标签：10 Java ArrayList List System add println out

集合与数组的区别

数组：
1. 长度开始时必须指定，而且一旦指定，不能修改。
2. 保存的必须为同一类型的元素。
3. 使用数组进行增加/删除元素比较麻烦。
集合：
1. 可以动态保存任意多个对象，使用比较方便。
2. 提供了一系列方便操作对象的方法： add、remove、set、get。
3. 使用集合添加，删除新元素的代码简洁明了。

Collection体系框架图

单列集合

collection体系框架图_单列集合

双列集合

collection体系框架图_双列集合

Collection接口和常用方法

特点：

collection实现子类可以存放多个元素，每个元素可以是Object。
有些Collection的实现类，可以存放重复的元素，有些不可以。
有些Collection的实现类，是有序的(List)，有些不是有序的(Set)。

有序：指存取顺序一致
Collection接口没有直接的实现子类，是通过它的子接口Set和List来实现的。

操作元素方法

add：添加单个元素。
remove：删除指定元素。
contains：查找元素是否存在。
size：获取元素个数。
isEmpty：判断是否为空。
clear：清空。
addAll：添加多个元素。
containsAll：查找多个元素是否都存在。
removeAll：删除多个元素。

代码：

import java.util.ArrayList;

//集合操作元素方法
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList arrayList = new ArrayList();

        //1.add:添加单个元素
        arrayList.add("jack");
        arrayList.add(10); //arrayList.add(new Integer(10)); 自动装箱
        arrayList.add(true);
        System.out.println("List:" + arrayList); //List:[jack, 10, true]

        //2.remove:删除指定元素
        Object first = arrayList.remove(0); //删除第一个元素
        System.out.println("删除的第一个元素为:" + first); //删除的第一个元素为:jack
        arrayList.remove("jack");
        arrayList.remove(new Integer(10)); //这里就没有默认装箱了，输入10会删除第十一个元素
        System.out.println("List:" + arrayList); //List:[true]

        //3.contains:查找元素是否存在
        System.out.println(arrayList.contains("jack")); //false

        //4.size:获取元素个数
        System.out.println(arrayList.size()); //1

        //5.isEmpty:判断是否为空
        System.out.println(arrayList.isEmpty()); //false

        //6.clear:清空
        arrayList.clear();
        System.out.println("List:" + arrayList); //List:[]

        //7.addAll:添加多个元素
        ArrayList<Object> arrayList1 = new ArrayList<>();
        arrayList1.add("红楼梦");
        arrayList1.add("西游记");
        arrayList1.add("水浒传");
        arrayList1.add("三国演义");
        arrayList.addAll(arrayList1);
        System.out.println("List:" + arrayList); //List:[红楼梦, 西游记, 水浒传, 三国演义]

        //8.containsAll:查找多个元素是否都存在
        System.out.println(arrayList.containsAll(arrayList1)); //true

        //9.removeAll:删除多个元素
        ArrayList<Object> arrayList2 = new ArrayList<>();
        arrayList2.add("红楼梦");
        arrayList2.add("西游记");
        arrayList.removeAll(arrayList2);
        System.out.println("List:" + arrayList); //List:[水浒传, 三国演义]
    }
}

使用迭代器遍历

基本介绍

Iterator对象称为迭代器，主要用于遍历Collection集合中的元素。
所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象，即可以返回一个迭代器。
Iterator的结构
Iterator仅用于遍历集合，Iterator本身并不存放对象。

迭代器执行原理

//得到一个集合的迭代器
Iterator iterator = collection.iterator();
//hasNext():判断是否还有下一个元素
while(iterator.hasNext()){
    //next()作用: 1.下移 2.将下移以后集合位置上的元素返回
    System.out.printIn(iterator.next());
}

iterator接口方法

返回类型	方法	描述
boolean	hasNext()	如果迭代具有更多元素，则返回true
E	next()	返回迭代中的下一个元素
default void	remove()	从底层集合中删除此迭代器返回的最后一个元素（可选操作）。
default void	forEachRemaining(Consumer action)	对每个剩余元素执行给定的操作，直到所有元素都被处理或动作引发异常。

