Java 列表

Java 集合框架包含非常有用的接口和类，实现它们便可处理数据结构。可以说，这是最重要的 JDK 框架之一。List 接口广受欢迎。因为在编程中不需要各种各样的列表，List 接口是必不可少的。在本文中，我们将介绍此接口、Java List 方法和实现。

Java List 接口

列表最重要的一点是它是一个有序的集合。你也可以称之为序列。在 Java 中，列表是同构的，也就是说，列表的元素是相同的数据类型。Java List 接口继承自 Collection，继承了后者的所有操作。除此之外，在 List 中还可以进行以下操作：

• 位置访问。每个元素都有一个索引，可以根据它们的位置在列表中进行操作。也就是说，你可以添加、排除和修改元素。
• 搜索。你可以通过内容在列表中找到一个元素并返回它的索引。
• 迭代。List 所具有的序列性质允许使用迭代方法 (listIterator)。
• 视野范围。子列表方法在列表上执行任意范围的操作。

Java List 方法

上述操作在 Java List 接口的方法中公开。下面列出了其中的一些方法：

List 实现

因为 List 是一个接口，程序需要创建它的具体实现。你可以在 Java Collections API 的以下 List 实现中进行选择：

• java.util.ArrayList
• java.util.LinkedList
• java.util.Vector
• java.util.Stack

List 接口最常用的实现称为 ArrayList。虽然不太常见，但你仍然可以在实际任务中看到 LinkedList 的使用，不过，Vector 和 Stack 实际上已过时很久了，因此你很可能只会在具有古老遗留代码的项目中找到它们。

List 接口声明

你可以通过以下方式之一在 Java 程序中声明 List：

List<String> myList = new ArrayList();
List myList1 = new ArrayList();
List myList3 = new ArrayList<String>();
ArrayList arrayList = new ArrayList();

最好通过一个接口声明一个新的列表。类似地，你可以声明 List 的其他实现。 最短的方法：

Vector myVector = new Vector;
LinkedList linkedList = new LinkedList();
Stack stack = new Stack();

通过这种声明，这种列表的元素的数据类型在列表的初始化期间被确定，也就是当元素被添加到那里时被确定。

List myList = new ArrayList<String>();
Vector myVector = new Vector();
LinkedList linkedList = new LinkedList();
Stack stack = new Stack();
stack.add("Paul");
linkedList.add(1);
myVector.add(1.2f);
myList.add('a');

现在，只有字符串可以添加到堆栈中，整数可以添加到 linkedList，浮点数可以添加到 myVector，myList 是一个字符列表。

ArrayList 的工作方式？

如果你已经熟悉了常规数组，那么你对 ArrayList 也有点熟悉了。其实 ArrayList 是一个动态数组，内部是一个普通数组。该数组充当数据存储。ArrayList 只存储引用类型、任何对象，包括第三方类、字符串、输出流和其他集合。包装类用于在 ArrayList 中存储原始数据类型。 在创建列表时，我们可以立即设置其大小，但在大多数情况下不会这样做。默认情况下，ArrayList size = 10。 向 ArrayList 中添加新元素是什么样子的？首先，开始检查内部数组中是否有足够的空间，以及是否还有一个元素适合。如果有空间，新元素将被添加到列表的末尾，即最后一个元素后面的单元。它的索引将是 arraylist.size()。 如果我们刚刚创建了列表，它是空的，这意味着 arrayList.size() = 0。因此，新元素将被添加到索引为 0 的单元中。如果没有足够的空间，在 ArrayList 中创建一个新数组，大小为（旧数组的大小* 1.5）+ 1。根据同样的原理，插入是在列表中间进行的，但同时，插入元素之后的所有元素都向右移动。因此，如果数组中有 5 个元素，需要将一个元素插入到第 2 个单元（即第三个）中，那么 0 和 1 数组元素保留在原位，一个新元素出现在第 2 个单元中，它的前身进入第三个单元中，依此类推。

