03_list

list接口

特点：

• List是Collection的子接口，是描述数据存储的接口
• 数据结构表现为线性表，可以通过下标来操作
• 存储数据有序
• 可以存储重复元素
• 可以存储null

list的API

• List是Collection的子接口。所有肯定有Collection的所有方法。
• 相对于Collection，list多了一种遍历的方法fori。（因为有了get(index)这种方法）

void add(int index, E element)：// 在指定位置添加元素。list添加的位置，只能在[0,length]之间

boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c)：// 在指定位置添加一个Collection的所有元素

E remove(int index)：// 删除指定下标的元素，只能删除下标的位置[0, length-1]。返回的是删除的元素

E set(int index, E element)：// 设置指定下标的元素为element

E get(int index)：// 获取指定下标元素

int indexOf(Object o)：// 获取元素的首个index
// 如果这个元素不存在，就会返回-1

int lastIndexOf(Object o)：// 获取元素的最后一个index

ListIterator<E> listIterator()： 
ListIterator<E> listIterator(int index)
List<E> subList(int fromIndex, int toIndex)

面向接口编程：
一般都是拿接口去接取对象，而不是拿实现类去接取对象，因为可以方便之后的替换。

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listIterator方法

返回一个ListIterator的对象。这个与迭代器（只能向后移动）类似，只是可以前后移动，可以返回index。

• 有参构造，返回的迭代器对象，调用next返回的是指定下标的元素。
  • 传入的index的范围是：[0,length]

public interface ListIterator<E> extends Iterator<E>

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继承迭代器的方法：

boolean hasNext() : // 判断后面是否还有元素可以遍历

E next()    : // 向后遍历

void remove()   : // 删除刚刚遍历的数据

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ListIterator的方法：

boolean hasPrevious(): // 向前是否可以遍历

E previous(): // 向前遍历

int nextIndex() : // 向后遍历的数据的下标

int previousIndex() : // 向前遍历的下标

void add(E e) : // 添加一个数据到当前遍历位置
// 1. zs  ls  ww
//       |
// 2. listIterator.add("zl");
//    zs  zl  ls  ww
//           |

void set(E e) : // 修改刚刚遍历过的元素位置
// 可以连续set
// 1. zs  ls  ww
//       |
// 2. listIterator.set("zl");
//    zl  ls  ww
//       |

注：如果我们想逆序遍历，可以list.listIterator(list.size());

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subList方法

• 从原有的集合中截取一部分。
• 返回值为[fromIndex , toIndex)
• subList是生成的一个映射。这个生成的subList操作就是对原有集合的操作
• 会出现并发修改异常的问题。
  • 当生成了subList之后，如果再修改原集合。再访问subList的对象，会报错。

Q：subList是不是把原有的集合截取了一个，产生一个新的数组呢？
A：subList只是一个引用，只是一个地址。

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ArrayList

特点：

• ArrayList是List的子实现
• ArrayList数据结构表现为线性表
• 底层结构是数组
• 存储元素，有序
• 可以存储重复元素
• 可以存储null

构造方法：

注：size()其实不是数组的大小，是存储元素的个数

ArrayList的API：

Object clone()  // 返回此 ArrayList 实例的浅表副本。

void ensureCapacity(int minCapacity)
// 如有必要，增加此 ArrayList 实例的容量，以确保它至少能够容纳最小容量参数所指定的元素数。

void trimToSize() // 将此 ArrayList 实例的容量调整为列表的当前大小。

注意事项：

• 浅表副本
  • String类型不能修改
    
• arrayList.ensureCapacity(10);
  • 其实就是比较传过来的数字和当前elementData的大小
    • 如果传过来的数字小，则不会做任何事情
    • 如果传过来的数字大，会把数组长度变大

ArrayList的源码阅读

初始的容量：10
扩容：按照原来容量的1.5倍进行扩容

(流程图)

class ArrayList {

    // 最终存放数据的地方
    Object[] elementData;

    // 存放数据的地方
    private int size;

    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    // 默认是空的，起到占位的作用
    public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
        // private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
    }

    public boolean add(E e) {
        // 												1
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {

        ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
    }

    private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {

            return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        return minCapacity;
    }

    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;

        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            // grow是用来扩容的
            grow(minCapacity);
    }

    private void grow(int minCapacity) {
        //  oldCapacity = 0
        int oldCapacity = elementData.length;
        //  newCapacity  = oldCapacity * 1.5 
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        //      0       -     10      < 0
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            //   newCapacity  = 10
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        // 相当于给elementData赋值了一个长度为10的数组
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }
}

注意事项：

• 构造方法里面没有初始化 —> 添加的时候必须进行初始化（add）
• 什么时候会扩容 —> 不断调用add方法的时候，会装不下的时候

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LinkedList

特点：

• LinkedList是List的子实现
• LinkedList数据结构表现为线性表
• LinkedList底层双向链表。
• 存储元素有序
• 可以存储重复
• 可以存储null

Q：链表的特点是插入和删除快，是真的吗？
A：查找也需要时间（max(O(n)), O(1))），所以算起来和ArrayList类似。不建议大家把它当List使用，当成Deque接口来用。

构造方法：

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Vector

特点：

• Vector是List的子实现
• Vector的数据结构表现是线性表
• 底层结构是数组
• 存储的数据有序，可重复，可存储null
• 线程安全

注意事项：

线程安全：

• 当多个线程同时对一个变量进行操作时，结果的预期与单线程下是一致的。这就是线程安全的。
  • 比如多个线程对i进行操作，i初始值是0，有5个线程，每个线程累加10000次。最终结果应该是50000。 但真实情况不是这样的，这就是线程安全问题。

为什么vector会被弃用？

• 效率低。
  • 在所有的接口上都加了synchronized关键字。线程安全是没问题了，但是效率却有问题。因为绝大部分都不涉及到多线程情况，所以jdk1.2采用了ArrayList来替代Vector

Q：ArrayList和Vector的区别？
A：
1.两个都是线性表，都是List的子实现，底层都是数组。
2.存储数据都是有序，允许重复，允许存储null
3.ArrayList是线程不安全的，Vector是线程安全的
4.扩容机制不同。ArrayList初始容量10,扩容1.5倍。Vector初始容量10，扩容2倍。

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Stack

特点：

• Stack是Vector的子实现
• 栈，是先进后出的数据容器。但是不建议使用这个来完成，效率是大问题。使用Deque来替代Stack
  • Deque接口及其实现提供了一组更完整的和一致的LIFO堆栈操作，应当优先使用此类