Java SE 基础：List 集合列表
目录
List 接口概述
Arrays.asList、subList 注意事项
LinkedList 双向链表
ArrayList 数组列表
Vector 同步向量
Stack 栈
CopyOnWriteArrayList
集合遍历方式汇总
List 集合元素去重
List 接口概述
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1、Collection 是最基本的集合接口，一个 Collection 代表一组对象(Object). 2、List 与 Set 继承 Collection 接口，而 Map 与 Collection 无关 |
1、List是有序的Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置
2、用户能够使用索引（元素在List中的位置）来访问List中的元素，类似于Java的数组。
3、因为根据索引检索元素，所以List中允许存在相同的元素。
4、除了具有Collection接口必备的iterator()方法外，List还提供一个listIterator()方法，返回一个ListIterator接口，和标准的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之类的方法，允许添加，删除，修改元素，还能向前或向后遍历元素。
5、实现List接口的常用类有：LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。
| boolean retainAll(Collection<?> c)：求与集合 c 的交集， |
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T[] toArray(T[] a)：list 转数组 1、{@link Arrays#asList(java.lang.Object[])} 返回的是 Arrays 的内部类 {@link Arrays.ArrayList}，而并不是 java.util.ArrayList 2、内部类继承关系：private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> 3、Arrays 的内部类 {@link ArrayList} 只重写了部分方法，而 add、remove 方法是没有重写的，在 AbstractList 中直接抛的异常 throw new UnsupportedOperationException(); 4、asList 返回的集合如果调用 add、remove 等方法，就会抛出异常 UnsupportedOperationException - 不支持的操作 |
| removeAll(Collection<?> c)：从列表中移除所有包含在指定集合中的元素(可选操作) |
Arrays.asList、subList 注意事项
1、List 与 数组互相转换
public static void main(String[] args) {Object[] ids = new String[]{"100", "200", "300"};List<Object> dataList = Arrays.asList(ids);Object[] objects = dataList.toArray();//<T> T[] toArray(T[] a)：返回指定类型的数组。参数 a 与返回值是同一个对象.String[] strings = dataList.toArray(new String[dataList.size()]);System.out.println(dataList);//[100, 200, 300]System.out.println(Arrays.asList(objects));//[100, 200, 300]System.out.println(Arrays.asList(strings));//[100, 200, 300]}2、注意事项：
/*** 1、{@link Arrays#asList(java.lang.Object[])} 返回的是 Arrays 的内部类 {@link Arrays.ArrayList}，而并不是 java.util.ArrayList* 2、内部类继承关系：private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E>* 3、Arrays 的内部类 {@link Arrays.ArrayList} 只重写了部分方法，而 add、remove 方法是没有重写的，在 AbstractList 中直接抛的异常 throw new UnsupportedOperationException();*/@Testpublic void asList() {//一定要注意 Arrays.asList 返回的 ArrayList 并不是 java.util.ArrayList，而只是 Arrays 的一个内部类，它没有重写 add、remove 方法//调用就会抛出异常 UnsupportedOperationException - 不支持的操作List<Integer> integerList = Arrays.asList(12, 22, 32, 23);integerList.add(999);}Arrays.asList 声明后不要再调用 add 等方法修改集合，否则会报 UnsupportedOperationException 异常。
3、ArrayList 的 subList 方法注意事项:
修改原集合元素的值，会影响子集合
修改子集合元素的值，会影响原集合
修改原集合的结构，当再访问子集合时，会引起 ConcurrentModificationException 异常.
修改子集合的结构，当再访问原集合时，会引起 ConcurrentModificationException 异常.
