Java集合框架总结（4）——List接口的使用

List集合代表一个有序集合，集合中每个元素都有其对应的顺序索引。List集合允许使用重复元素，可以通过索引来访问指定位置的集合元素。

1、List接口和ListIterator接口

List作为Collection接口的子接口，可以使用Collection接口里的全部方法。List是有序集合，所以List集合里增加了一些根据索引来操作集合元素的方法：

void add(int index,Object element):将元素element插入在List集合的index处。

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。

Object get(int index):返回集合index索引处的元素。

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。

Object remove(int index):删除并返回index索引处的元素。

Object set(int index,Object element):将index索引处的元素替换成element对象，返回新元素。

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。

List集合可以根据索引来插入、替换和删除集合元素。

示例程序：

01	public class TestList

02

{

03	public static void main(String[] args)

04

{

05	List books = new ArrayList();

06	//向books集合中添加三个元素

07	books.add( new String( "轻量级J2EE企业应用实战" ));

08	books.add( new String( "Struts2权威指南" ));

09	books.add( new String( "基于J2EE的Ajax宝典" ));

10	System.out.println(books);

11	//将新字符串对象插入在第二个位置

12	books.add( 1 , new String( "ROR敏捷开发最佳实践" )); //已添加的对象，和下面语句做对比

13	for ( int i = 0 ; i < books.size() ; i++ )

14

{

15	System.out.println(books.get(i));

16

}

17

//删除第三个元素

18	books.remove( 2 );

19	System.out.println(books);

20	//判断指定元素在List集合中位置：输出1，表明位于第二位

21	System.out.println(books.indexOf( new String( "ROR敏捷开发最佳实践" ))); //新创建的对象

22	//将第二个元素替换成新的字符串对象

23	books.set( 1 , new String( "Struts2权威指南" ));

24	System.out.println(books);

25	//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

26	System.out.println(books.subList( 1 , 2 ));

27

28

}

29

}

程序运行结果：


程序说明：List集合可以使用普通for循环来遍历集合元素。List判断两个对象相等只要通过equals方法比较返回true即可。如在判断“ROR敏捷开发最佳实践”字符串的位置是，新创建了一个新字符串对象，但是程序仍返回第一次创建字符串对象的位置。当调用List的set（int index， Object element）方法来改变List集合指定索引处元素时，指定的索引必须是List集合的有效索引。

与set只提供了一个iterator()方法不同，List还额外提供了一个listIteratro()方法，该方法返回一个ListIterator对象，ListIterator接口继承了Iterator接口，提供了专门操作List的方法。

ListIterator接口在Iterator接口基础上增加了如下方法：

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

Object previous()：返回该迭代器上一个元素。

void add()：在指定位置插入一个元素。

程序示例：

01	public static void main(String[] args)

02

{

03	String[] books = {

04	"Struts2权威指南" ,

05	"轻量级J2EE企业应用实战"

06

};

07	List bookList = new ArrayList();

08	for ( int i = 0 ; i < books.length ; i++ )

09

{

10	bookList.add(books[i]);

11

}

12	ListIterator lit = bookList.listIterator();

13	while (lit.hasNext())

14

{

15	System.out.println(lit.next());

16	lit.add( "-------分隔符-------" );

17

}

18	System.out.println( "==========下面开始反向迭代===========" );

19	while (lit.hasPrevious())

20

{

21	System.out.println(lit.previous());

22

}

23

}

24

}

程序运行结果：


程序说明：List通过ListTterator迭代集合时，即可采用next()方法进行正向迭代，迭代过程中可以使用add()方法向上一次迭代元素的后面添加一个新元素。同时程序演示了向前迭代。

2、ArrayList和Vector实现类

ArrayList和Vector作为List类的两个典型实现，完全支持前面介绍的List接口全部功能。

ArrayList和Vector类都是基于数组实现的List类，他们封装了一个动态再分配的Object[]数组。每个ArrayList或Vector对象有一个capacity属性，表示它们所封装的Object[]数组的长度。capacity会添加元素的个数而自动增加。当向集合中添加大量元素时，可以使用ensureCapacity方法一次性地增加capacity。这可以减少增加重分配次数，从而提供性能。capacity大小也可以在创建时就指定，该属性默认为10.

ArrayList和Vector提供如下两个方法来操作capacity属性：

void ensureCapacity(int minCapacity):将ArrayList或Vector集合的capacity增加minCapacity。

void trimToSize()：调整ArrayList或Vector集合的capacity为列表当前大小。程序可调用该方法来减少ArrayList或Vector集合对象存储空间。

ArrayList和Vector用法几乎相同，Vector是一个古老的集合（从JDK1.0），起初Java还没有提供系统的集合框架，所以Vector里提供了一些方法名很长的方法：例如addElement(Object obj),等同于add()方法。从JDK1.2以后，Java提供了系统的集合框架，就将Vector改为实习List接口，作为List的实习之一，从而导致Vector里有一些功能重复的方法。Vector具有很多缺点，通常尽量少用Vector实现类。

ArrayList和Vector的区别：ArrayList是线程不安全的，多个线程访问同一个ArrayList集合时，如果有超过一条线程修改了ArrayList集合，则程序必须手动保证该集合的同步性。Vector集合则是线程安全的，无线程序保证该集合的同步性。因为Vector是线程安全的，所以Vector的性能比ArrayList的性能要低。实际上，即使保证List集合线程安全，同样不推荐使用Vector实现类。Collections工具类，可以将一个ArrayList变成线程安全的。

