java集合-List

摘要：会死循环，因为栈内不会弹出所以判断会一直执行。集合用于模拟队列这种数据结构，队列通常是指先进先出的容器。集合不仅提供了的功能，还提供了双端队列，栈的功能。如果有多个线程需要访问集合中的元素，需要考虑使用将几个包装成线程安全集合。

List判断两个对象相等只通过equals方法比较返回true即可。

public class A {
    @Override
    public boolean equals(Object arg0) {
        return true;
    }
}
public class SameAListTest {
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        //[1, 2, 3]
        System.out.println(list);
        list.remove(new A());
        //[2, 3]
        System.out.println(list);
        list.remove(new A());
        //[3]
        System.out.println(list);
    }
}

从上面程序可以看出，当程序试图删除一个A对象，List将会调用该A对象的equals方法依次与集合元素进行比较，如果该equals方法以某个集合元素作为参数时返回true，List将会删除该元素，A重写了equals方法，该方法总是返回true。

当调用List的set(int index,Object object)方法来改变List集合指定所引处的元素时，指定的索引必须是List集合的有效索引。例如集合长度是4，就不能指定替换索引为4处的元素--也就是说，set(int index,Object object)方法不会改变List集合的长度。

List还额外提供了一个listIterator方法，该方法返回一个ListIterator对象，ListIterator接口继承了Iterator接口，提供了专门操作List的方法。

public class ListIterators {
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList<>();
        list.add("123");
        list.add("231");
        list.add("132");
        /*正向迭代
         * Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }*/
        /*//从指定的索引以后的元素进行迭代   Lambda迭代
        ListIterator listIterator = list.listIterator(1);
        //231  132
        listIterator.forEachRemaining((e) -> System.out.println(e));*/
        
        ListIterator iterator = list.listIterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            String next = iterator.next();
            System.out.println(next);
            if ("132".equals(next)) {
                iterator.add("新添加的");
            }
            
        }
        System.out.println("反向迭代 +++++++++++++++++++++");
        while (iterator.hasPrevious()) {
            System.out.println(iterator.previous());
        }
        //[123, 231, 132, 新添加的]
        System.out.println(list);
        /*
         * 123
           231
           132
           反向迭代 +++++++++++++++++++++
           新添加的
           132
           231
           123
           [123, 231, 132, 新添加的]
         */
    }
}

ListIterator与Iterator相比，ListIterator是反向迭代，Iterator是正向迭代，而且ListIterator还可以通过add方法向List集合中添加元素，Iterator只能删除元素、

ArrayList和Vector类都是基于数组实现的List类，所以ArrayList和Vector类分装了一个动态的，允许再分配的Object[]数组。ArrayList或Vector对象使用initialCapacity参数来设置该数组的长度，当向ArrayList或Vector中添加元素超出了该数组的长度时，他们的initialCapacity会自动增加。

ArrayList和Vector的区别是：ArrayList是线程不安全的，当多个线程访问同一个ArrayList集合时，如果有超过一个线程修改了ArrayList集合，则程序必须手动保证该集合的同步性，但Vector集合则是线程安全的，无须程序保证该集合的同步性。因此Vector是线程安全的，所以Vector的性能比ArrayList的性能要低；

Vector提供了Stack子类，它用于模拟栈这种数据结构，栈筒仓是指后进先出LIFO的容器，最后push进栈的元素，将最先被pop出栈，出入栈的都是Object，

如果程序需要使用栈这种数据结构，则可以考虑ArrayDeque。

ArrayDeque底层是基于数组实现的，因此性能很好。

public class ArrayListAndVector {
    public static void main(String[] args) {
        Stack vector = new Stack<>();
        vector.push("1");
        vector.push("2");
        vector.push("3");
        while (!vector.empty()) {
            System.out.println(vector.pop());// 3 2 1 
            //System.out.println(vector.peek());  会死循环，因为栈内不会弹出所以判断会一直执行。
        }
    }
}

Arrays提供了asList(Object...a)方法，该方法可以把一个数组或指定个数的对象转化成一个List集合，这个List集合时Arrays的内部类ArrayList的实例。

Array.ArrayList是一个固定长度的List集合，程序只能遍历该集合里的元素，不可增加，删除该集合里的元素。

public class FixedSizeLists {
    public static void main(String[] args) {
        List asList = Arrays.asList(new String[]{"1","@","#","$"});
        //Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
        //System.out.println(asList.add("dsdsd"));
    }
}

Queue用于模拟队列这种数据结构，队列通常是指“先进先出FIFO”的容器。队列的头部保存在队列中存放时间最长的元素，队列的尾部保存在队列中存放时间最短的元素。新元素插入offer到队列的尾部，访问元素poll操作会返回队列头部的元素。

Queue接口有一个接口Deque，Deque代表一个双端队列，双端队列可以同时从两端来添加元素，删除元素，因此Deque的实现类即可当成队列使用，也可当成栈使用。Java为Deque提供了ArrayDeque和LinkedList两个实现类。

public class QueueTest {
    public static void main(String[] args) {
        Queue queue = new ArrayDeque<>();
        //将指定元素加入此队列的尾部，当使用有容量限制的队列时，此方法通常比add方法更好。
        queue.offer(44);
        queue.add(2);
        //[44, 2]
        System.out.println(queue);
        queue.add(3);
        //[44, 2, 3]
        System.out.println(queue);
        System.out.println(queue.poll());//44
        System.out.println(queue);//[2, 3]
        System.out.println(queue.peek());//2
        System.out.println(queue);//[2, 3]
        queue.remove();
        System.out.println(queue);//[3]
        queue.add(3434);
        System.out.println(queue);//[3, 3434]
        //返回队列头部元素，但是不删除该元素
        System.out.println(queue.element());//3
        System.out.println(queue);//[3, 3434]
        System.out.println(queue.remove(3434));//true
        System.out.println(queue);//[3]
    }
}

