Java集合框架--LIST，ArrayList，LinkedList

List

Java集合框架中的List是一个有序且允许元素重复的集合接口 。它位于java.util包下， 继承自Collection接口。List集合中的元素按照插入的顺序进行排序， 并且可以通过索引来访问元素， 索引从0开始。List允许我们存储元素的集合，‌并且可以包含重复的元素，‌这些元素是有序的。‌下面是一些正确使用Java集合框架中List接口的基本指导原则：‌

1. 创建List实例

Java提供了多种List的实现，‌如ArrayList、‌LinkedList和Vector等。‌每种实现都有其特点和适用场景。‌

List list = new ArrayList<>(); // 使用ArrayList
// 或者
List linkedList = new LinkedList<>(); // 使用LinkedList

2. 添加元素

List提供了多种添加元素的方法，‌包括add(E element)  、‌add(int index, E element)等。‌

list.add("Hello");
list.add(1, "World"); // 在索引1处插入"World"

3. 访问元素

可以通过索引访问List中的元素，‌使用get(int index)方法。‌

String element = list.get(0); // 获取索引为0的元素

4. 移除元素

可以使用remove(int index)或remove(Object o)方法来移除元素。‌

list.remove(0); // 移除索引为0的元素
list.remove("Hello"); // 移除第一个"Hello"元素（‌如果存在）‌

5. 遍历List

遍历List可以使用传统的for循环、‌增强的for循环（‌也称为"for-each"循环）‌或Java 8引入的forEach方法结合Lambda表达式。‌

‌传统的for循环‌：‌

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    System.out.println(list.get(i));
}

‌增强的for循环‌：‌

for (String item : list) {
    System.out.println(item);
}

‌Java 8的forEach和Lambda表达式‌：‌

list.forEach(item -> System.out.println(item));

6. 排序和搜索

List可以转换为数组，‌使用方法。‌对于排序，‌如果List的元素实现了接口，‌可以使用方法进行排序。‌对于搜索，‌可以使用或方法查找元素的索引。‌

7. 注意事项

在多线程环境下，‌如果多个线程同时访问同一个List实例，‌并且至少有一个线程在结构上修改了列表，‌那么必须外部同步这个List。‌是同步的，‌但通常性能不如，‌因此在单线程环境下推荐使用。‌对于大量随机访问和添加/删除操作较少的场景，‌是较好的选择。‌如果频繁地在列表的开头或中间进行添加/删除操作，‌那么可能更合适。‌

ArrayList

在Java中，‌是一个非常常用的集合类，‌它实现了接口，‌并提供了基于动态数组的实现。‌以下是正确使用的一些基本指导原则：‌

1. 创建ArrayList实例

首先，‌你需要创建一个ArrayList的实例。‌你可以指定元素的类型，‌这样可以在编译时期就进行类型检查。‌

ArrayList list = new ArrayList<>();

这里，‌我们创建了一个存储String类型元素的ArrayList。‌

2. 添加元素

ArrayList提供了多种添加元素的方法，‌最常用的有add(E element)和add(int index, E element)。‌

使用add(E element)在列表的末尾添加元素。‌

list.add("Hello");
list.add("World");

使用add(int index, E element)在指定索引处添加元素，‌注意索引从0开始，‌且索引值不能超出当前列表的范围。‌

list.add(1, "Java"); // 列表现在变为["Hello", "Java", "World"]

3. 访问元素

你可以通过索引来访问ArrayList中的元素，‌使用get(int index)方法。‌

String firstElement = list.get(0); // 获取第一个元素

4. 移除元素

ArrayList提供了remove(int index)和 remove(Object o)方法来移除元素。‌ 

使用remove(int index)移除指定索引处的元素。‌

list.remove(1); // 移除索引为1的元素，‌列表现在变为["Hello", "World"]

使用remove(Object o)移除列表中第一个出现的指定元素。‌

list.remove("Hello"); // 移除"Hello"，‌如果列表中存在

5. 遍历ArrayList

遍历ArrayList可以使用传统的for循环、‌增强的for循环（‌也称为"for-each"循环）‌或Java 8引入的forEach方法结合Lambda表达式。‌

