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集合有以下特点:
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:
public void add(int index, E element)
: 将指定的元素,添加到该集合中的指定位置上。public E get(int index)
:返回集合中指定位置的元素。public E remove(int index)
: 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。public E set(int index, E element)
:用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。public boolean addAll(int index,Collection c)
:将集合c所包含的所有元素都插入在List集合的Index处。public int indexOf(Object o)
:返回对象o在List集合中出现的位置索引。public int lastIndexOf(Object o)
:返回对象o在List集合中最后一次出现的位置索引。public List subList(int fromIndex,int toIndex)
:返回从索引fromIndex(包含)到索引toIndex(不包含)处所有集合元素组成的子集合。下列代码,使用学生数组,存储三个学生对象
class Student {
private String name;
private int age;
public Student() { }
public Student(String name, int age)
{
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName()
{
return name;
}
public void setName(String name)
{
this.name = name;
}
public int getAge()
{
return age;
}
public void setAge(int age)
{
this.age = age;
}
}
public class test
{
public static void main(String[] args)
{ //创建学生数组
Student[] students = new Student[3];
//创建学生对象
Student s1 = new Student("曹操",40);
Student s2 = new Student("刘备",35);
Student s3 = new Student("孙权",30);
//把学生对象作为元素赋值给学生数组
students[0] = s1;
students[1] = s2;
students[2] = s3;
//遍历学生数组
for(int x=0; x<students.length; x++)
{
Student s = students[x];
System.out.println(s.getName()+"‐‐‐"+s.getAge());
}
}
}
我们发现上述代码中存储对象数据,选择的容器是对象数组。而数组的长度是固定的,无法适应数据变化的需求。为了解决这个问题,Java提供了另一个容器 java.util.ArrayList
集合类,让我们可以更便捷的存储和操作对 象数据。
AbstractList
,实现了RandomAccess
、Cloneable
和Serializable
接口!public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
AbstractList
又继承了AbstractCollection
实现了List
接口,它是一个数组队列,提供了相关的添加、删除、修改、遍历等功能!public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> {
/**
* Sole constructor. (For invocation by subclass constructors, typically
* implicit.)
*/
protected AbstractList() {
}
RandomAccess
接口,提供了随机访问功能,实际上就是通过下标序号进行快速访问。Cloneable
接口,即覆盖了函数clone(),能被克隆。Serializable
接口,支持序列化,也就意味了ArrayList能够通过序列化传输。java.util.ArrayList
:该类需要 import导入使后使用。
,表示一种指定的数据类型,叫做泛型。 E ,取自Element(元素)的首字母。在出现 E 的地方,我们使用一种引用数据类型将其替换即可,表示我们将存储哪种引用类型的元素。比如:
ArrayList<String>,ArrayList<Student>
public ArrayList()
构造一个内容为空的集合。基本格式:
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
在JDK 7后,右侧泛型的尖括号之内可以留空,但是<>仍然要写。简化格式:
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
// Collection中定义的API
boolean add(E object)
boolean addAll(Collection<? extends E> collection)
void clear()
boolean contains(Object object)
boolean containsAll(Collection<?> collection)
boolean equals(Object object)
int hashCode()
boolean isEmpty()
Iterator<E> iterator()
boolean remove(Object object)
boolean removeAll(Collection<?> collection)
boolean retainAll(Collection<?> collection)
int size()
<T> T[] toArray(T[] array)
Object[] toArray()
// AbstractCollection中定义的API
void add(int location, E object)
boolean addAll(int location, Collection<? extends E> collection)
E get(int location)
int indexOf(Object object)
int lastIndexOf(Object object)
ListIterator<E> listIterator(int location)
ListIterator<E> listIterator()
E remove(int location)
E set(int location, E object)
List<E> subList(int start, int end)
// ArrayList新增的API
Object clone()