Vector还提供了一个Stack子类，它用于模拟了”栈“这种数据结构，”栈“通常是指”后进先出“（LIFO）的容器。最后”push“进栈的元素，将最先被”pop“出栈。与Java中其他集合一样，进栈出栈的都是Object，因此从栈中取出元素后必须做类型转换，除非你只是使用Object具有的操作。所以stack类提供了如下几个方法：

Object peek():返回”栈“的第一个元素，但并不将该元素”pop“出栈。

Object pop():返回”栈“的第一个元素，并将该元素”pop“出栈。

void push(Object item):将一个元素”push“进栈，最后一个进”栈“的元素总是位于”栈“顶。

程序示例：

01	public class TestVector

02

{

03	public static void main(String[] args)

04

{

05	Stack v = new Stack();

06	//依次将三个元素push入"栈"

07	v.push( "Struts2权威指南" );

08	v.push( "轻量级J2EE企业应用实战" );

09	v.push( "ROR敏捷开发最佳实践" );

10	//输出：[Struts2权威指南,轻量级J2EE企业应用实战,ROR敏捷开发最佳实践]

11	System.out.println(v);

12	//访问第一个元素，但并不将其pop出"栈"，输出：ROR敏捷开发最佳实践

13	System.out.println(v.peek());

14	//依然输出：[Struts2权威指南,轻量级J2EE企业应用实战,ROR敏捷开发最佳实践]

15	System.out.println(v);

16	//pop出第一个元素，输出：ROR敏捷开发最佳实践

17	System.out.println(v.pop());

18	//依然输出：[Struts2权威指南,轻量级J2EE企业应用实战]

19	System.out.println(v);

20

}

21

}

程序运行结果：

3、LinkedList实现类

List还有一个LinkedList的实现，它是一个基于链表实现的List类，对于顺序访问集合中的元素进行了优化，特别是当插入、删除元素时速度非常快。因为LinkedList即实现了List接口，也实现了Deque接口（双向队列），Deque接口是Queue接口的子接口，它代表一个双向列表，Deque接口里定义了一些可以双向操作队列的方法：

void addFirst(Object e)：将制定元素插入该双向队列的开头。

void addLast(Object e)：将制定元素插入该双向队列的末尾。

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

Object getFirst()：获取、但不删除双向队列的第一个元素。

Object getLast(): 获取、但不删除双向队列的最后一个元素。

boolean offerFirst(Object e): 将指定的元素插入该双向队列的开头。

boolean offerLast(Object e): 将指定的元素插入该双向队列的末尾。

Object peekFirst(): 获取、但不删除该双向队列的第一个元素：如果此双端队列为空，则返回null。

Object peekLast()：获取、但不删除该双向队列的最后一个元素：如果此双端队列为空，则返回null。

Object pollFirst()：获取、并删除该双向队列的第一个元素：如果此双端队列为空，则返回null。

Object pollLast()：获取、并删除该双向队列的最后一个元素：如果此双端队列为空，则返回null。

Object pop()：pop出该双向队列所表示的栈中第一个元素。

void push(Object e):将一个元素push进该双向队列所表示的栈中（即该双向队列的头部）。

Object removerFirst()：获取、并删除该双向队列的最后一个元素。

Object removeFirstOccurrence(Object o)：删除该双向队列的第一次的出现元素o。

Object removeLast():获取、并删除该双向队列的最后一个元素。

Object removeLastOccurrence(Object o)：删除该双向队列的最后一次出现的元素o。

从上面方法中可以看出，LinkedList不仅可以当成双向队列使用，也可以当成“栈”使用。同时，LinkedList实现了List接口，所以还被当成List使用。

程序示例：

01	public class TestLinkedList

02

{

03	public static void main(String[] args)

04

{

05	LinkedList books = new LinkedList();

06	//将字符串元素加入队列的尾部

07	books.offer( "Struts2权威指南" );

08	//将一个字符串元素入栈

09	books.push( "轻量级J2EE企业应用实战" );

10	//将字符串元素添加到队列的头部

11	books.offerFirst( "ROR敏捷开发最佳实践" );

12	for ( int i = 0 ; i < books.size() ; i++ )

13

{

14	System.out.println(books.get(i));

15

}

16	//访问、并不删除队列的第一个元素

17	System.out.println(books.peekFirst());

18	//访问、并不删除队列的最后一个元素

19	System.out.println(books.peekLast());

20	//采用出栈的方式将第一个元素pop出队列

21	System.out.println(books.pop());

22	//下面输出将看到队列中第一个元素被删除

23	System.out.println(books);

24	//访问、并删除队列的最后一个元素

25	System.out.println(books.pollLast());

26	//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

27	System.out.println(books);

28

29

}

30

}

程序运行结果：


说明：程序中示范了LinkedList作为双向队列、栈和List集合的用法。LinkedList与ArrayList、Vector的实现机制完全不同，ArrayList、Vector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上有较好的性能；而LinkedList内部以链表的形式来保存集合中的元素，因此随机访问集合时性能较差，但在插入、删除元素时性能非常出色（只需改变指针所指的地址即可）。Vector因实现了线程同步功能，所以各方面性能有所下降。

关于使用List集合的几点建议：

如果需要遍历List集合元素，对应ArrayList、Vector集合，则应该使用随机访问方法（get）来遍历集合元素，这样性能更好。对应LinkedList集合，则应采用迭代器（Iterator）来遍历集合元素。

如果需要经常执行插入、删除操作来改变Lst集合大小，则应该使用LinkedList集合，而不是ArrayList。

如果多条线程需要同时访问List集合中的元素，可以考虑使用Vector这个同步实现。