LinkedList 双向链表
1、LinkedList 双链表实现了 List 接口，允许 null 元素。
2、LinkedList 提供额外的 addFirst、addLast、getFirst、getLast、removeFirst、removeLast 等方法操作 LinkedList 的首部或尾部。
3、LinkedList 没有同步方法，如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步。
public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E>implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable {...#内部类 Node,一个 Node 对象包含了列表当前索引的数据，又包含了当前索引的前后指向的节点private static class Node<E> {E item;//当期数据Node<E> next;//指向的前一个 Node（节点）Node<E> prev;//指向的后一个 Node（节点）Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {this.item = element;this.next = next;this.prev = prev;}}
...#向末尾添加元素public boolean add(E e) {linkLast(e);return true;}
...void linkLast(E e) {final Node<E> l = last;//获取末尾节点到局部变量 lfinal Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);//创建新的节点last = newNode;//将新节点赋给末尾节点if (l == null)//如果之前末尾节点为null，则说明整个列表为空first = newNode;//此时新加的节点也就是第一个元素elsel.next = newNode;//否则末尾节点不为null时，末尾节点的下一个节点为新加的节点size++;modCount++;}
...#向列表中间的指定位置添加元素public void add(int index, E element) {checkPositionIndex(index);//检查是否越界： index >= 0 && index <= size;if (index == size)linkLast(element);//如果添加的位置等于列表大小，则等同于添加在末尾else//node(index) 表示获取此索引处的节点linkBefore(element, node(index));//否则进行改变链表的前后指向}
...void linkBefore(E e, Node<E> succ) {// assert succ != null;final Node<E> pred = succ.prev;//获取当前节点的前一个节点//创建新节点,同时指定此节点的前节点、后节点final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);succ.prev = newNode;//将 succ 节点切换到新节点后面if (pred == null)first = newNode;//如果之前本身前节点为 null，则elsepred.next = newNode;//交换位置size++;modCount++;}ArrayList 数组列表
1、ArrayList 实现了可变大小的数组，允许存在相同元素，包括 null。大致相当于 Vector，不同之处在于它是不同步的。
2、ArrayList 没有实现同步，多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步
3、每个 ArrayList 实例都有一个容量 。 容量是用于存储列表中的元素的数组的大小。 它总是至少与列表大小一样大。 当元素添加到ArrayList时，其容量会自动增长。
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{
//成员变量private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access...//构造器...public ArrayList(int initialCapacity) {if (initialCapacity > 0) {this.elementData = new Object[initialCapacity];} else if (initialCapacity == 0) {this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;} else {throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+initialCapacity);}}
...public ArrayList() {this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;}
...public boolean add(E e) {ensureCapacityInternal(size + 1); //调整数组列表的容量保存与当期大小一致elementData[size++] = e;return true;}
...public boolean remove(Object o) {if (o == null) {for (int index = 0; index < size; index++)if (elementData[index] == null) {fastRemove(index);return true;}} else {for (int index = 0; index < size; index++)if (o.equals(elementData[index])) {fastRemove(index);return true;}}return false;}
...4、应用程序可以使用 ensureCapacity(int minCapacity) 增加此 ArrayList 实例的容量，以确保它至少可以容纳最小容量参数指定的元素数。
5、API 在线演示源码：src/main/java/org/example/collection/ArrayListTest.java · 汪少棠/java-se - Gitee.com
Vector 同步向量
1、Vector 类可以实现可增长的对象数组，与数组一样，它包含可以使用整数索引进行访问的组件，Vector 的大小可以根据需要增大或缩小，以适应创建 Vector 后进行添加或移除项的操作。
2、Vector 是同步的，它在方法上设置了 synchronized 关键字，添加了 对象锁。
3、Vector 大致相当于 ArrayList，不同之处在 Vector 是线程安全的，而 ArrayList 是线程不安全的。
4、当需要扩容时,Vector 默认增长为原来一培，而 ArrayList 却是原来的一半。
public class java.util.Vector<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {
...#属性protected Object[] elementData;protected int elementCount;
...public Vector() {this(10);}public Vector(int initialCapacity) {this(initialCapacity, 0);}/*** @param initialCapacity 初始化容量* @param capacityIncrement 容量增量。即元素个数达到容量极限后的增加量*/public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {super();if (initialCapacity < 0)throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+initialCapacity);this.elementData = new Object[initialCapacity];//数组方式存储this.capacityIncrement = capacityIncrement;}