代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

//迭代器遍历集合
public class CollectionIterator {
    @SuppressWarnings({"all"}) //警告抑制
    public static void main(String[] args) {
        Collection collection = new ArrayList();
        collection.add("红楼梦");
        collection.add("三国演义");
        collection.add("西游记");
        collection.add("水浒传");
        System.out.println(collection);

        //迭代器遍历集合
        //1.得到集合对应的迭代器
        Iterator iterator = collection.iterator();

        //2.使用while循环遍历
        while (iterator.hasNext()) { //判断是否还有元素
            //返回下一个元素，类型是Object
            Object object = iterator.next(); //编译类型是Object，运行类型取决于对象实际类型
            System.out.println("object:" + object);
        }

        //快捷键快速生成该while循环 ==> itit
        //CTRL+J 显示所有快捷键选项
        //while (iterator.hasNext()) {
        //    Object next =  iterator.next();
        //}

        //3.当退出while循环后，这时iterator迭代器指向最后一个元素
        //iterator.next(); //报错：NoSuchElementException

        //4.重新遍历
        iterator = collection.iterator();
        while (iterator.hasNext()) { //判断是否还有元素
            //返回下一个元素，类型是Object
            Object object = iterator.next(); //编译类型是Object，运行类型取决于对象实际类型
            System.out.println("new object:" + object);
        }

    }
}

增强for循环遍历

增强for循环，可以替代iterator迭代器，特点：增强for就是简化版的iterator，本质一样。只能用于遍历集合或数组。

基本语法

for(元素类型 元素名 : 集合名或数组名){
    访问元素
}

代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

//增强for循环遍历集合
public class CollectionFor {
    public static void main(String[] args) {
        Collection collection = new ArrayList();
        collection.add("红楼梦");
        collection.add("三国演义");
        collection.add("西游记");
        collection.add(new book("三国演义","罗贯中",20.2));
        collection.add(new book("红楼梦","曹雪芹",150.3));
        collection.add(new book("西游记","吴承恩",25.3));
        System.out.println(collection);

        //增强for循环的底层实现依旧是迭代器
        //增强for循环可以理解为简化版的迭代器
        //快捷键 ==> I
        //CTRL+J 显示所有快捷键选项
        //for (Object object :) {
        //
        //}

        //增强for循环遍历集合
        for (Object object : collection) {
            System.out.println(object);
        }


    }
}

class book{
    public String name;
    public String author;
    public double price;

    public book(String name, String author, double price) {
        this.name = name;
        this.author = author;
        this.price = price;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public String getAuthor() {
        return author;
    }

    public void setAuthor(String author) {
        this.author = author;
    }

    public double getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(double price) {
        this.price = price;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "book{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", author='" + author + '\'' +
                ", price=" + price +
                '}';
    }
}

List接口方法

List接口基本介绍

List接口是Collection接口的子接口。

List集合类中元素有序（即添加顺序和取出顺序一致）且可重复。
List集合中的每个元素都有其对应的顺序索引，即支持索引。
List容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置，可以根据序号存取容器中的元素。
List接口常用的实现类有很多，常用的有：ArrayList、LinkedList 和 Vector。

常用方法

方法	描述
void add ( int index , Object ele)	在index位置插入ele元素
boolean addAll ( int index , Collection eles)	从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
Object get ( int index )	获取指定index位置的元素
int indexOf ( Object obj)	返回obj在集合中首次出现的位置
int lastIndexOf ( Object obj)	返回obj在当前集合中末次出现的位置
Object remove ( int index)	移除指定index位置的元素，并返回此元素
Object set ( int index , Object ele)	设置指定index位置的元素为ele，相当于是替换
List subList ( int fromIndex , int toIndex)	返回从fromIndex 到 toIndex 位置的子集合

代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//List常用方法
public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList();
        list.add("Tom");
        list.add("Jerry");
        list.add("Jack");

