List有关知识与ArrayList的实现

1. 各种集合类之间的关系

1.可以看出List接口继承自Collection接口, Collection接口又继承自Iterable接口,即实现了迭代器的功能(遍历方式可用)
2.ArrayList和LinkedList都继承自AbstractList, 并且实现了List接口
所以现在我们来看一下ArrayList的常用方法

2. ArrayList的框架图

首先我们来看一下ArrayList的具体框架图

1 实现了RandomAccess
RandomAccess 是一个标记接口，用于标明实现该接口的List支持快速随机访问，主要目的是使算法能够在随机和顺序访问的list中表现的更加高效。
2 实现了Cloneable接口
实现Cloneable接口表示该对象能被克隆
克隆分为浅拷贝和深拷贝两种,，浅拷贝是指拷贝对象时仅仅copy对象本身和对象中的基本变量，而不拷贝对象包含的引用指向的对象。深拷贝则拷贝引用中指向的对象
3 实现了Serializable接口
代表序列化,此处不多讲,若有兴趣可以自己查
4 实现了List接口
这样就可以使用List接口中定义的方法

3 ArrayList的常用方法

List<Integer> al = new ArrayList<>();

1.public boolean add(E e)
在ArrayList对象中尾插一个元素进入,E e 代表泛型
2. public void add(int index, E element)
在指定位置插入一个元素,注意index必须介于[0, size)间
3.public boolean addAll(Collection<? extends E> c)
泛型写法: 可以将包含继承自E的对象的集合放入来添加
4.public E remove(int index)
删除 index 位置元素
5.public boolean remove(Object o)
删除遇到的第一个 o
6.public E get(int index)
获取下标为index位置的元素
7.public E set(int index, E element)
将下标 index 位置元素设置为 element
8.public boolean contains(Object o)
判断 o 是否在线性表中
9.public int indexOf(Object o)
返回第一个 o 所在下标
10public int lastIndexOf(Object o)
返回最后一个 o 的下标
11 public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex)
截取部分List作为返回

具体使用

public static void main(String[] args) {List<String> list = new ArrayList<>();list.add("JavaSE");list.add("JavaWeb");list.add("JavaEE");list.add("JVM");list.add("测试课程");System.out.println(list);// 获取list中有效元素个数System.out.println(list.size());// 获取和设置index位置上的元素，注意index必须介于[0, size)间System.out.println(list.get(1));list.set(1, "JavaWEB");System.out.println(list.get(1));// 在list的index位置插入指定元素，index及后续的元素统一往后搬移一个位置list.add(1, "Java数据结构");System.out.println(list);// 删除指定元素，找到了就删除，该元素之后的元素统一往前搬移一个位置list.remove("JVM");System.out.println(list);// 删除list中index位置上的元素，注意index不要超过list中有效元素个数,否则会抛出下标越界异常list.remove(list.size()-1);System.out.println(list);// 检测list中是否包含指定元素，包含返回true，否则返回falseif(list.contains("测试课程")){list.add("测试课程");}// 查找指定元素第一次出现的位置：indexOf从前往后找，lastIndexOf从后往前找list.add("JavaSE");System.out.println(list.indexOf("JavaSE"));System.out.println(list.lastIndexOf("JavaSE"));// 使用list中[0, 3)之间的元素构成一个新的ArrayList返回List<String> ret = list.subList(0, 3);System.out.println(ret);list.clear();System.out.println(list.size());
}

4. 自己动手实现一个ArrayList

package day20211015;import java.util.Arrays;public class MyArrayList<E> {private E[] elements;private int size;// 默认容量 10private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;// 构造方法public MyArrayList() {elements = (E []) new Object[DEFAULT_CAPACITY];}public MyArrayList(int capacity) {if (capacity <= 0) {capacity = DEFAULT_CAPACITY;}elements = (E [])new Object[capacity];}public int size() {return size;}public boolean add(E e) {// 考虑扩容问题//elements[size++] = e;//return true;add(size, e);return true;}public void add(int index, E e) {checkRange(index);// 考虑扩容问题ensureCapacity(size);for (int i = size-1; i >= index ; i--) {elements[i+1] = elements[i];}elements[index] = e;size++;}// ArrayList当中的扩容方式 :// 1. 先按照1.5倍的方式来计算newCapacity// 2. 如果newCapacity > MAX_ARRAY_SIZE 按照MAX_ARRAY_SIZE 来扩容 没有超过就按照1.5倍来public void ensureCapacity(int size) {int oldCapacity = elements.length;if (size > oldCapacity) {int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);elements = Arrays.copyOf(elements, newCapacity);}}public int indexOf(E e) {for (int i = 0; i < size; i++) {// 引用类型需要使用equals方法if (e.equals(elements[i])) {return i;}}return -1;}public int lastIndexOf(E e) {for (int i = size-1; i >= 0 ; i--) {if (e.equals(elements[i])) {return i;}}return -1;}@Overridepublic String toString() {return Arrays.toString(elements);}public E remove(int index) {if (index < 0 || index >= size) {throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("remove 下标越界");}E e = elements[index];for (int i = index+1; i < size; i++) {elements[i-1] = elements[i];}elements[size-1] = null;size--;return e;}public boolean remove(E e) {int index = indexOf(e);if (-1 == index) {return false;}remove(index);return true;}private void checkRange(int index) {if (index < 0 || index > size) {throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("index 越界");}}public E get(int index) {checkRange(index);return elements[index];}public void set(int index, E e){checkRange(index);elements[index] = e;}public void clear() {for (int i = 0; i < size; i++) {elements[i] = null;}size = 0;}public boolean contains(E e) {return -1 != indexOf(e);}public MyArrayList<E> subList(int from, int to) {if (from > to) {throw new IllegalArgumentException("from > to");}else if (from < -1 || to > size) {throw new IllegalArgumentException("from需要大于0, to需要小于size");}int newSize = to - from;MyArrayList<E> list = new MyArrayList<>(newSize);while(from < to) {list.add(elements[from]);from++;}return list;}
}