传统的for循环 ：

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    System.out.println(list.get(i));
}

增强的for循环 ：

for (String item : list) {
    System.out.println(item);
}

Java 8的forEach和Lambda表达式 ：

list.forEach(item -> System.out.println(item));

6. 注意事项

1. ArrayList在添加或删除元素时，‌如果数组需要扩容，‌则可能会涉及到数组复制，‌这会影响性能。‌因此，‌在知道ArrayList大概的元素数量时，‌可以使用的构造器指定初始容量。‌
2. ArrayList不是线程安全的。‌如果你需要在多线程环境下使用，‌可以考虑使用Vector（‌但通常不推荐，‌因为它比ArrayList更慢）‌，‌或者使用Collections.synchronizedList将ArrayList包装成线程安全的列表，‌或者使用​​​​​​​java.util.concurrent包下的并发集合类。‌​​​​​​​​​​​​​​

LinkedList

LinkedList是Java集合框架中一个非常有用的类，‌它实现了接口和接口，‌提供了基于链表的数据结构。‌与不同，‌在添加或删除元素时不需要移动其他元素，‌因此这些操作在上通常更高效。‌但是，‌由于内部是通过节点（‌Node）‌来存储元素的，‌随机访问元素（‌通过索引访问）‌可能会比较慢。‌以下是一些使用的正确方法：‌

1. 创建LinkedList实例

你可以像创建其他集合一样创建LinkedList的实例，‌指定元素的类型。‌

LinkedList linkedList = new LinkedList<>();

2. 添加元素

LinkedList提供了多种添加元素的方法，‌包括在列表末尾添加、‌在列表开头添加以及在指定位置添加。‌

在列表末尾添加元素：‌

linkedList.add("Hello");

在列表开头添加元素（‌这是LinkedList特有的高效操作）‌：‌

linkedList.addFirst("First");

// 或者

linkedList.add(0, "First"); // 这在ArrayList中效率较低，‌但在LinkedList中效率较高

在指定位置添加元素（‌注意，‌这可能会比ArrayList慢，‌因为LinkedList需要遍历到该位置）‌：‌

linkedList.add(2, "Middle");

3. 访问元素

虽然支持LinkedList通过索引访问元素，‌但这不是它最擅长的操作。‌如果你需要频繁地通过索引访问元素，‌那么ArrayList可能是更好的选择。‌

String element = linkedList.get(0); // 获取第一个元素

4. 移除元素

LinkedList提供了多种移除元素的方法，‌包括移除第一个元素、‌最后一个元素、‌指定位置的元素或指定的对象。‌

移除并返回列表的第一个元素：‌

String firstElement = linkedList.removeFirst();

// 或者

String firstElementByIndex = linkedList.remove(0);

移除并返回列表的最后一个元素：‌

String lastElement = linkedList.removeLast();

移除指定位置的元素：‌

linkedList.remove(1); // 移除索引为1的元素

5. 遍历LinkedList

遍历LinkedList可以使用传统的for循环、‌增强的for循环或Java 8引入的​​​​​​​forEach方法结合Lambda表达式。‌由于​​​​​​​LinkedList实现了接口​​​​​​​List，‌这些遍历方法都适用。‌

增强的for循环 ：

for (String item : linkedList) {
    System.out.println(item);
}

Java 8的forEach和Lambda表达式 ：

linkedList.forEach(item -> System.out.println(item));

6. 注意事项

1. LinkedList不是线程安全的。‌如果多个线程同时访问一个实例，‌并且至少有一个线程从结构上修改了LinkedList列表，‌那么它必须保持外部同步。‌
2. 尽管在LinkedList添加和删除元素时通常比​​​​​​​ArrayList更高效，‌但​​​​​​​在随机访问元素时可能较慢。‌因此，‌在选择使用LinkedList还是ArrayList时，‌应考虑你的具体需求。‌