        //1.void add ( int index , Object ele )
        //在index位置插入ele元素
        list.add(1, "Jack"); //在index=1的位置插入一个对象"jack"
        System.out.println(list); //[Tom, Jack, Jerry, Jack]

        //2.boolean addAll ( int index , Collection eles )
        //从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
        List list1 = new ArrayList();
        list1.add("林黛玉");
        list1.add("孙悟空");
        list.addAll(1, list1);
        System.out.println(list); //[Tom, 林黛玉, 孙悟空, Jack, Jerry, Jack]

        //3.Object get ( int index )
        //获取指定index位置的元素
        System.out.println(list.get(1)); //林黛玉

        //4.int indexOf ( Object obj )
        //返回obj在集合中首次出现的位置
        System.out.println(list.indexOf("Jack")); //3
        System.out.println(list.indexOf("林黛玉")); //1
        System.out.println(list.indexOf("贾宝玉")); //-1

        //5.int lastIndexOf ( Object obj )
        //返回obj在当前集合中末次出现的位置
        System.out.println(list.lastIndexOf("Jack")); //5
        System.out.println(list.lastIndexOf("林黛玉")); //1
        System.out.println(list.lastIndexOf("贾宝玉")); //-1

        //6.Object remove ( int index )
        //移除指定index位置的元素，并返回此元素
        list.remove(0);
        System.out.println(list); //[林黛玉, 孙悟空, Jack, Jerry, Jack]

        //7.Object set ( int index , Object ele )
        //设置指定index位置的元素为ele，相当于是替换
        list.set(1, "贾宝玉");
        System.out.println(list); //[林黛玉, 贾宝玉, Jack, Jerry, Jack]
        //list.set(5, "王熙凤");//IndexOutOfBoundsException
        //下标必须存在，不能在最后的后一个使用set添加元素，可以用add

        //8.List subList ( int fromIndex , int toIndex )
        //返回从fromIndex 到 toIndex 位置的子集合
        //返回的子集合区间左闭右开 [fromIndex,toIndex)
        System.out.println(list.subList(1,3)); //[贾宝玉, Jack]
        
    }
}

List遍历

三种遍历方式：List下所有的实现类都可以用这三种方式遍历元素。

使用iterator
使用增强for
使用普通for

代码：

import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

//List遍历
public class ListTraversal {
    public static void main(String[] args) {
        //List下所有的实现类都可以用这三种方式遍历元素
        //List list = new ArrayList();
        //List list = new Vector();
        List list = new LinkedList();
        list.add("Tom");
        list.add("Jerry");
        list.add("Jack");

        //遍历
        //1.迭代器
        System.out.println("=====迭代器=====");
        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Object next = iterator.next();
            System.out.println(next);
        }

        //2.增强for循环
        System.out.println("=====增强for=====");
        //list.forEach(System.out::println);
        for (Object object : list) {
            System.out.println(object);
        }

        //3.普通for
        System.out.println("=====普通for=====");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }
}

List实现类-ArrayList

ArrayList注意事项

ArrayList 可以加入null，并且多个。
ArrayList是由数组来实现的。
ArrayList基本等同于Vector，除了 ArrayList是线程不安全（执行效率高），在多线程情况下，不建议使用ArrrayList。

源码：

// ArrayList是线程不安全，源码没有synchronized
public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

ArrayList的底层操作机制源码分析（重点、难点）

ArrayList 中维护了一个 Object类型的数组 elementData。

transient Object[] elementData; // transient 标识瞬间，短暂的，表示该属性不会被序列化，即仅存于调用者的内存中而不会保存在硬盘上持久化

当创建ArrayList对象时，如果使用的是无参构造器，则初始elementData 容量为0，第一次添加，则扩容elementData为10，如需再次扩容，则扩容elementData容量为1.5倍。
如果使用的是指定大小的构造器，则初始elementData容量为指定大小，如果需要扩容，则直接扩容elementData为1.5倍。

测试程序：

import java.util.ArrayList;

