto);得到传入元素在集合中最后一次出现的位置索引，从集合尾部开始查找lastIndexOf(Ee,intindex);得到传入元素在集合中出现的位置索引，从集合index开始往前查找Objectclone();返回集合的clone，集合的元素没有被cloneObject[]toArray();转换成数组，此处返回的是数组的copyT[]toArray(Ta[]);转换成数组，如果传入数组小于当前集合，重新申请一块空间，否则使用数组a，当数组a大于集合长度时将数组a的临近集合元素的第一个元素设置成null，可以方便用户在知道集合不含null元素时判断集合的大小Eget(intindex);获取集合的index索引元素Eset(intindex,Eelement);设置集合的index元素的值booleanadd(Ee);往集合中添加元素voidadd(intindex,Eelement);插入元素至指定位置Eremove(intindex);移除指定位置的元素booleanremove(Objecto);移除第一次出现元素ovoidremoveRange(intfromIndex,inttoIndex);移除范围内的所有元素booleanaddIfAbsent(Ee);当集合中不包含该元素时，添加该元素booleanaddIfAbsent(Ee,Object[]snapshot);当集合中不包含该元素且传入数组中也不包含该元素时，添加该元素booleancontainsAll(Collection<？>c);判断集合是否全部包含传入集合的元素booleanremoveAll(Collection<？>c);移除集合中c中所有元素booleanretainAll(Collection<？>c);移除集合中所有不在c中的元素intaddAllAbsent(Collection<？extendsE>c);遍历c，当c中元素不在集合中时，加入至集合voidclear();清空集合booleanaddAll(Collection<？extendsE>c);将集合c中所有元素加入至集合中booleanaddAll(intindex,Collection<？extendsE>c);将集合c中所有元素插入至index后

2.7、Stack

Stack继承自Vector，他表示一种后进先出的数据结构，即栈。他拥有五种基本的操作即push、pop、peek、empty、search

Stack继承自Vector，所以它也是线程安全的

Stack继承自Vector，所以它内部也是用数组存储元素的

Stack自定义函数如下

Epush(Eitem);向栈顶添加一个元素Epop();从栈顶取出并删除一个元素Epeek();得到栈顶元素booleanempty();判断栈是否为空intsearch(Objecto);查找o的位置，存在返回距栈顶位置，否则返回-1

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