void ensureCapacity(int minimumCapacity)
void trimToSize()
void removeRange(int fromIndex, int toIndex)
对于元素的操作,基本体现在——增、删、查。常用的方法有:
public boolean add(E e)
:将指定的元素添加到此集合的尾部。public E remove(int index)
:移除此集合中指定位置上的元素。返回被删除的元素。public E get(int index)
:返回此集合中指定位置上的元素。返回获取的元素。public int size()
:返回此集合中的元素数。遍历集合时,可以控制索引范围,防止越界。这些都是最基本的方法,操作非常简单,代码如下:
import java.util.ArrayList;
public class test
{
public static void main(String[] args)
{
//创建集合对象
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
//添加元素
list.add("hello");
list.add("world");
list.add("java");
//public E get(int index):返回指定索引处的元素
System.out.println("get:"+list.get(0));
System.out.println("get:"+list.get(1));
System.out.println("get:"+list.get(2));
//public int size():返回集合中的元素的个数
System.out.println("size:"+list.size());
//public E remove(int index):删除指定索引处的元素,返回被删除的元素
System.out.println("remove:"+list.remove(0));
//遍历输出
for(int i = 0; i < list.size(); i++)
{
System.out.println(list.get(i));
}
}
}
运行:
get:hello
get:world
get:java
size:3
remove:hello
world
java
ArrayList对象不能存储基本类型,只能存储引用类型的数据。类似 不能写,但是存储基本数据类型对应的包装类型是可以的。所以,想要存储基本类型数据, <> 中的数据类型,必须转换后才能编写,转换写法如下:
例如:
import java.util.ArrayList;
public class test
{
public static void main(String[] args)
{
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
list.add(4);
System.out.println(list);
}
}
[1, 2, 3, 4]
数值添加到集合 :生成6个1~33之间的随机整数,添加到集合,并遍历
import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;
public class test
{
public static void main(String[] args)
{
// 创建Random 对象
Random random = new Random();
// 创建ArrayList 对象
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
// 添加随机数到集合
for (int i = 0; i < 6; i++)
{
int r = random.nextInt(33) + 1;
list.add(r);
}
// 遍历集合输出
for (int i = 0; i < list.size(); i++)
{
System.out.println(list.get(i));
}
}
}
28
23
15
24
2
16
对象添加到集合: 自定义4个学生对象,添加到集合,并遍历
import java.util.ArrayList;
class Student {
private String name;
private int age;
public Student() { }
public Student(String name, int age)
{
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName()
{
return name;
}
public void setName(String name)
{
this.name = name;
}
public int getAge()
{
return age;
}
public void setAge(int age)
{
this.age = age;
}
}
public class test
{
public static void main(String[] args)
{
//创建集合对象
ArrayList<Student> list = new ArrayList<Student>();
//创建学生对象
Student s1 = new Student("赵丽颖",18);
Student s2 = new Student("唐嫣",20);
Student s3 = new Student("景甜",25);
Student s4 = new Student("柳岩",19);
//把学生对象作为元素添加到集合中
list.add(s1);
list.add(s2);
list.add(s3);
list.add(s4);
//遍历集合
for(int x = 0; x < list.size(); x++)
{
Student s = list.get(x);
System.out.println(s.getName()+"‐‐‐"+s.getAge());
}
}
}
赵丽颖‐‐‐18
唐嫣‐‐‐20
景甜‐‐‐25
柳岩‐‐‐19
打印集合方法: 定义以指定格式打印集合的方法(ArrayList类型作为参数),使用{}扩起集合,使用@分隔每个元素。格式参照 {元素 @元素@元素}。
import java.util.ArrayList;
public class test
{
public static void main(String[] args)
{
// 创建集合对象
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
// 添加字符串到集合中
list.add("张三丰");
list.add("宋远桥");
list.add("张无忌"); list.add("殷梨亭");
// 调用方法
printArrayList(list);
}
public static void printArrayList(ArrayList<String> list)
{
// 拼接左括号
System.out.print("{");
// 遍历集合
for (int i = 0; i < list.size(); i++)
{
// 获取元素
String s = list.get(i);
// 拼接@符号
if (i != list.size() - 1)