//ArrayList的底层操作机制源码分析
public class ArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //源码分析
        //使用无参构造器创建ArrayList对象
        ArrayList list = new ArrayList();

        //使用for循环给list集合添加 1-10 数据
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            list.add(i);
        }

        //使用for循环给list集合添加 11-15 数据
        for (int i = 11; i <= 15; i++) {
            list.add(i);
        }

        list.add(100);
        list.add(200);
        list.add(null);

        for (Object object : list) {
            System.out.println(object);
        }

    }
}

无参构造器源码分析

无参构造器源码分析

有参构造器源码分析

有参构造器源码分析

List实现类-Vector

基本介绍

定义说明

public class Vector<E>
extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, Serializable

Vector 底层也是一个对象数组，protected Object[] elementData;
Vector 是线程同步的，即线程安全，Vector 类的操作方法带有 synchronized
在开发中，需要线程同步安全时，考虑使用Vector。

Vector和ArrayList的比较

List实现类	底层结构	版本	线程安全（同步）&&效率	扩容倍数
ArrayList	可变数组	jdk1.2	不安全，效率高	如果有参构造1.5倍，如果是无参构造： 1.第一次10； 2.从第二次开始按1.5倍扩容。
Vector	可变数组	jdk1.0	安全，效率不高	如果是无参，默认10，满后，就按2倍扩容。如果指定大小，则每次直接按2倍扩容。

源码分析：

import java.util.Vector;

//List实现类–Vector的底层操作机制源码分析
public class VectorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //无参构造器
        Vector vector = new Vector();
        //有参构造器
        Vector vector1 = new Vector(10);
        //1. new Vector()底层
        /*
            无参构造：
            public Vector() {
                this(10);
            }
            有参构造：
            public Vector(int initialCapacity) {
                this(initialCapacity, 0);
            }
         */
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            vector.add(i);
        }
        //2. vector.add()
        /*
            2.1 add方法添加数据到vector集合
            public synchronized boolean add(E e) {
                modCount++;
                ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
                elementData[elementCount++] = e;
                return true;
            }
            2.2 确定是否需要扩容，判断条件:  if (minCapacity - elementData.length > 0)
            private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
                // overflow-conscious code
                if (minCapacity - elementData.length > 0)
                    grow(minCapacity);
            }
         */
        vector.add(100);
        //3.需要扩容的vector 两倍扩容
        // capacityIncrement：指定扩容大小，默认为0
        //扩容算法：int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ? capacityIncrement : oldCapacity);
        /*
            private void grow(int minCapacity) {
                // overflow-conscious code
                int oldCapacity = elementData.length;
                int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
                                                 capacityIncrement : oldCapacity);
                if (newCapacity - minCapacity < 0)
                    newCapacity = minCapacity;
                if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
                    newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
                elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
            }
         */
    }
}

List实现类-LinkedList

基本介绍

LinkedList底层实现了双向链表和双端队列特点。
可以添加任意元素（元素可以重复），包括null。
线程不安全，没有实现同步。

LinkedList底层结构

LinkedList底层维护了一个双向链表。
LinkedList中维护了两个属性first和last分别指向首节点和尾节点。
每个节点（Node对象），里面又维护了prev、next、item、三个属性，其中通过prev指向前一个，通过next指向后一个节点。最终实现双向链表。
LinkedList的元素的添加和删除，不是通过数组完成的，相对来说效率较高。

LinkedList底层结构

源码分析：

import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;

//List实现类-LinkedList的底层操作机制源码分析
public class LinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList linkedList = new LinkedList();
        /*源码1：
            public LinkedList() {
            }
            这时的LinkedList属性 first = null , last =null
         */
        linkedList.add(1);
        /*源码2 执行 添加
            2.1:
            public boolean add(E e) {
                linkLast(e);
                return true;
            }
            2.2:  将新的节点加入到双向链表中，尾插法
            void linkLast(E e) {
                final Node<E> l = last;
                final Node<E> newNode = new Node<>(l, e
                last = newNode;
                if (l == null)
                    first = newNode;
                else
                    l.next = newNode;
                size++;
                modCount++;
            }
         */
        linkedList.add(2);
        linkedList.add(3);
        System.out.println("linkedList:"+linkedList);