Java List 示例（Arraylist 实现）

import java.util.*;

public class ArrayListExample2 {
   public static void main(String[] args) {
       List<String> myFriendsList = new ArrayList();
       //we created list of some objects 
       System.out.println( "the size of myList before init = " + myFriendsList.size());
       myFriendsList.add("Alex");
       myFriendsList.add("Tanya");
       myFriendsList.add("Veloxy");
       myFriendsList.add("Alex");
       myFriendsList.add("Andrew");
       System.out.println(myFriendsList);
       System.out.println( "the size of myList after init = " + myFriendsList.size());

       myFriendsList.add("Ihor");
       System.out.println(myFriendsList);
       System.out.println("the size of my list = " +  myFriendsList.size());


       //here the program will print out the first appearance of "Alex" element
       System.out.println(myFriendsList.indexOf("Alex"));
       //program will print out the first appearance of "Alex" element starting from the element 0

       myFriendsList.remove(3);
       System.out.println(myFriendsList.get(3));
       System.out.println("after removing one of Alex's there is only one Alex: " + myFriendsList);
       System.out.println(myFriendsList.get(1));



       myFriendsList.clear();
       System.out.println("the size of the vector after clear method = " +  myFriendsList.size());

   }
}

以下是此程序的输出：

LinkedList 的工作方式？

在 LinkedList 中，元素实际上是同一链中的链接。每个元素除了存储的数据之外，都有一个指向上一个元素和下一个元素的链接。这些链接允许你从一个元素导航到另一个元素。迭代器支持双向遍历。实现在列表的开头、中间和结尾的获取、移除和插入的方法。允许你添加任何元素，包括 null。 LinkedList 实现了两个接口 — 不仅是 List，还有 Deque。这提供了从任何元素（甚至是 null）创建双向队列的能力。放在链表中的每个对象都是一个节点 (node)。每个节点包含一个元素，一个指向上一个节点和下一个节点的链接。事实上，链表由一系列节点组成，每个节点都被设计用来存储一个在创建时定义的类型的对象。

代码示例

import java.util.*;
public class LinkedListTest {

       public static void main(String args[]){

           List myLinkedList= new LinkedList<Integer>();
           myLinkedList.add(1);
           myLinkedList.add(2);
           myLinkedList.add(4);
           System.out.println("three added elements: " + myLinkedList);
           myLinkedList.add(5);
           myLinkedList.remove(1);
           System.out.println(myLinkedList);
           myLinkedList.size(); //3
           
           //add new element at the specified position:
           myLinkedList.add(2,7);
           System.out.println(myLinkedList);
                }
       }

输出如下所示：

Vector 代码示例

Vector 也是一个动态数组实现，与 ArrayList 很相似，但是同步的，并且有一些集合框架没有包含的遗留方法。下面是这个类用法的一个简单例子。

import java.util.Vector;

public class VectorExample1 {

   public static void main(String[] args) {
       Vector vector = new Vector();
       System.out.println("the size of the empty vector = " +  vector.size());
       vector.add("Alex");
       vector.add("Tanya");
       vector.add("Andrew");
       System.out.println(vector);
       vector.add("Alex");
       vector.add("Ihor");
       System.out.println(vector);
       System.out.println("the size of the vector = " +  vector.size());
       System.out.println("the first element of the vector = " + vector.firstElement());

       //here the program will print out the first appearance of "Johnny" element
       System.out.println(vector.indexOf("Andrew"));
       //program will print out the first appearance of "Johnny" element starting from the element 1
       System.out.println(vector.indexOf("Alex", 1));
       System.out.println(vector);
       vector.clear();
       System.out.println("the size of the vector after clear method = " +  vector.size());

   }
}

输出是：

Java Stack 类代码示例

import java.util.Stack;

public class StackTest {
   public static void main(String[] args) {
       Stack stack = new Stack();
       System.out.println(stack.isEmpty());
       stack.add("Paul");
       stack.add("Johnny");
       stack.add("Alex");
       System.out.println(stack.isEmpty());
       stack.push("Andrew");
       System.out.println(stack);
       stack.pop();
       System.out.println(stack);
   }
}

Stack不仅有 add() 和 remove() 方法，还有 push 和 pop 方法，它们是这种数据结构的经典方法。堆栈遵循“先进后出”的规则，这是一种反队列。因此，pop 操作弹出最后放置在堆栈上的元素。 下面是我们示例的输出：