JavaSe—List集合系列

1、List集合的特有方法

2、List系列集合

[1.1 ArrayLiat集合](#1.1 ArrayLiat集合)

3、ArrayList和LinkeList的区别及底层原理

[3.1 LinkedList的应用场景之一：可以用来设计队列](#3.1 LinkedList的应用场景之一：可以用来设计队列)

[3.2 LinkedList的应用场景之二：可以用来设计栈](#3.2 LinkedList的应用场景之二：可以用来设计栈)

1、List集合的特有方法

List集合支持索引，所以多了很多与索引相关的方法，当然，Collection的功能Liat也都继承了。

2、List系列集合

1.1 ArrayLiat集合

分类	方法名 / 属性	语法格式	功能说明	示例代码	注意事项
✅ 创建对象	构造方法	`new ArrayList<>()` new ArrayList<>(初始容量``) `new ArrayList<>(Collection<? extends E> c)`	创建一个空的 ArrayList 指定初始容量创建用已有集合初始化	`ArrayList<String> list = new ArrayList<>();` `ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<>(10);` `List<String> other = Arrays.asList("a", "b");` `ArrayList<String> list3 = new ArrayList<>(other);`	推荐使用泛型 `<E>` 明确存储类型，避免类型错误
✅ 添加元素	`add(E e)`	`list.add(element)`	在末尾添加一个元素	`list.add("Hello");`	返回 `true`
	`add(int index, E element)`	`list.add(index, element)`	在指定索引位置插入元素，后续元素后移	`list.add(0, "World");`	索引越界会抛出 `IndexOutOfBoundsException`
✅ 获取元素	`get(int index)`	`list.get(index)`	获取指定索引位置的元素	`String s = list.get(0);`	索引必须在 `[0, size-1]` 范围内
✅ 修改元素	`set(int index, E element)`	`list.set(index, newElement)`	替换指定索引位置的元素	`list.set(0, "Hi");`	返回被替换的旧元素
✅ 删除元素	`remove(int index)`	`list.remove(index)`	删除指定索引位置的元素	`String removed = list.remove(0);`	返回被删除的元素
	`remove(Object obj)`	`list.remove(obj)`	删除第一个匹配该对象的元素	`list.remove("Hi");`	成功返回 `true`，否则 `false`；注意包装类型（如 Integer）比较
✅ 查询信息	`size()`	`list.size()`	返回当前元素个数	`int count = list.size();`	不是容量，而是实际元素数量
	`isEmpty()`	`list.isEmpty()`	判断是否为空	`if (list.isEmpty()) {...}`	比 `size() == 0` 更推荐
	`contains(Object obj)`	`list.contains(obj)`	判断是否包含某个元素	`boolean hasA = list.contains("a");`	依赖 `equals()` 方法比较
	`indexOf(Object obj)`	`list.indexOf(obj)`	返回第一次出现的位置，找不到返回 -1	`int pos = list.indexOf("a");`	从前往后找
	`lastIndexOf(Object obj)`	`list.lastIndexOf(obj)`	返回最后一次出现的位置	`int lastPos = list.lastIndexOf("a");`	从后往前找
✅ 清空集合	`clear()`	`list.clear()`	移除所有元素	`list.clear();`	集合变为空，但对象仍存在
✅ 转换为数组	`toArray()`	`list.toArray()` `T[] arr = list.toArray(new T[0]);`	将 List 转为数组	`String[] arr = list.toArray(new String[0]);`	推荐传入目标类型的空数组
✅ 遍历方式	for 循环	`for(int i=0; i<list.size(); i++)`	通过索引遍历	`for(int i=0; i<list.size(); i++) System.out.println(list.get(i));`	效率高，适合随机访问
	增强 for 循环	`for(E e : list)`	简洁遍历	`for(String s : list) System.out.println(s);`	不能修改结构（如边遍历边删）
	迭代器 Iterator	`Iterator<E> it = list.iterator();`	安全地遍历并删除	`Iterator<String> it = list.iterator();<br>while(it.hasNext()) {<br> String s = it.next();<br> if(s.equals("bad")) it.remove();<br>}`	遍历时删除必须用 `it.remove()`
✅ 其他重要方法	`ensureCapacity(int minCapacity)`	`list.ensureCapacity(50);`	预设最小容量，减少扩容开销	（性能优化用）	提前设置可提升性能
	`trimToSize()`	`list.trimToSize();`	将容量调整为当前大小，节省内存	（内存优化用）	减少内存占用
⚠️ 线程安全	------	------	`ArrayList` 不是线程安全的	多线程环境下可能出错	可使用 `Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());` 或 `CopyOnWriteArrayList`