        //删除节点,默认删除首节点
        linkedList.remove();
        /* 3.源码 ：删除
            3.1 默认删除第一个 队列特征，先进先出
            public E remove() {
                return removeFirst();
            }
            3.2 当first对象为空时，抛出异常
            public E removeFirst() {
                final Node<E> f = first;
                if (f == null)
                    throw new NoSuchElementException();
                return unlinkFirst(f);
            }
            3.3 将f指向的双向链表的第一个结点拿掉
            private E unlinkFirst(Node<E> f) {
                // assert f == first && f != null;
                final E element = f.item;
                final Node<E> next = f.next;
                f.item = null;
                f.next = null; // help GC 帮助垃圾回收
                first = next;
                if (next == null)
                    last = null;
                else
                    next.prev = null;
                size--;
                modCount++;
                return element;
            }
         */
        System.out.println("linkedList:"+linkedList);


        //修改某个节点对象
        Object set = linkedList.set(0, 666);
        System.out.println(set);
        System.out.println("linklist:"+linkedList);
        /* 4. 修改源码
           4.1 判断 获取 修改 返回旧值
           public E set(int index, E element) {
                checkElementIndex(index);
                Node<E> x = node(index);
                E oldVal = x.item;
                x.item = element;
                return oldVal;
            }
            4.2 判断index是否合法
            private void checkElementIndex(int index) {
                if (!isElementIndex(index))
                    throw new IndexOutOfBoundsException
            }
            4.3 获取索引对应的对象
                如果索引值小于size的一半，从头开始查找，否则从尾开始查找
            Node<E> node(int index) {
                // assert isElementIndex(index);
                if (index < (size >> 1)) {
                    Node<E> x = first;
                    for (int i = 0; i < index; i++)
                        x = x.next;
                    return x;
                } else {
                    Node<E> x = last;
                    for (int i = size - 1; i > index; i
                        x = x.prev;
                    return x;
                }
            }
         */

        //得到某个节点对象
        //get(1)为第二个对象
        Object o = linkedList.get(1);
        System.out.println(o);
        //LinkedList 实现 List 接口 遍历方式与List一致
        System.out.println("=====linkedList迭代器遍历=====");
        Iterator iterator = linkedList.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Object next =  iterator.next();
            System.out.println(next);
        }
        System.out.println("=====增强for循环遍历=====");
        for (Object o1 : linkedList) {
            System.out.println(o1);
        }
   
        System.out.println("=====传统for循环=====");
        for (int i = 0; i < linkedList.size(); i++) {
            System.out.println(linkedList.get(i));
        }

    }
}

ArrayList和LinkedList比较

List实现类	底层结构	增删效率	改查效率
ArrayList	可变数组	较低，数组扩容	较高
LinkedList	双向链表	较高，通过链表追加	较低

如何选择ArrayList和LinkedList:

如果改查的操作较多，选择ArrayList。
如果增删的操作较多，选择LinkedList。
一般来说，程序中，80%-90%都是查询，因此大部分情况下选择ArrayList。
在一个项目中，根据业务灵活选择，也可以这样，一个模块使用的是ArrayList，另外一个模块是LinkedList。根据业务合理选择。

标签：10,Java,ArrayList,List,System,add,println,out
From： https://www.cnblogs.com/spicy-hot-pot/p/18447298

10.Java集合框架_List接口

集合与数组的区别

Collection体系框架图

Collection接口和常用方法

操作元素方法

使用迭代器遍历

增强for循环遍历

List接口方法

List接口基本介绍

常用方法

List遍历

List实现类-ArrayList

ArrayList注意事项

ArrayList的底层操作机制源码分析（重点、难点）

List实现类-Vector

基本介绍

Vector和ArrayList的比较

List实现类-LinkedList

基本介绍

LinkedList底层结构

ArrayList和LinkedList比较

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