{
System.out.print(s + "@");
}
else
{
// 拼接右括号
System.out.print(s + "}");
}
}
}
}
{张三丰@宋远桥@张无忌@殷梨亭}
获取集合方法: 定义获取所有偶数元素集合的方法(ArrayList类型作为返回值)
import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;
public class test
{
public static void main(String[] args)
{
// 创建Random 对象
Random random = new Random();
// 创建ArrayList 对象
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
// 添加随机数到集合
for (int i = 0; i < 20; i++)
{
int r = random.nextInt(1000) + 1;
list.add(r);
}
// 调用偶数集合的方法
ArrayList<Integer> arrayList = getArrayList(list);
System.out.println(arrayList);
}
public static ArrayList<Integer> getArrayList(ArrayList<Integer> list)
{
// 创建小集合,来保存偶数
ArrayList<Integer> smallList = new ArrayList<>();
// 遍历list
for (int i = 0; i < list.size(); i++)
{
// 获取元素
Integer num = list.get(i);
// 判断为偶数,添加到小集合中
if (num % 2 == 0)
{
smallList.add(num);
}
}
// 返回小集合
return smallList;
}
}
[794, 762, 328, 12, 978, 974, 734, 964, 686]
LinkedList
是基于链表实现的,从源码可以看出是一个双向链表。除了当做链表使用外,它也可以被当作堆栈、队列或双端队列进行操作。不是线程安全的,继承 AbstractSequentialList
实现 List
、Deque
、Cloneable
、Serializable
接口。
public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
AbstractSequentialList
,AbstractSequentialList 实现了get(int index)、set(int index, E element)、add(int index, E element) 和 remove(int index)这些函数,这些接口都是随机访问List的。List
接口,能对它进行队列操作。Deque
接口,即能将LinkedList当作双端队列使用。Cloneable
接口,即覆盖了函数clone(),能克隆。java.io.Serializable
接口,这意味着LinkedList支持序列化,能通过序列化去传输。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:
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。public E pop()
:从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。public void push(E e)
:将元素推入此列表所表示的堆栈。public boolean isEmpty()
:如果列表不包含元素,则返回true。import java.util.LinkedList;
public class test
{
public static void main(String[] args) {
LinkedList<String> link = new LinkedList<String>();
//添加元素
link.addFirst("abc1");
link.addFirst("abc2");
link.addFirst("abc3");
System.out.println(link);
// 获取元素
System.out.println(link.getFirst());
System.out.println(link.getLast());
// 删除元素
System.out.println(link.removeFirst());
System.out.println(link.removeLast());
while (!link.isEmpty())
{
//判断集合是否为空
System.out.println(link.pop());
//弹出集合中的栈顶元素 }
System.out.println(link);
}
}
}
[abc3, abc2, abc1]
abc3
abc1
abc3
abc1
abc2
[]
Vector 类可以实现可增长的对象数组。
java.util.vector
提供了向量类(Vector) 以实现类似动态数组的功能。与数组一样,它包含可以使用整数索引进行访问的组件。但是,Vector 的大小可以根据需要增大或缩小,以适应创建 Vector 后进行添加或移除项的操作。Vector 是同步的,可用于多线程。
对于预先不知或者不愿预先定义数组大小,并且需要频繁地进行查找,插入,删除工作的情况,可以考虑使用向量类
public class Vector<E>
extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
AbstractList
,实现了List
接口;所以,它是一个队列,支持相关的添加、删除、修改、遍历等功能。RandmoAccess
接口,即提供了随机访问功能。RandmoAccess是java中用来被List实现,为List提供快速访问功能的。在Vector中,我们即可以通过元素的序号快速获取元素对象;这就是快速随机访问。Cloneable
接口,即实现clone()函数。它能被克隆。Serializable接
口,支持序列化。向量类提供了三种构造方法:
public vector()
public vector(int initialcapacity,int capacityIncrement)
public vector(int initialcapacity)
使用第一种方法系统会自动对向量进行管理,若使用后两种方法,则系统将根据参数,initialcapacity设定向量对象的容量(即向量对象可存储数据的大小),当真正存放的数据个数超过容量时。系统会扩充向量对象存储容量。
参数capacityincrement给定了每次扩充的扩充值。当capacityincrement为0的时候,则每次扩充一倍,利用这个功能可以优化存储。
Vector类中提供了各种方法:
插入功能:
public final synchronized void addElement(Object obj)
:将obj插入向量的尾部。obj可以是任何类型的对象。对同一个向量对象,亦可以在其中插入不同类的对象。但插入的应是对象而不是数值,所以插入数值时要注意将数组转换成相应的对象。例如:要插入整数1时,不要直接调用v1.addElement(1),正确的方法为:
