Java集合（二）之List

前言

List本身是Collection接口的子接口，具备了Collection的所有方法。
ListIterator是List集合特有的迭代器。
ListIterator it = list.listIterator;//取代Iterator it = list.iterator;

List：有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)，元素都有索引。元素可以重复。
- ArrayList：底层的数据结构是数组,线程不同步，ArrayList替代了Vector，查询元素的速度非常快。
- LinkedList：底层的数据结构是链表，线程不同步，增删元素的速度非常快。
- Vector：底层的数据结构就是数组，线程同步的，Vector无论查询和增删都巨慢。

一、List接口

1.1 List接口概述

List类型集合特点：集合中的元素有序且可重复,有下标 。
 注:有序指的是元素放到集合中的顺序和循环遍历出来的顺序一致。
List接口常见的实现类有:ArrayList、LinkedList、Vector等
 对于数据的随机访问,ArrayList效率优于LinkedList,因为LinkedList要移动指针。
 对于新增和删除操作add和remove,LinedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。
 Vector是线程安全的集合,但是速度慢。

1.2 迭代器

在讲集合之前我们先来说一下迭代器，因为之后我们遍历数据的时候要用到迭代器。

1）迭代器原理
迭代器是对集合进行遍历,而每一个集合内部的存储结构都是不同的,所以每一个集合存和取都是不一样,
那么就需要在每一个类中定义hasNext()和next()方法,这样做是可以的,但是会让整个集合体系过于臃肿,
迭代器是将这样的方法向上抽取出接口,然后在每个类的内部,定义自己迭代方式,这样做的好处有二,第一规定
了整个集合体系的遍历方式都是hasNext()和next()方法,第二,代码有底层内部实现,使用者不用管怎么实现
的,会用即可 。

2）Iterator中的方法

 boolean hasNext()
     如果仍有元素可以迭代，则返回 true。 
 E next() 
    返回迭代的下一个元素。 
 void remove() 
    从迭代器指向的 collection 中移除迭代器返回的最后一个元素

3）ListIterator接口
ListIterator是Iterator的子接口。那为什么要有这个特定的子接口呢？
在迭代时，不可以通过集合对象的方法操作集合中的元素。因为会发生ConcurrentModificationException
异常。所以，在迭代器时，只能用迭代器的放过操作元素，可是Iterator方法是有限的，只能对元素进行判断，
取出，删除的操作.如果想要其他的操作如添加，修改等，就需要使用其子接口，ListIterator。该接口只能
通过List集合的listIterator方法获取。

ListIterator方法：

 boolean hasNext()是否有下一个
 boolean hasPrevious()是否有前一个
 Object next()返回下一个元素
 Object previous();返回上一个元素

1.3 List中特有的方法

增
    add(index,element);
    addAll(index,Collection);

删
    remove(index);

改
    set(index,element);
查
    get(index):
    subList(from,to);
    listIterator();
    int indexOf(obj):获取指定元素的位置。
    ListIterator listIterator();

举例：

//通过size()和get()方法结合使用遍历
        List<Student> list = new ArrayList<>();
        list.add(new Student("张三",12));
        list.add(new Student("李四",23));
        list.add(new Student("王五",54));
        list.add(new Student("小二",34));

        for (int i = 0; i <list.size() ; i++) {
            Student s = (Student)list.get(i);
            System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());
        }

1.4 集合中并发修改异常产生的原因及解决方案

需求：我有一个集合，请问，我想判断里面有没有”hello”这个元素，如果有，我就添加一个”world”
元素，请写代码实现。

List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("meinv");
        list.add("gt");
        list.add("ecg");
        list.add("hello");
        list.add("bvc");
        list.add("aew");

        Iterator<String> it = list.iterator();
        while (it.hasNext()){
            String str = (String)it.next();
            if(str.equals("hello")){
                list.add("world");  //这里会抛出ConcurrentModificationException并发修改异常
            }
        }

解决方案：
 迭代器迭代元素，迭代器修改元素(ListIterator的特有功能add)　
 集合遍历元素，集合修改元素　

ListIterator lit = list.listIterator();        //如果想在遍历的过程中添加元素,可以用ListIterator中的add方法
            while(lit.hasNext()) {
                String str = (String)lit.next();
                if(str.equals("hello")) {
                    lit.add("world");    
                    //list.add("world");
                }
            }

二、List实现类

2.1 ArrayList

1)ArrayList去除集合中字符串的重复值(字符串的内容相同)
我们可以创建一个新的集合去存储没有重复值的集合

public static void main(String[] args) {
                ArrayList list = new ArrayList();
                list.add("a");
                list.add("a");
                list.add("b");
                list.add("b");
                list.add("b");
                list.add("c");
                list.add("c");
                list.add("c");
                list.add("c");

                System.out.println(list);
                ArrayList newList = getSingle(list);
                System.out.println(newList);
            }

