Java容器深入浅出之List、ListIterator和ArrayList

List是Collection接口的子接口，表示的是一种有序的、可重复元素的集合。

List接口的主要实现类ArrayList和Vector，底层都是维护了一套动态的，可扩展长度的Object[]数组，通过initialCapacity参数来动态地调整长度。因此，相比较父接口Collection所提供的公共增删改方法，List接口及实现类也定义了通过索引来增删查改元素，或者基于元素查找索引的方法。更一般地，ArrayList中的元素可以为null。

List及List新增的ListIterator接口

List接口的定义方法如下

 1 public class TestList {
 2 
 3     @SuppressWarnings("unlikely-arg-type")
 4     public static void main(String[] args) {
 5         
 6         List books = new ArrayList<>();
 7         //List集合添加元素的顺序是有序的
 8         books.add(new String("资本论"));
 9         books.add(new String("***宣言"));
10         books.add(new String("家庭私有制和国家的起源"));
11         System.out.println(books);
12         //add和addAll分别在指定索引处添加元素或另一个集合
13         books.add(1, "德意志意识形态");
14         books.forEach(str -> System.out.println(str));
15         //使用Lambda表达式对List进行排序
16         books.sort((o1, o2) -> (o1.length() - o2.length()));
17         System.out.println(books);
18         //删除指定索引的元素
19         books.remove(2);
20         System.out.println(books);
21         //通过指定索引返回元素(==根据HashCode来判断,此处返回false)
22         System.out.println(books.get(0) ==new String("资本论"));
23         //通过indexOf来返回指定元素所在的索引位置
24         //indexOf通过元素的equals方法来判断, 只要是true就返回对应的索引
25         System.out.println(books.indexOf(new String("德意志意识形态")));
26         //通过索引改变元素
27         books.set(1, new String("神圣家族"));
28         //返回子集合[1,3), 不改变原集合
29         System.out.println(books.subList(1, 3));
30         
31         //使用Lambda表达式使用每个字符的长度替代原集合的元素
32         books.replaceAll(ele -> ele.length() + "");
33         //因为A对象equals方法恒返回true,所以集合会在第一次比较中直接删除第一个元素
34         books.remove(new A());
35         System.out.println(books);
36         //同样的,继续删除第一个元素
37         books.remove(new A());
38         System.out.println(books.size());
39         
40     }
41 
42 }
43 
44 class A{
45     //定义A类对象的equals方法恒返回true
46     public boolean equals(Object obj) {
47         return true;
48     }
49 }

与Set集合不同，List集合新增了一个继承Iterator接口的子接口ListIterator接口，可以实现反向迭代和增加元素的功能。

 1 /*
 2  * 与Collection集合的Iterator接口不同, List额外提供一个ListIterator接口(继承了Iterator接口), 增加了如下三个方法:
 3  * 1. hasPrevious():是否还有上一个元素
 4  * 2. previous():返回上一个元素
 5  * 3. add():增加一个元素
 6  */
 7 public class ListIteratorTest {
 8 
 9     public static void main(String[] args) {
10         
11         String[] books = {
12                 "资本论","德意志意识形态","***宣言"
13         };
14         List booksList = new ArrayList<>();
15         for(int i=0; i) {
16             booksList.add(books[i]);
17         }
18         ListIterator lit = booksList.listIterator();
19         System.out.println("====下面开始正向迭代====");
20         while(lit.hasNext()) {
21             System.out.println(lit.next());
22             lit.add("----分隔符----");
23         }
24         System.out.println("====下面开始反向迭代====");
25         while(lit.hasPrevious()) {
26             System.out.println(lit.previous());
27         }
28         
29     }
30 
31 }

ArrayList和Vector

如前所述，ArrayList和Vector底层维护了一个动态可变的对象数组。如果创建对象时不指定容量值，会有一个默认的数组长度10。更一般地，可以通过在创建对象时指定容量值：

1. void ensureCapacity(int minCapacity)：将List集合数组长度增加到minCapacity。如可提前知道元素个数，可以赋值长度，以减少频繁扩容所带来的性能开销。

2. void trimToSize()：调整数组长度至当前元素的个数，以节省空间。

ArrayList与Vector相比较，需要注意以下几点：

1. ArrayList是线程不安全的，因此性能较高；Vector是线程安全的，但性能较差；后面的博文会介绍如果通过Collection提供的工具类，使ArrayList线程安全。

2. Vector及其子类Stack，是非常古旧的Java集合，并不建议使用。Stack子类所实现的栈功能，也可以通过ArrayDeque来实现。

固定长度的List

数组的工具类Arrays自带一个asList(Object... o)方法，可以将数组或指定数量的对象转换为List，不过需要注意一点：

该类是Arrays类的内部类ArrayList的实例，是固定长度的，相当于数组，只能用于遍历，不能增加和删除里面的元素。

 1 public class TestArrayList {
 2 
 3     public static void main(String[] args) {
 4         
 5         List list = Arrays.asList("AA", "BB", "CC");
 6         //显示类的类型为java.util.Arrays$ArrayList
 7         System.out.println(list.getClass());
 8         
 9         list.forEach(System.out::println);
10         //以下会抛出运行时异常java.lang.UnsupportedOperationException
11         list.add("DD");
12 
13     }
14 
15 }

线性表的性能选择

一般来说，基于数组的ArrayList在随机访问中性能较好；基于链表的LinkedList在插入、删除中性能较好。但在一般使用中，ArrayList总体性能占优，因此使用非常广泛。

1. 如果需要遍历List元素，ArrayList建议使用随机访问方法；对于LinkedList，建议使用Iterator迭代器

2. 如果需要经常插入、删除大量数据的List集合，可以考虑使用LinkedList