Vector v1 = new Vector();
Integer integer1 = new Integer(1);
v1.addElement(integer1);
public final synchronized void setElementAt(Object obj,int index)
:将index处的对象设置成obj,原来的对象将被覆盖。public final synchronized void insertElementAt(Object obj,int index)
:在index指定的位置插入obj,原来对象以及此后的对象依次往后顺延。查询搜索功能:
public final int indexOf(Object obj)
:从向量头开始搜索obj,返回所遇到的第一个obj对应的下标,若不存在此obj,返回-1.public final synchronized int indexOf(Object obj,int index)
:从index所表示的下标处开始搜索obj.public final int lastindexOf(Object obj)
:从向量尾部开始逆向搜索obj.public final synchornized int lastIndex(Object obj,int index)
:从index所表示的下标处由尾至头逆向搜索obj.public final synchornized firstElement()
:获取向量对象中的首个objpublic final synchornized Object lastElement()
:获取向量对象的最后一个obj其他功能:
public final int size()
: 此方法用于获取向量元素的个数。它们返回值是向量中实际存在的元素个数,而非向量容量。可以调用方法capacity()来获取容量值。public final synchronized void setSize(int newsize)
: 此方法用来定义向量的大小,若向量对象现有成员个数已经超过了newsize的值,则超过部分的多余元素会丢失。程序中定义Enumeration类的一个对象Enumeration是java.util中的一个接口类
public final synchronized Enumeration elements()
: 此方法将向量对象对应到一个枚举类型。java.util包中的其他类中也都有这类方法,以便于用户获取对应的枚举类型。在Enumeration
中封装了有关枚举数据集合的方法。
以下代码就是用hasMoreElement()和 nextElement()遍历Vector查询搜索功能:
import java.util.Enumeration;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.Vector;
public class TestVector {
public void test01() {
Vector<String> hs = new Vector<String>();
hs.add("aa");
hs.add("bb");
hs.add("aa");
hs.add("cc");
hs.add("aa");
hs.add("dd");
printSet2(hs);
}
public void printSet(List hs) {
Iterator iterator = hs.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
}
public void printSet2(Vector<String> hs) {
Enumeration<String> elements = hs.elements();
while (elements.hasMoreElements()) {
System.out.println(elements.nextElement());
}
}
public static void main(String[] args) {
new TestVector().test01();
}
}
aa
bb
aa
cc
aa
dd
Stack 类表示后进先出(LIFO)的对象堆栈。继承自Vector,它通过五个操作对类 Vector 进行了扩展 ,允许将向量视为堆栈。它提供了通常的 push 和 pop 操作,以及取堆栈顶点的 peek 方法、测试堆栈是否为空的 empty 方法、在堆栈中查找项并确定到堆栈顶距离的 search 方法。
因为它继承自Vector,那么它的实现原理是以数组实现堆栈的。
如果要以链表方式实现堆栈可以使用LinkedList!
java.lang.Object
继承者 java.util.AbstractCollection<E>
继承者 java.util.AbstractList<E>
继承者 java.util.Vector<E>
继承者 java.util.Stack<E>
所有已实现的接口:
Serializable, Cloneable, Iterable<E>, Collection<E>, List<E>, RandomAccess
并且从类 java.util.Vector 继承的字段
capacityIncrement, elementCount, elementData
从类 java.util.AbstractList 继承的字段
modCount
Stack只有下面四个方法!由于Stack继承了Vector ,它也有Vector的API方法
push( num)
:入栈pop()
:栈顶元素出栈empty()
:判定栈是否为空peek()
:获取栈顶元素search(num)
:判端元素num是否在栈中,如果在返回1,不在返回-1(注意pop()和peek()的区别。pop()会弹出栈顶元素并返回栈顶的值,peek()只是获取栈顶的值,但是并不会把元素从栈顶弹出来)
import java.util.Stack;
public class test
{
public static void main(String[] args) {
Stack<Integer> stack = new Stack<>();
stack.push(2);
System.out.println(stack.search(2)); //2在栈中,返回1
System.out.println(stack.search(0)); //0不在栈中,返回-1
System.out.println(stack.empty()); //栈不为空,返回false
System.out.println(stack.peek()); //读取栈顶元素,返回2
System.out.println(stack.empty()); //栈不为空,返回false
System.out.println(stack.pop()); //弹出栈顶元素,并返回栈顶元素2
System.out.println(stack.empty()); //栈空,返回true
}
}
1
-1
false
2
false
2
true
1、List继承了Collection,是有序的列表。
2、实现类有ArrayList、LinkedList、Vector、Stack等
在实际的应用中如果使用到队列,栈,链表,首先可以想到使用List。不同的场景下面使用不同的工具,效率才能更高!