代码1：代码演示了ArrayList中的方法，几乎包括了上表中的所有方法

CollectionDemo1类

java 复制代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;  //
import java.util.List;

public class CollectionDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("------------------------创建ArrayList------------------------");
        //创建ArrayList集合对象
        //方法1 默认容量为10
        ArrayList<Character> list = new ArrayList<>();
        //方法2
        //创建集合对象时，可以指定初始容量,如果添加的元素个数超过指定的初始容量，集合会自动扩容
        ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<>(2);
        list2.add(1);
        list2.add(2);
        list2.add(3);
        System.out.println(list2);
        //方法3
        ArrayList<Integer> list3 = new ArrayList<>(Arrays.asList(1,2,3));
        List<String> other = Arrays.asList("a", "b");  //不可变的列表（固定大小）
        //other.add("c");  //添加元素运行时候会报错
        System.out.println("asList->: " + other);
        Integer[] a = {1,2,3};
        List<String> list4 = new ArrayList<>(other); //用它来创建一个新的、可变的 ArrayList
        list4.add("c");
        System.out.println("asList 变为ArrayList->: " + list4);
        //new ArrayList<>(Collection<? extends E> c)
        List<String> list5 = new ArrayList<>(Arrays.asList("a", "b", "c"));

        System.out.println("------------------------添加元素------------------------");
        //使用list列表当前为空
        list.add('a');
        list.add('b');
        list.add(1, 'c');  //在指定位置添加元素
        list.add('e');
        list.add('f');
        list.add('e');
        list.add('c');
        list.add('c');
        System.out.println(list);

        System.out.println("------------------------获取元素------------------------");
        System.out.println(list.get(0));
        System.out.println(list.get(1));

        System.out.println("------------------------修改元素------------------------");
        list.set(0, 'd');
        System.out.println(list);

        System.out.println("------------------------删除元素------------------------");
        list.remove(0);  //删除指定索引的元素
        list.remove((Character) 'e'); //删除指定元素，出现第一次的 要确定数组中有这个元素,要给一个对象。
        System.out.println(list);

        System.out.println("------------------------返回当前数组长度------------------------");
        System.out.println(list.size());

        System.out.println("------------------------判断集合是否为空------------------------");
        System.out.println(list.isEmpty());

        System.out.println("------------------------判断集合中是否包含某个元素------------------------");
        System.out.println(list.contains('a'));

        System.out.println("------------------------返回集合的索引（第一个）------------------------");
        System.out.println(list.indexOf('c'));  //返回指定元素在集合中的索引（第一次），如果没有，返回-1

        System.out.println("------------------------返回集合的索引(最后一个)------------------------");
        System.out.println(list.lastIndexOf('c'));  //返回指定元素在集合中的索引（最后一次），如果没有，返回-1

        //迭代器
        System.out.println("------------------------迭代器------------------------");
        list.removeAll(list);
        list.add('a');
        //迭代安全删除
        Iterator<Character> it = list.iterator();
//        System.out.println(it.hasNext()); //
//        while(it.hasNext()) {  //判断集合中是否有下一个元素
//            Character s = it.next();
//            if(s.equals('c')) {  //判断当前元素是否为c
//                it.remove(); // ✅ 使用迭代器的remove方法
//                System.out.println("删除了: " + s);
//            }
//        }
//        System.out.println(list);
        //如果这样删除可能会漏删元素 因为迭代器删除元素后，索引会改变
//        for(int i = 0;i < list.size();i++){
//            if(list.get(i).equals('c')){
//                Character c = list.get(i);
//                list.remove(i);
//                System.out.println("删除了: " + c);
//            }
//        }System.out.println( list);

        //加强   循环  程序崩溃
//        for(Character c : list){
//            if(c.equals('c')){
//                list.remove(c);
//            }
//        }

