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java基础（the 15th day)

news 2025/7/26 16:59:09

一.List集合

1. List集合简介

2. List的特点

测试代码：增删改查等

3. 创建List

4. 遍历List

测试：四种遍历

5. List和Array转换

6.交集，并集，差集

7. 小结

一.List集合

1. List集合简介

在集合类中，List是最基础的一种集合：它是一种有序列表。List的行为和数组几乎完全相同：List内部按照放入元素的先后顺序存放，每个元素都可以通过索引确定自己的位置，List的索引和数组一样，从0开始。

List和数组类似，也是有序结构。但是，如果我们使用数组，在添加和删除元素的时候，会非常不方便。

因此，在实际应用中，需要增删元素的有序列表，我们使用最多的是ArrayList。实际上，ArrayList在内部使用了数组来存储所有元素。

当需要在指定索引位置（索引=2）添加一个元素（X）到ArrayList时，ArrayList自动移动需要移动的元素：

size=5
┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
│ A │ B │   │ C │ D │ E │   │   │   │   │
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘0   1   2   3   4   5   6   7   8   9

然后，往内部指定索引的数组位置添加一个元素，然后把size加1：

size=6
┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
│ A │ B │ X │ C │ D │ E │   │   │   │   │
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘0   1   2   3   4   5   6   7   8   9

当继续添加元素，但是数组已满，没有空闲位置的时候，ArrayList先创建一个更大的新数组（新数组长度为原数组的1.5倍），然后把旧数组的所有元素复制到新数组，紧接着用新数组取代旧数组(可以理解为扩容)：

size=10
┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
│ A │ B │ X │ C │ D │ E │ F │ G │ H │ I │   │   │   │   │   │
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘0   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  11  12  13  14

现在，新数组就有了空位，可以继续添加一个元素到数组末尾，同时size加1：

size=11
┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
│ A │ B │ X │ C │ D │ E │ F │ G │ H │ I │ J │   │   │   │   │
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘0   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  11  12  13  14

List<E>接口的几个方法：

在末尾添加一个元素：boolean add(E e)
在指定索引添加一个元素：boolean add(int index, E e)
删除指定索引的元素：E remove(int index)
删除某个元素：boolean remove(Object e)
获取指定索引的元素：E get(int index)
获取链表大小（包含元素的个数）：int size()

实现List接口并非只能通过数组（即ArrayList的实现方式）来实现，另一种LinkedList通过“链表”也实现了List接口。在LinkedList中，它的内部每个元素都指向下一个元素：

        ┌───┬───┐   ┌───┬───┐   ┌───┬───┐   ┌───┬───┐
HEAD ──>│ A │ ●─┼──>│ B │ ●─┼──>│ C │ ●─┼──>│ D │   │└───┴───┘   └───┴───┘   └───┴───┘   └───┴───┘

我们来比较一下ArrayList和LinkedList：

	ArrayList	LinkedList
获取指定元素	速度很快	需要从头开始查找元素
添加元素到末尾	速度很快	速度很快
在指定位置添加/删除	需要移动元素	不需要移动元素
内存占用	少	较大

2. List的特点

使用List时，我们要关注List接口的规范。List接口允许我们添加重复的元素，即List内部的元素可以重复：

public class Main {public static void main(String[] args) {List<String> list = new ArrayList<>();list.add("apple"); // size=1list.add("pear"); // size=2list.add("apple"); // 允许重复添加元素，size=3System.out.println(list.size());}
}

List还允许添加null值：

public class Main {public static void main(String[] args) {List<String> list = new ArrayList<>();list.add("apple"); // size=1list.add(null); // size=2list.add("pear"); // size=3String second = list.get(1); // nullSystem.out.println(second);}
}