/*
* 性能测试,通过插入、随机读取和删除对ArrayList、LinkedList、Vector和Stack进行测试!
* 结论:看LinkedList
* 插入10万个元素,LinkedList所花时间最短:17 ms。
* 删除10万个元素,LinkedList所花时间最短: 9 ms。
* 遍历10万个元素,LinkedList所花时间最长:10255 ms;而ArrayList、Stack和Vector则相差不多,都只用了几秒。
* (1) 对于需要快速插入,删除元素,应该使用LinkedList。
* (2) 对于需要快速随机访问元素,应该使用ArrayList。
*
*/
public class ListTest {
private static final int COUNT = 100000; //十万
private static ArrayList<Object> arrayList = new ArrayList<Object>();
private static LinkedList<Object> linkedList = new LinkedList<Object>();
private static Vector<Object> vector = new Vector<Object>();
private static Stack<Object> stack = new Stack<Object>();
public static void main(String[] args) {
System.out.println("....开始测试插入元素..........");
// 插入元素测试
insertData(arrayList,"ArrayList") ;
insertData(linkedList,"LinkedList") ;
insertData(vector,"Vector") ;
insertData(stack,"Stack") ;
System.out.println("....开始测试读取元素..........");
// 随机读取元素测试
readAccessData(arrayList,"ArrayList") ;
readAccessData(linkedList,"LinkedList") ;
readAccessData(vector,"Vector") ;
readAccessData(stack,"Stack") ;
System.out.println("....开始测试删除元素..........");
// 随机读取元素测试
deleteData(arrayList,"ArrayList") ;
deleteData(linkedList,"LinkedList") ;
deleteData(vector,"Vector") ;
deleteData(stack,"Stack") ;
}
/**
* 指定的List 的子类中插入元素,并统计插入的时间
* @param list List 的子类
* @param name 子类的名称
*/
private static void insertData(List<Object> list,String name) {
long startTime = System.currentTimeMillis();
// 向list的位置0插入COUNT个数
for (int i=0; i<COUNT; i++){
list.add(0, i);
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
long interval = endTime - startTime;
System.out.println(name + " : 插入 "+COUNT+"元素, 使用的时间是 " + interval+" ms");
}
/**
* 指定的List 的子类中删除元素,并统计删除的时间
* @param list List 的子类
* @param name 子类的名称
*/
private static void deleteData(List<Object> list,String name) {
long startTime = System.currentTimeMillis();
// 删除list第一个位置元素
for (int i=0; i<COUNT; i++)
list.remove(0);
long endTime = System.currentTimeMillis();
long interval = endTime - startTime;
System.out.println(name + " : 删除 "+COUNT+"元素, 使用的时间是 " + interval+" ms");
}
/**
* 指定的List 的子类中读取元素,并统计读取的时间
* @param list List 的子类
* @param name 子类的名称
*/
private static void readAccessData(List<Object> list,String name) {
long startTime = System.currentTimeMillis();
// 读取list元素
for (int i = 0; i < COUNT; i++)
list.get(i);
long endTime = System.currentTimeMillis();
long interval = endTime - startTime;
System.out.println(name + " : 随机读取 "+COUNT+"元素, 使用的时间是 " + interval+" ms");
}
}
....开始测试插入元素..........
ArrayList : 插入 100000元素, 使用的时间是 970 ms
LinkedList : 插入 100000元素, 使用的时间是 17 ms
Vector : 插入 100000元素, 使用的时间是 968 ms
Stack : 插入 100000元素, 使用的时间是 888 ms
....开始测试读取元素..........
ArrayList : 随机读取 100000元素, 使用的时间是 6 ms
LinkedList : 随机读取 100000元素, 使用的时间是 10255 ms
Vector : 随机读取 100000元素, 使用的时间是 8 ms
Stack : 随机读取 100000元素, 使用的时间是 4 ms
....开始测试删除元素..........
ArrayList : 删除 100000元素, 使用的时间是 1460 ms
LinkedList : 删除 100000元素, 使用的时间是 9 ms
Vector : 删除 100000元素, 使用的时间是 1472 ms
Stack : 删除 100000元素, 使用的时间是 894 ms
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