            /*
             * 去除重复
             * 1,返回ArrayList
             * 2,参数列表ArrayList
             */
            public static ArrayList getSingle(ArrayList list) {
                ArrayList newList = new ArrayList();            //创建一个新集合
                Iterator it = list.iterator();                    //获取迭代器
                while(it.hasNext()) {                            //判断老集合中是否有元素
                    String temp = (String)it.next();            //将每一个元素临时记录住
                    if(!newList.contains(temp)) {                //如果新集合中不包含该元素
                        newList.add(temp);                        //将该元素添加到新集合中
                    }
                }
                return newList;                                    //将新集合返回
            }

2)去除ArrayList中重复自定义对象元素
分析：
我们通过查看上面的例子中，contains()方法底层也是通过equals来做判断的，所以这里我们需要
判断自定义对象的话，我们需要在Student类中重写equals方法。
这里我们使用contains()方法判断是否包含，底层依赖的是equals()方法
remove()方法判断是否删除，底层依赖的也是equals()方法

remove源码：

 public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (elementData[index] == null) {
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        } else {
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (o.equals(elementData[index])) {
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        }
        return false;
    }

Student类:

package com.zyh.domain;

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        Student s = (Student)obj;
        return this.name.equals(s.name)&&this.age==this.age;
    }
}

ArrayListDemo:

package com.zyh.Collection.List;

import com.zyh.domain.Student;

import java.util.ArrayList;
import java.util.ListIterator;

//去除ArrayList中重复的Student对象元素
public class ArrayListDemo_0010 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Student> list = new ArrayList<>();
        list.add(new Student("哥哥",34));
        list.add(new Student("姐姐",23));
        list.add(new Student("弟弟",15));
        list.add(new Student("花花",13));
        list.add(new Student("姐姐",23));
        list.add(new Student("花花",13));
        list.add(new Student("弟弟",15));
        list.add(new Student("花花",13));
        list.add(new Student("哥哥",34));

        ArrayList<Student> newList =getSignle(list);

        ListIterator<Student> slit = newList.listIterator();
        while (slit.hasNext()){
            Student s = slit.next();
            System.out.println(s.getName()+":"+s.getAge());
        }
    }

    public static ArrayList<Student> getSignle(ArrayList<Student> list){
        ListIterator<Student> slit = list.listIterator();
        ArrayList<Student> newList = new ArrayList<>();
        while (slit.hasNext()){
            Student s = slit.next();
            while (!newList.contains(s)){
                newList.add(s);
            }
        }
        return newList;
    }
}

2.2 LinkedList

1）LinkedList特有的方法

 public void addFirst(E e)及addLast(E e)
 public E getFirst()及getLast()
 public E removeFirst()及public E removeLast()
 public E get(int index);

2）用LinkedList模拟栈数据结构的集合并测试
栈：先进后出 　　队列：先进先出
需求：请用LinkedList模拟栈数据结构的集合，并测试

Stack详细实现类:

public class Stack<T>
{
    private LinkedList<T> stack;

    //无参构造函数
    public Stack()
    {
        stack=new LinkedList<T>();
    }
    //构造一个包含指定collection中所有元素的栈
    public Stack(Collection<? extends T> c)
    {
        stack=new LinkedList<T>(c);
    }
    //入栈
    public void push(T t)
    {
        stack.addFirst(t);
    }
    //出栈
    public T pull()
    {
        return stack.remove();
    }
    //栈是否为空
     boolean isEmpty()
     {
         return stack.isEmpty();
     }

     //打印栈元素
     public void display()
     {
         for(Object o:stack)
             System.out.println(o);
     }
}

模拟类：

            public class Stack {
                private LinkedList list = new LinkedList();        //创建LinkedList对象

                public void in(Object obj) {
                    list.addLast(obj);                            //封装addLast()方法
                }

                public Object out() {
                    return list.removeLast();                    //封装removeLast()方法
                }

                public boolean isEmpty() {
                    return list.isEmpty();                        //封装isEmpty()方法
                }
            }

2.3 Vector

1）特有方法

 public void addElement(E obj)
 public E elementAt(int index)
 public Enumeration elements()

2)使用枚举遍历

            Vector v = new Vector();                //创建集合对象,List的子类
            v.addElement("a");
            v.addElement("b");
            v.addElement("c");
            v.addElement("d");

            //Vector迭代
            Enumeration en = v.elements();            //获取枚举
            while(en.hasMoreElements()) {            //判断集合中是否有元素
                System.out.println(en.nextElement());//获取集合中的元素
            }

三、List接口三个子类的特点与区别

2.1 List接口三个子类的特点

• ArrayList
  底层数据结构是数组，查询快，增删慢。
  线程不安全，效率高。
• Vector
  底层数据结构是数组，查询快，增删慢。
  线程安全，效率低。
  Vector相对ArrayList查询慢(线程安全的)
  Vector相对LinkedList增删慢(数组结构)
• LinkedList
  底层数据结构是链表，查询慢，增删快。
  线程不安全，效率高。

2.2 List接口三个子类的区别

• Vector和ArrayList比较
  区别：Vector是线程安全的,效率低。ArrayList是线程不安全的,效率高。
  共同点:都是数组实现的
• ArrayList和LinkedList的区别
  区别：ArrayList底层是数组实现,查询和修改快。
     LinkedList底层是链表结构的,增和删比较快,查询和修改比较慢。
  共同点:都是线程不安全的