PriorityQueue保存队列元素的元素并不是按加入队列的顺序，而是按队列元素的大小进行重新排序，因此当调用peek方法或者poll方法去除队列中的元素时，并不是取出最先进入队列的元素，而是取出队列中的最小的元素。PriorityQueue已经违反了队列的最基本的原则：先进先出

public class PriorityQueues {
    public static void main(String[] args) {
        PriorityQueue priorityQueue = new PriorityQueue<>();
        priorityQueue.add(12);
        priorityQueue.add(-6);
        priorityQueue.add(-9);
        priorityQueue.add(1);
        //[-9, 1, -6, 12]
        System.out.println(priorityQueue);
        priorityQueue.poll();
        //[-6, 1, 12]
        System.out.println(priorityQueue);
    }
}

PriorityQueue不允许插入null元素，PriorityQueue可以定制排序和自然排序。

PriorityQueue自然排序的元素必须实现Comparable接口，而且应该是同一个类的实例

PriorityQueue不要求队列元素实现Comparable接口。

Deque接口是Queue接口的子接口，他代表一个双端队列。

ArrayList和ArrayDeque两个集合类的实现机制基本相同，他们的底层都是采用一个动态的可重新分配的Object[]数组来保存集合元素，当集合元素超出了该数组的容量时，系统会在底层重新分配一个Object[]数组来存储集合元素。

把ArrayDeque当成栈来使用

public class ArryDeque {
    public static void main(String[] args) {
        Deque deque = new ArrayDeque<>();
        deque.push(1);
        deque.push(2);
        deque.push(3);
        deque.push(4);
        //[4, 3, 2, 1]
        System.out.println(deque);
        System.out.println(deque.pop()); // 4
        System.out.println(deque);//[3, 2, 1]
    }
}   //后入先出

把ArrayDeque当成队列使用

public class ArryDeque2 {
    public static void main(String[] args) {
        Deque deque = new ArrayDeque<>();
        deque.offer(1123);
        deque.offer(143);
        deque.offer(-11);
        System.out.println(deque);//[1123, 143, -11]
        System.out.println(deque.poll());//1123
        System.out.println(deque);//[143, -11]
        System.out.println(deque.poll());//143
        System.out.println(deque);//[-11]
    }
}

ArrayDque不仅可以作为栈使用，也可以作为队列使用。

可以根据索引来随机访问集合中的元素，LinkedList还是实现了Deque接口，可以被当成双端队列来使用，因此既可以被当成栈使用，也可以当做为队列使用。

public class LinkedListTest {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList linkedList = new LinkedList<>();
        //将数组元素加入栈顶
        linkedList.push(1);
        //将数组元素加入栈底
        linkedList.offer(2);
        //[1, 2]
        System.out.println(linkedList);
        //加入栈顶
        linkedList.offerFirst(3);
        //[3, 1, 2]
        System.out.println(linkedList);
        for (int i = 0; i < linkedList.size(); i++) {
            System.out.println(linkedList.get(i)); //3 1 2
        }
        //访问但不删除栈底
        System.out.println(linkedList.peekLast());//2
        //[3, 1, 2]
        System.out.println(linkedList);
        //访问但不删除栈顶
        System.out.println(linkedList.peekFirst());//3
        //[3, 1, 2]
        System.out.println(linkedList);
        //访问并删除栈顶
        System.out.println(linkedList.pollFirst());//3
        //[1, 2]
        System.out.println(linkedList);
    }
}

LinkedList和ArrayList和ArrayDeque实现机制完全不同

ArrayList，ArrayDeque内部以数组的形式来保存集合中的元素，因此随机访问几个元素时具有较好的性能，而LinkedList内部以链表的形式来保存集合中的元素，因此随机访问集合元素时性能较差，但在插入，删除元素时性能比较出色，只需要改变指针所指的地址即可。

对于所有的内部基于数组的集合实现，例如ArrayList和ArrayDeque等，使用随机访问的性能比使用Iterator迭代访问的性能要好，因为随机访问会被映射成对数组元素的访问。

Java提供的List就是一个线性表接口，而ArrayList，LinkedList又是线性表的两种典型实现：基于数组的线性表和基于链的线性表。Queue代表了队列，Deque代表了双端队列，既可以作为队列使用，又可以当做栈使用。

LinkedList集合不仅提供了List的功能，还提供了双端队列，栈的功能。

一般来说，由于数组以一块连续内存区来保存所有的数组元素，所以数组在随机访问时性能最好，所有的内部以数组作为底层实现的集合在随机访问时性能都比较好。而内部以链表作为底层实现的集合在执行插入，删除操作时有较好的性能。但总体来说，ArrayList的性能比LinkedList的性能要好，因此大部分时候都应该考虑使用ArrayList。

使用List集合的一些建议

如果需要遍历List集合，对于ArrayList，Vector集合，应该是用随机访问方法get来遍历集合元素，这样性能更好。对于LinkedList集合，则应该采用迭代器Iterator来遍历集合元素。

如果需要经常执行插入，删除操作来改变含大量数据的List集合的大小，则可考虑使用LinkedList集合，使用ArrayList，Vector集合可能需要经常分配内部数组的大小，效果可能较差。

如果有多个线程需要访问List集合中的元素，需要考虑使用Collections将几个包装成线程安全集合。