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[Java教程]List集合概述


上篇总结了Set集合,这回总结下List集合。。。。先来框架图:

一、List集合

List集合代表一个元素有序,可重复的集合,集合中每个元素都有对应的顺序索引。List接口中增加了一些根据索引操作元素的方法:

   void add(int index,E element )  在列表的指定位置插入该元素。

   boolean addAll(int index,Collection c)  将集合c包含的所有元素都插入到List集合的index处。

   Object get(int index)    返回集合index索引出的元素。

  。。。。。详见

1.ListIterator接口:List额外提供的一个listIterator()方法,提供了专门操作List的方法。

 ListIterator接口在Iterator的基础上增加了如下方法:

 boolean hasPrevious(): 返回该迭代器关联的集合是否还有上一个元素。

 Object previous(): 返回该迭代器的上一个元素。

 void add((E e): 在指定位置插入一个元素。

 示例:

 

import java.util.*;public class TestListIterator{	public static void main(String[] args) 	{		String[] books = {			"我是帅哥",			"帅哥是我"		};		List bookList = new ArrayList();		for (int i = 0; i < books.length ; i++ )		{			bookList.add(books[i]);		}		ListIterator lit = bookList.listIterator();		while (lit.hasNext())		{			System.out.println(lit.next());			lit.add("-------分隔符-------"); //加入一个元素		}		System.out.println("==========下面开始反向迭代===========");		while(lit.hasPrevious())		{			System.out.println(lit.previous());		}	}}

 输出结果:

      我是帅哥
      帅哥是我
      ==========下面开始反向迭代===========
      -------分隔符-------
      帅哥是我
     -------分隔符-------
     我是帅哥                                       

输出完成 (耗时 0 秒) - 正常终止

2.ArrayList实现类和Vector实现类:

ArrayList和Vector是基于数组实现的list类,所以ArrayList和Vector封装了一个动态的,允许再分配的Object[]数组,不指定的话长度默认为10。ArrayList和Vector对象使用initialCapacity参数来设置该数组的长度,当向集合添加大量元素时,可以使用ensureCapac(int minCapacity)方法一次性的增加initialCapacity。

ArrayList和Vector在用法上几乎完全相同,但Vector比较古老,方法名比较长,最好是不使用。ArrayList是线程不安全的,Vector是线程安全的,但这个完全可以手动将一个ArrayList变成线程安全的。

ArrayList示例:

import java.util.*;public class TestList{	public static void main(String[] args) 	{		List books = new ArrayList();		//向books集合中添加三个元素		books.add(new String("轻量级J2EE企业应用实战"));		books.add(new String("Struts2权威指南"));		books.add(new String("基于J2EE的Ajax宝典"));		System.out.println(books);		//将新字符串对象插入在第二个位置		books.add(1 , new String("ROR敏捷开发最佳实践"));//add是插入,插入到当前位置,当前的元素向后退,并没有覆盖!		for (int i = 0 ; i < books.size() ; i++ )		{			System.out.println(books.get(i));		}		System.out.println("size:"+books.size());		//删除第三个元素		books.remove(2);		System.out.println(books);		//判断指定元素在List集合中位置:输出1,表明位于第二位		System.out.println(books.indexOf(new String("ROR敏捷开发最佳实践")));//1		//将第二个元素替换成新的字符串对象		books.set(1, new String("Struts2权威指南"));		System.out.println(books);		//将books集合的第二个元素(包括)到第三个元素(不包括)截取称子集合		System.out.println(books.subList(1 , 2));	}}

  输出结果:

---------- java运行 ----------
[轻量级J2EE企业应用实战, Struts2权威指南, 基于J2EE的Ajax宝典]
轻量级J2EE企业应用实战
ROR敏捷开发最佳实践
Struts2权威指南
基于J2EE的Ajax宝典
size:4
[轻量级J2EE企业应用实战, ROR敏捷开发最佳实践, 基于J2EE的Ajax宝典]
1
[轻量级J2EE企业应用实战, Struts2权威指南, 基于J2EE的Ajax宝典]
[Struts2权威指南]

输出完成 (耗时 0 秒) - 正常终止

二、Queue集合

Queue用于模拟队列这种数据结构,先进先出。

Queue接口定义的方法如下:

 boolean add(E e):   将指定的元素插入此队列(如果立即可行且不会违反容量限制),在成功时返回 true,如果当前没有可用的空间,则抛出 IllegalStateException

 E element(): 获取队列头部元素,但不删除该元素。

 boolean offer(E e):  将指定的元素插入此队列,当使用有容量限制的队列时,此方法通常要优于 add(E)。

 E peek():   获取但不移除此队列的头;如果此队列为空,则返回 null

 E poll(): 获取并移除此队列的头,如果此队列为空,则返回 null

E remove(): 获取并移除此队列的头。

1.PriorityQueue实现类

PriorityQueue是一个比较标准的队列实现类,之所以说比较标准,而不是绝对标准,是因为PriorityQueue保存队列元素的顺序并不是按加入队列的顺序,而是按队列元素的大小进行重新排序。

示例:

import java.util.*;public class TestPriorityQueue{	public static void main(String[] args) 	{		PriorityQueue pq = new PriorityQueue();		//下面代码依次向pq中加入四个元素		pq.offer(6);		pq.offer(-3);		pq.offer(9);		pq.offer(0);		//输出pq队列,并不是按元素的加入顺序排列,而是按元素的大小顺序排列		System.out.println(pq);		//访问队列第一个元素,其实就是队列中最小的元素:-3		System.out.println(pq.peek());	}}

  输出结果:

---------- java运行 ----------
[-3, 0, 9, 6]
-3

输出完成 (耗时 0 秒) - 正常终止

2.Deque接口与ArrayQueue实现类

Deque接口是Queue接口的子接口,它代表一个双端队列,Deque接口里定义了一些双端队列的方法,允许从两端来操作队列的元素。

Void addFirst(Object e):将指定元素插入该双端队列的开头。

Void addLast(Object e):将指定队列插入该双端队列的末尾。

Iterator descendingIterator():返回该双端队列对应的迭代器,该迭代器将以逆向顺序来迭代队列中的元素。

Object getFirst(): 获取但不删除队列的第一个元素。

详细参考api

ArrayQueue是Deque接口的典型实现类,他是一个基于数组实现的双端队列,底部也是采用动态的、可重新分配的Object[]数组存储集合元素。

示例:把ArrayQueue当”栈“使用

import java.util.*;public class ArrayDequeTest {	public static void main(String[] args) 	{    ArrayDeque stack = new ArrayDeque();		//依次将三个元素push入栈    stack.push("java");		stack.push("java EE");		stack.push("Android");		System.out.println(stack); //输出		//访问第一个元素,但不将其pop出栈    System.out.println(stack.peek());//		//    System.out.println(stack);		//pop出第一个元素    System.out.println(stack.pop());     //    System.out.println(stack);	}}

  输出结果:

[Android, java EE, java]
Android
[Android, java EE, java]
Android
[java EE, java]

**在现在的程序中需要使用“栈”这种数据结构时,推荐使用ArrayDeque或LinkedList,而不是Stack。

3.LinkedList实现类

LinkedList实现了List接口和Deque接口(好像图上没有画出来。。。。。),因此他是一个List集合还可以被当成双端队列来使用。

 LinkedList与ArrayList,ArrayDeque的实现机制完全不同,ArrayList、ArrayDeque内部以数组的形式来保存集合中的元素,因此随机访问集合元素时有较好的性能;而LinkedList内部以链表的形式来保存集合中的元素,因此随机访问性能较差,但是插入、删除元素时非常快。

示例:

import java.util.*;public class TestLinkedList{	public static void main(String[] args) 	{		LinkedList books = new LinkedList();		//将字符串元素加入队列的尾部		books.offer("Java");		//将一个字符串元素入栈		books.push("J2EE");		//将字符串元素添加到队列的头部		books.offerFirst("Android");		for (int i = 0; i < books.size() ; i++ )		{			System.out.println(books.get(i));		}		//访问、并不删除队列的第一个元素		System.out.println(books.peekFirst());		//访问、并不删除队列的最后一个元素		System.out.println(books.peekLast());		//采用出栈的方式将第一个元素pop出队列		System.out.println(books.pop());		//下面输出将看到队列中第一个元素被删除		System.out.println(books);		//访问、并删除队列的最后一个元素		System.out.println(books.pollLast());		//下面输出将看到队列中只剩下中间一个元素:轻量级J2EE企业应用实战		System.out.println(books);	}}

  输出结果:

Android
J2EE
Java
Android
Java
Android
[J2EE, Java]
Java
[J2EE]

**上面的代码分别示范了双端队列,栈的用法,所以LinkedList是一个功能非常强大的集合类。

4.各种线性表的性能分析:

 

实现机制

随机访问排名

迭代操作排名

插入操作排名

删除操作排名

数组

连续内存区保存元素

1

不支持

不支持

不支持

ArrayList/ArrayDeque

以数组保存元素

2

2

2

2

Vector

以数组保存元素

3

3

3

3

LinkedList

链表保存元素

4

1

1

1

 

  示例:

import java.util.*;/** * Description: * <br/>Copyright (C), 2005-2008, Yeeku.H.Lee * <br/>This program is protected by copyright laws. * <br/>Program Name: * <br/>Date: * @author Yeeku.H.Lee kongyeeku@163.com * @version 1.0 */public class TestPerformance{	public static void main(String[] args) 	{		//创建一个字符串数组		String[] tst1 = new String[900000];		//动态初始化数组元素		for (int i = 0; i < 900000; i++)		{			tst1[i] = String.valueOf(i);		}				ArrayList al = new ArrayList();		//将所有数组元素加入ArrayList集合中		long start = System.currentTimeMillis();		for (int i = 0; i < 900000 ; i++)		{			al.add(tst1[i]);		}		System.out.println("ArrayList集合添加元素的时间:" + (System.currentTimeMillis() - start));		LinkedList ll = new LinkedList();		//将所有数组元素加入LinkedList集合中		start = System.currentTimeMillis();		for (int i = 0; i < 900000 ; i++)		{			ll.add(tst1[i]);		}		System.out.println("LinkedList集合添加元素的时间:" + (System.currentTimeMillis() - start));		//迭代访问ArrayList集合的所有元素,并输出迭代时间		start = System.currentTimeMillis();		for (Iterator it = al.iterator();it.hasNext() ; )		{			it.next();		}		System.out.println("迭代ArrayList集合元素的时间:" + (System.currentTimeMillis() - start));		//迭代访问LinkedList集合的所有元素,并输出迭代时间		start = System.currentTimeMillis();		for (Iterator it = ll.iterator();it.hasNext() ; )		{			it.next();		}		System.out.println("迭代LinkedList集合元素的时间:" + (System.currentTimeMillis() - start));			}}

  输出结果:

ArrayList集合添加元素的时间:446
LinkedList集合添加元素的时间:16
迭代ArrayList集合元素的时间:11
迭代LinkedList集合元素的时间:12

**可以看出LinkedList添加元素特别快,是ArrayList的几十倍,但遍历时不相上下。用foreach遍历LinkedList也比ArrayList快。

java中的集合到这里基本上总结完啦。。。

下篇会总结下操作集合的工具类:Collections,用它可以方便的把集合变成线程安全的。

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