测试代码：增删改查等

package apsource;import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;public class Demo06 {public static void main(String[] args) {ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();arrayList.addAll(Arrays.asList("穆","鹏","利"));System.out.println("集合内容为："+arrayList);// 1.oldE set(int index, E element) 用指定的元素替代此列表中指定位置上的元素String str = arrayList.set(2,"木棚里");int index = arrayList.indexOf("木棚里");if(index >= 0){arrayList.set(index,"木棚");}System.out.println("修改后："+str);// remove(int index) 根据指定索引删除元素，删除一个就返回Boolean b = arrayList.remove("马晓婷");System.out.println("删除结果："+b);// void clear() 删除集合中所有元素，刺激和仍旧存在，集合元素长度变为0arrayList.clear();System.out.println("集合内容为："+arrayList);}
}package apsource;import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;public class Demo04 {public static void main(String[] args) {ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();arrayList.add("穆");System.out.println(arrayList);// 使用工具类生成List集合List<String> list = Arrays.asList("刘常伟","行数片","木棚里");System.out.println( list);System.out.println("集合内容为："+arrayList);
// 查看// int size()查集合的长度，具体元素个数System.out.println("集合的长度："+arrayList.size());// E get(int index)String item = arrayList.get(0);System.out.println("集合中索引为0的元素："+item);System.out.println("尾元素："+arrayList.get(arrayList.size()-1));// 3.int indexOf(Object o)查找找到指定元素的下标位置，如果不存在，则返回数组-1int index = arrayList.indexOf("木棚里");System.out.println("元素下标为："+index);// boolean contains(Object o)boolean contains = arrayList.contains("木棚里");System.out.println("集合中是否包含此元素："+contains);// 5.boolean isEmpty()boolean empty = arrayList.isEmpty();System.out.println("集合是否为空："+empty);// 6.截取集合List<String> list1 = arrayList.subList(0, 1);System.out.println("截取集合："+list1);// 7.equals(Object o)boolean equals = arrayList.equals(list1);System.out.println("集合是否相等："+equals);}}

3. 创建List

除了使用ArrayList和LinkedList，我们还可以通过Arrays工具类提供的asList()方法，根据给定元素快速创建List：

List<String> list = Arrays.asList("杭州", "北京", "上海", "南京");

4. 遍历List

测试：四种遍历

package apsource;import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;
import java.util.ListIterator;public class Demo05 {public static void main(String[] args) {ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();arrayList.addAll(Arrays.asList("刘","常","伟"));System.out.println("集合内容为："+arrayList);// 遍历集合// 1.forfor (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {System.out.println(arrayList.get(i)+"");}// foreachfor (String item : arrayList){System.out.println(item+"");}System.out.println("-----------------");// 迭代器// 1.获取迭代器对象Iterator<String> iterator = arrayList.iterator();// 判断是否有下一个元素while (iterator.hasNext()){// 获取下一个String item = iterator.next();System.out.println(item+"");}System.out.println("-----------------");// 2.使用迭代器删除元素while (iterator.hasNext()){String item = iterator.next();if ("常".equals(item)){iterator.remove();}}// 3.2 获取List迭代器对象ListIterator<String> listIterator = arrayList.listIterator(arrayList.size());// 判断是否有上一个元素while (listIterator.hasPrevious()){// 获取上一个String item = listIterator.previous();System.out.println(item+"");}}
}

5. List和Array转换

把List变为Array有三种方法，第一种是调用toArray()方法直接返回一个Object[]数组：

public class Main {public static void main(String[] args) {List<String> list = Arrays.asList("杭州", "北京", "上海", "南京");Object[] array = list.toArray();for (Object s : array) {System.out.println(s);}}
}

第二种方式是给toArray(T[])传入一个类型相同的Array，List内部自动把元素复制到传入的Array中：

public class Main {public static void main(String[] args) {List<Integer> list = Arrays.asList("杭州", "北京", "上海", "南京");Integer[] array = list.toArray(new Integer[3]);for (Integer n : array) {System.out.println(n);}}
}

注意：我们传入类型不匹配的数组，例如，String[]类型的数组，由于List的元素是Integer，所以无法放入String数组，这个方法会抛出ArrayStoreException。

但是最好传入一个长度刚好相等的数组：

Integer[] array = list.toArray(new Integer[list.size()]);

把Array变为List就简单多了，使用Arrays.asList(T...)方法把数组转换成List。要注意的是，返回的List不是ArrayList或者LinkedList，而是Arrays工具类的一个内部类ArrayList:

public class Arrays {...public static <T> List<T> asList(T... a) {return new ArrayList<>(a);}private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements RandomAccess, java.io.Serializable{...}...
}

这个内部类ArrayList是一个只读的List，对只读List调用add()、remove()方法会抛出UnsupportedOperationException。

6.交集，并集，差集

直接看代码：

package apsource;import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;public class Demo07 {public static void main(String[] args) {ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();ArrayList<String> arrayList1 = new ArrayList<>();arrayList.addAll(Arrays.asList("穆","鹏","利"));arrayList1.addAll(Arrays.asList("木棚里","木棚"));System.out.println("集合内容为："+arrayList);System.out.println("集合内容为："+arrayList1);// boolean retainAll(Collection<?> c) --交集 谁调用修改谁// boolean b = list1.retainAll(list2);
//        System.out.println(b);
//        System.out.println("list和list2的交集为："+list1);// boolean removeAll(Collection<?> c) -- 差集boolean b = arrayList.removeAll(arrayList1);System.out.println("差集："+b);System.out.println("差集："+arrayList);}
}