Java数据结构初阶——Collection、List的介绍与ArrayList

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文章目录

我们先来了解下List

List的介绍

什么是List?

在集合框架中,List是一个接口,继承自Collection。

Collection也是一个接口,Collection继承于Iterable接口,Collection接口中规范了后序容器中常用的一些方法,具体如下所示:

站在数据结构的角度来看, List就是一个线性表,即n个具有相同类型元素的有限序列,在该序列上可以执行增删改查以及变量等操作。

List常见方法介绍

List中提供了实现好的方法,下面介绍些常用方法:

  • List是个接口,并不能直接用来实例化对象。
  • 如果要使用List,必须去实例化List的实现类。在集合框架中, ArrayList和LinkedList都实现了List接口。

ArrayList

ArrayList简介

在集合框架中,ArrayList是一个普通的类,实现了List接口,具体框架图如下:

关于ArrayList几点说明:

  1. ArrayList是以泛型方式实现的,使用时必须要先实例化
  2. ArrayList实现了RandomAccess接口,表明ArrayList支持随机访问
  3. ArrayList实现了Cloneable接口,表明ArrayList是可以clone的
  4. ArrayList实现了Serializable接口,表明ArrayList是支持序列化的
  5. 和Vector不同, ArrayList不是线程安全的,在单线程下可以使用,在多线程中可以选择Vector或者CopyOnWriteArrayList
  6. ArrayList底层是一段连续的空间,并且可以动态扩容,是一个动态类型的顺序表

ArrayList的使用

ArrayList的构造

java 复制代码
// 构造一个空的列表
List<Integer> list1 = new ArrayList<>();

//指定顺序表初始容量
ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<>(10);


ArrayList<Integer> list3 = new ArrayList<>
(list2);// list3构造好之后 , 与list中的元素一致
  • 避免省略类型 , 否则 : 任意类型的元素都可以存放 , 使用时将是一场灾难。

ArrayList常见操作

ArrayList虽然提供的方法比较多,但是常用方法如下所示,需要用到其他方法时,可以查阅ArrayList的帮助文档。

注意:

java 复制代码
List<String> newlist = list. subList(0, 4);

使用list中[0, 4)之间的元素构成一个新的List< E >类型的list返回,但是和ArrayList共用一个elementData数组。也就是说subList不是拷贝元素返回给新的list,而是直接截取部分的地址,使newlist共用list空间中的元素。一旦修改newlist内容,原list也随之改变。

  1. 借助foreach遍历ArrayList时,foreach会自动遍历有效元素。

  2. ArrayList会自动根据需要扩容,底层调用Array.copyOf(T[] original, int newLength)

    所以在调用add()方法方时候,不用担心空间不足的问题。但要注意,空ArrayList是不能调用set()方法的,这可不会自动扩容给我们用。

  3. ArrayList 的 E remove(int index) 方法返回值为 被删除的索引位置上的元素(类型与泛型 E 一致)。可以利用此特性边删除边接收删除的元素以利用。

ArrayList的问题及思考

  1. ArrayList底层使用连续的空间,任意位
    置插入或删除元素时,需要将该位置后序
    元素整体往前或者往后搬移,故时间复杂
    度为O(N)
  2. 增容需要申请新空间,拷贝数据,释放旧
    空间。会有不小的消耗。
  3. 增容一般是呈1.5或2倍的增长,势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为100,满了以后增容到200,我们再继续插入了5个数
    据,后面没有数据插入了,那么就浪费了
    95个数据空间。

下节我们来解决上述问题。

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