Java集合框架(八):List 源码分析
1、List 简述
Java.util.List 是 Collection 的子接口。它是一个有序集合,可以存储重复的值。由于List保留可插入元素的位置的控制,因此它可以按索引访问元素,也可以搜索列表中的元素。
关于Java List的一些重要特点有:
🌂Java List 接口是 Java Collections Framework 的成员。
🌂List 允许添加重复元素。
🌂List允许拥有’null’元素。
🌂List接口在Java 8中有许多默认方法,例如replaceAll,sort和spliterator。
🌂列表索引从0开始,就像数组一样。
🌂List支持泛型,我们应尽可能使用它。 将Generics与List一起使用将在运行时避免ClassCastException。
2、List 类图2、List 类图
Java List接口扩展了 Collection 接口。 Collection 接口又扩展了 Iterable接口。
一些最常用的 List 实现类有 ArrayList,LinkedList,Vector,Stack,CopyOnWriteArrayList。
AbstractList 提供了List接口的重要方法实现,以减少实现List的工作量。
3、List 方法
3.1、List 中常用方法如下
方法 | 方法描述 |
---|---|
int size() | 获取列表中的元素数量,如果此列表元素个数大于 Integer.MAX_VALUE,则返回 Integer.MAX_VALUE。 |
boolean isEmpty() | 检查列表是否为空。 |
boolean contains(Object o) | 如果此列表包含指定的元素,则返回true。 |
Iterator iterator() | 以适当的顺序返回此列表中元素的迭代器。 |
Object[] toArray() | 以适当的顺序返回包含此列表中所有元素的数组 |
T[] toArray(T[] a) | 以适当的顺序返回包含此列表中所有元素的数组; 返回数组的类型是指定数组的运行时类型。 |
boolean add(E e) | 将指定的元素追加到此列表的末尾。 |
boolean remove(Object o) | 从此列表中删除第一次出现的指定元素。 |
boolean containsAll(Collection<?> c) | 如果此列表包含指定集合的所有元素,则返回true。 |
boolean addAll(Collection<? extends E> c) | 将指定集合中的所有元素按指定集合的迭代器(可选操作)返回的顺序追加到此列表的末尾。如果操作正在进行时修改了指定的集合,则此操作的行为是不确定的。 |
boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) | 将指定集合中的所有元素插入到此列表指定位置。将当前位置的元素(如果有)和任何后续元素向右移动。新元素将按照指定集合的迭代器返回的顺序出现在此列表中。如果在操作正在进行时修改了指定的集合,则此操作的行为是不确定的。 |
boolean removeAll(Collection<?> c) | 从此列表中删除指定集合中包含的所有元素。 |
boolean retainAll(Collection<?> c) | 仅保留此列表中包含在指定集合中的元素。 |
void clear() | 从列表中删除所有元素。 |
E get(int index) | 返回列表中指定位置的元素。 |
void add(int index, E element) | 将指定元素插入此列表中的指定位置。 将当前位于该位置的元素(如果有)和任何后续元素向右移动。 |
E remove(int index) | 删除此列表中指定位置的元素。 将任何后续元素向左移位。 返回从列表中删除的元素。 |
int indexOf(Object o) | 返回此列表中第一次出现的指定元素的索引,如果此列表不包含该元素,则返回-1。 |
int lastIndexOf(Object o) | 返回此列表中指定元素最后一次出现的索引,如果此列表不包含该元素,则返回-1。 |
E set(int index, E element) | 用指定的元素替换列表中指定位置的元素。 |
ListIterator listIterator() | 从列表中的指定位置开始,返回列表中元素的列表迭代器(按正确顺序)。 指定的索引指示初始调用next时将返回的第一个元素。 对previous的初始调用将返回指定索引减去1的元素。 |
List subList(int fromIndex, int toIndex) | 返回指定 fromIndex(包含)和 toIndex(不包含)之间此列表部分的元素。如果fromIndex和toIndex相等,则返回的列表为空。 |
3.2、在Java 8中新增加的默认方法如下
1、default void replaceAll(UnaryOperator operator): 将该列表的每个元素替换为将运算符应用于该元素的结果。 当抛出错误或运行时异常时,将返回给调用者。
实现要求:
对于此列表,默认实现等效于:
1 | final ListIterator<E> li = list.listIterator(); |
如果列表的 list-iterator 不支持set操作,则在替换第一个元素时将抛出UnsupportedOperationException。
2、default void sort(Comparator<? super E> c): 根据指定的比较器对此列表进行排序。此列表中的所有元素必须使用指定的比较器进行相互比较(即,c.compare(e1,e2)不得为列表中的任何元素e1和e2抛出 ClassCastException)。如果指定的比较器为null,则此列表中的所有元素都必须实现Comparable接口,并且应使用元素的自然顺序。默认实现获取包含此列表中所有元素的数组,对数组进行排序,并迭代此列表,从数组中的相应位置重置每个元素。 (这样可以避免因尝试对列表进行排序而导致 n^2 log(n) 的性能。)
3、default Spliterator spliterator(): 在此列表中的元素上创建Spliterator。
4、Java Array to List
我们可以使用Arrays 类将数组转换为列表,但是我们无法对列表进行任何结构修改,它将抛出 java.lang.UnsupportedOperationException。所以最好的方法是使用for循环来迭代数组来创建列表。
下面是一个简单示例,展示了如何正确地将java数组转换为列表。
1 | public static void main (String[] args) { |
输出结果:
1 | Arrays.asList 数组转为列表:[h, e, l, l, o] |
5、Java List to Array
一个简单的示例,将列表转换为数组的正确方法。
1 | public static void main (String[] args) { |
输出结果:
1 | [H, W] |
6、Java List sort
有两种方法可以对列表进行排序。我们可以使用 Collections 类进行自然排序,或者我们可以使用List sort()方法并使用我们自己的 Comparator 进行排序。
下面是java列表排序的一个简单示例:
1 | public static void main (String[] args) { |
输出结果:
1 | Collections 自然排序:[6, 141, 223, 334, 357, 475, 511, 647, 948, 996] |
7、Java List 常用操作方法
在java列表上执行的最常见操作是add, remove, set, clear, size 等。
下面一个简单的java列表示例,展示了常用的方法用法:
1 | public static void main (String[] args) { |
输出结果:
1 | 将元素插入到指定位置:[H, E, W] |
8、Java List iterator
下面是一个简单的例子,展示了如何在java中迭代列表。
1 | public static void main(String[] args) { |
输出结果:
1 | 简单迭代遍历:0, 1, 2, 3, 4, |