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集合List

汤圆学Java
2021-04-13 / 0 评论 / 0 点赞 / 330 阅读 / 3,357 字
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本文最后更新于 2022-01-05,若内容或图片失效,请留言反馈。部分素材来自网络,若不小心影响到您的利益,请联系我们删除。

前言

大家好啊,我是汤圆,今天给大家带来的是《Java中的集合List - 入门篇》,希望对大家有帮助,谢谢

简介

说实话,Java中的集合有很多种,但是这里作为入门级别,先简单介绍第一种集合List,如下图所示

集合

正文

List是一种有序集合,和数组的行为非常相似,但是比数组灵活;

因为数组是长度固定的,而List的长度是动态分配的。

数组的概览

既然LIst是基于数组实现的,那么在介绍List之前,我们先来熟悉一下Java的数组吧(简单过一下,毕竟用的不多了)

数组对象有一个length属性来获取数组的长度,和一个"[]"方法来访问元素

数组也是一个对象,通过直接打印数组可以看出来,比如[Ljava.lang.String;@1b6d3586

如下所示,我们先初始化一个数组,并通过length访问了数组的长度,[]语法访问数组内的元素

// 初始化数组
String[] arr = {"1", "2", "3"};
// 数组长度
int length = arr.length;
// 数组第一个元素
String a1 = arr[0];
// 数组转为字符串,需借助Arrays工具类
String res = Arrays.toString(arr);

System.out.println(length);
System.out.println(a1);
System.out.println(res);

其中我们用到了Arrays这个工具类,因为数组的toString方法不能直接拼接内部的元素,而是打印数组对象的地址

List可以,直接调用List.toString()即可输出所有元素拼接后的字符串

数组的优点:

随机访问快,也是仅存的一个优点(其他地方都没ArrayList好)

数组的缺点

长度固定,插入慢

好了,数组先说到这里,下面开始说List

List的接口方法

下面是几个常用的List接口方法:

  • boolean add(E e):在列表末尾插入元素E

  • void add(int index, E element):在指定位置 index 插入元素 E

  • E get(int index):查询指定位置 index 的元素

  • boolean contains(Object o):查询列表是否包含指定的对象

  • boolean remove(Object o):删除指定的对象

  • int size():查询列表的元素个数

ArrayList和LinkedList的区别

用表格对比结果如下:

ArrayListLinkedList
内部结构数组,有序双向链表,无序
随机访问
插入、修改慢(如果是末尾插入,则很快)

可以看到,ArrayList适合随机访问,LinkedList适合插入和修改(如果是尾插,则区别不大)

为什么ArrayList随机访问很快呢?

ArrayList是基于数组实现的,而数组又是基于整数索引(下标)来查询数据的,所以ArrayList的查询效率很高

为什么ArrayList插入又很慢?

插入很慢,是因为ArrayList内部基于数组实现,内存都是连续的,因此插入时要移动后面的数据;

如果是直接在末尾插入,则不需要移动任何数据,也就快了(默认添加元素时,就是在尾部插入)

但是如果我要在中间位置插入,那么后面的数据都需要移动

比如下图,我想把 "Cat 005" 插入到 "Cat 001" 后面,那么后面的 "Cat 002"、"Cat 003"、 "Cat 004"都要移动,这就导致效率很低

ArrayList中间插入图

为什么LinkedList随机访问慢?

因为LinkedList内部是双向链表结构,即每个元素都包含一个前引用和后引用,如下图所示

LinkedList内部结构

这就导致了一个问题,每次不管我访问哪个元素,都需要从头开始一个个索引;

结果就是访问速度很慢。

那么为什么LinkedList随机插入很快呢?

正所谓"成也萧何败萧何",虽然随机访问慢,但是正因为有了这些链表结构,使得插入的时候很方便了

因为现在不需要移动任何元素,只需要修改前后元素的引用就可以了

比如下图,我想把 "Dog 005" 插入到 "Dog 001" 后面,那么只需要修改 "Dog 001"的后引用和"Dog 002"的前引用,其他元素都不用动的

LinkedList中间插入图

细心的你们可能发现了,ArrayList图中的元素都是顺序排列的,而LinkedList图中的元素都是随机排列的;

这个其实就是为了说明他们俩的内部结构特征,ArrayList内存空间有序,LinkedList内存空间无序

那么LinkedList这样设计,除了插入快,还有其他好处吗?

当然有啊,因为LinkedList内部的数据都是通过引用来连接到一起的,所以就可以很好的利用零散的内存空间,从而提高内存利用率

代码

下面我们用代码来实践下

// 初始化
List<String> list = new ArrayList<>();
// 插入数据
list.add("hello world 1");
// 在指定位置插入数据
list.add(0, "hello world 2");
// 查询数据
String s1 = list.get(0);
// 查询List是否包含指定对象
boolean isContain = list.contains(s1);
// 查询列表的元素个数
int size = list.size();
// 打印list内部元素:
String res = list.toString();

结果如下所示,可以看到,List.toString()会自动拼接内部元素

List代码输出

总结

List是一种有序集合,和数组的行为非常相似,但是比数组灵活;

最常用的是ArrayList,它适用于大部分场景;

但是在插多查少的情况下,建议用LinkedList,可以提高插入的效率;

后记

最后,感谢大家的观看,谢谢

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