        //removeIf
        list.removeIf(c -> c.equals('c'));  //删除集合中所有满足条件的元素 JDK 8 才出现的方法
        ArrayList list6 = new ArrayList<>();
        list6.add('a');
        list6.add('b');
        System.out.println(list);
        list.removeAll( list6); //删除list6集合中所有元素
        System.out.println( list);
        System.out.println("------------------------清空集合------------------------");
        list.clear();
        System.out.println(list);
    }
}

3、ArrayList和LinkeList的区别及底层原理

ArrayList底层是基于数组存储数据的。

LinkeLsit底层是基于链表存储数据的。
数组的特点

**查询速度快（注意：是根据索引查询数据快）：**查询数据通过地址和索引定位，查询任意数据消耗时相同。

增删数据效率低：可能需要把后面很多的数据进行前移。

链表以及链表的特点

链表中的数据是一个一个独立的结点组成，结点在内存是不连续的，每个结点包含数据和下一个结点的地址

特点

查询慢，无论查询哪个数据都要从头开始找

链表增删相对快

LinkedList集合基于双链表实现的。

双向链表的特点：对首位元素进行删除改查的速度是极快的。

3.1 LinkedList的应用场景之一：可以用来设计队列

java 复制代码

import java.util.LinkedList;

public class LinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //使用LinkedList设计一个队列
        LinkedList<String> queue = new LinkedList();
        //入队在队尾
        queue.addLast("赵敏");
        queue.addLast("小昭");
        queue.addLast("武大郎");
        queue.addLast("西门庆");
        System.out.println(queue);
        //出队在队首
        System.out.println(queue.removeFirst());  //赵敏
        System.out.println(queue.removeFirst());  //小昭
        System.out.println(queue.removeFirst());  //武大郎
        System.out.println(queue.removeFirst());  //西门庆
    }
}
/*
[赵敏, 小昭, 武大郎, 西门庆]
赵敏
小昭
武大郎
西门庆

 */

3.2 LinkedList的应用场景之二：可以用来设计栈

java 复制代码

import java.util.LinkedList;
public class LinkedListDemo1 {
    //用linkedlist实现栈
    public static void main(String[] args) {
        //使用linkedlist实现栈
        LinkedList<String> stack = new LinkedList<>();
        //压栈
        stack.addFirst("张无忌");
        stack.addFirst("周芷若");
        stack.addFirst("赵敏");
        stack.addFirst("小昭");
        System.out.println( stack);
        //弹栈import java.util.LinkedList;
public class LinkedListDemo1 {
    //用linkedlist实现栈
    public static void main(String[] args) {
        //使用linkedlist实现栈
        LinkedList<String> stack = new LinkedList<>();
        //压栈
        stack.addFirst("张无忌");
        stack.addFirst("周芷若");
        stack.addFirst("赵敏");
        stack.addFirst("小昭");
        System.out.println( stack);
        //弹栈
        System.out.println(stack.removeFirst());
        System.out.println(stack.removeFirst());
        System.out.println(stack.removeFirst());
        System.out.println(stack.removeFirst());

        LinkedList<String> stack1 = new LinkedList<>();
        //压栈 Java中提供了push和pop方法
        stack1.push("张无忌");
        stack1.push("周芷若");
        stack1.push("赵敏");
        stack1.push("小昭");
        System.out.println( stack1);
        //弹栈
        System.out.println(stack1.pop());
        System.out.println(stack1.pop());
        System.out.println(stack1.pop());
        System.out.println(stack1.pop());

    }
}
/*
[小昭, 赵敏, 周芷若, 张无忌]
小昭
赵敏
周芷若
张无忌
[小昭, 赵敏, 周芷若, 张无忌]
小昭
赵敏
周芷若
张无忌
 */
        System.out.println(stack.removeFirst());
        System.out.println(stack.removeFirst());
        System.out.println(stack.removeFirst());
        System.out.println(stack.removeFirst());

        LinkedList<String> stack1 = new LinkedList<>();
        //压栈
        stack1.push("张无忌");
        stack1.push("周芷若");
        stack1.push("赵敏");
        stack1.push("小昭");
        System.out.println( stack1);
        //弹栈
        System.out.println(stack1.pop());
        System.out.println(stack1.pop());
        System.out.println(stack1.pop());
        System.out.println(stack1.pop());

    }
}