...public synchronized boolean add(E e) {modCount++;ensureCapacityHelper(elementCount + 1);elementData[elementCount++] = e;return true;}public synchronized boolean removeElement(Object obj) {modCount++;int i = indexOf(obj);if (i >= 0) {removeElementAt(i);return true;}return false;}
...在线演示源码：src/main/java/org/example/collection/VectorTest.java · 汪少棠/java-se - Gitee.com
Stack 栈
1、Stack 继承自 Vector，实现一个后进先出的堆栈。Vector、Hashtable、Stack 都是线程安全的，而像 HashMap 则是非线程安全的，不过在 JDK 1.5 之后随着 Java. util. concurrent 并发包的出现，它们也有了自己对应的线程安全类，比如 HashMap 对应的线程安全类就是 ConcurrentHashMap。
2、Stack 提供 5 个额外的方法使得可以以被当作堆栈/队列一样使用：
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1）基本的 push 和 pop 方法 2）还有 peek 方法得到栈顶的元素 3）empty 方法测试堆栈是否为空 4）search 方法检测一个元素在堆栈中的位置 |
3、首次创建堆栈时，它不包含项，为空栈。
public class Stack<E> extends Vector<E> {
//...查看堆栈顶部的对象，但不从堆栈中移除它。 public synchronized E peek() {int len = size();if (len == 0)throw new EmptyStackException();return elementAt(len - 1);}
//...移除堆栈顶部的对象，并作为此函数的值返回该对象。 public synchronized E pop() {E obj;int len = size();obj = peek();removeElementAt(len - 1);return obj;}
//...回对象在堆栈中的位置，以 1 为基数。如果对象 o 是堆栈中的一个项，此方法返回距堆栈顶部最近的出
//现位置到堆栈顶部的距离；堆栈中最顶部项的距离为 1。使用 equals 方法比较 o 与堆栈中的项public synchronized int search(Object o) {int i = lastIndexOf(o);if (i >= 0) {return size() - i;}return -1;}
...在线演示源码：src/main/java/org/example/collection/StackTest.java · 汪少棠/java-se - Gitee.com
CopyOnWriteArrayList
1、CopyOnWriteArrayList 是 ArrayList 的一个线程安全的变体，其中所有可变操作（add、set 等等）都是通过对底层数组进行一次新的复制来实现的。
2、如下所示为 CopyOnWriteArrayList 的 set 方法的源码，可以看出它是使用 Lock 接口进行上锁与解锁，其余可变操作同理。
3、这一般需要很大的开销，但是当遍历操作的数量大大超过可变操作的数量时，这种方法可能比其他替代方法更 有效。在不能或不想进行同步遍历，但又需要从并发线程中排除冲突时，它也很有用。
4、CopyOnWriteArrayList 允许使用所有元素，包括 null。
public class CopyOnWriteArrayList<E>implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {...//属性/** The lock protecting all mutators */final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();/** The array, accessed only via getArray/setArray. */private transient volatile Object[] array;/*** Gets the array. Non-private so as to also be accessible* from CopyOnWriteArraySet class.*/final Object[] getArray() {return array;}/**Sets the array.*/final void setArray(Object[] a) {array = a;}...//为指定索引处设置值/*** Replaces the element at the specified position in this list with the* specified element.** @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}*/public E set(int index, E element) {final ReentrantLock lock = this.lock;lock.lock();//线程上对象锁try {Object[] elements = getArray();//获取原来的数组E oldValue = get(elements, index);//获取指定索引处的元素if (oldValue != element) {int len = elements.length;//原数组的大小Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len);//复制一个新数组newElements[index] = element;//新数组改变指定索引处的值setArray(newElements);//新数组替换原数组} else {// Not quite a no-op; ensures volatile write semanticssetArray(elements);//如果新指定的值与旧值相等，则不做修改}return oldValue;} finally {lock.unlock();//解锁}}
...在线演示源码：src/main/java/org/example/collection/CopyOnWriteArrayListTest.java · 汪少棠/java-se - Gitee.com
集合遍历方式汇总
在线演示源码：https://gitee.com/wangmx1993/java-se/blob/master/src/main/java/org/example/collection/ColleErgodic.javahttps://gitee.com/wangmx1993/java-se/blob/master/src/main/java/org/example/collection/List2Test.java
List 集合元素去重
src/main/java/org/example/collection/List2Test.java · 汪少棠/java-se - Gitee.com
https://gitee.com/wangmx1993/java-se/blob/master/src/main/java/org/example/collection/Person.java
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