List接口相关问题

	List<String> list = new ArrayList<>();
	Iterator<String> it = list. iterator();
	while(it. hasNext()){
		String obj = it. next();
		System. out. println(obj);
	}

Iterator 的特点是只能单向遍历，但是更加安全，因为它可以确保，在当前遍历的集合元素被更改的时候，就会抛出 ConcurrentModificationException 异常。

3.如何边遍历边移除 Collection 中的元素？

边遍历边修改 Collection 的唯一正确方式是使用 Iterator.remove() 方法，如下：

	Iterator<Integer> it = list.iterator();
	while(it.hasNext()){
		*// do something*
		it.remove();
	}

一种最常见的错误代码如下：

	for(Integer i : list){
		list.remove(i)
	}

运行以上错误代码会报 ConcurrentModificationException 异常。这是因为当使用for(Integer i : list) 语句时，会自动生成一个iterator 来遍历该 list，但同时该 list 正在被Iterator.remove() 修改。Java 一般不允许一个线程在遍历 Collection 时另一个线程修改它。

4.Iterator 和 ListIterator 有什么区别？

（1）Iterator 可以遍历 Set 和 List 集合，而 ListIterator 只能遍历 List。

（2）Iterator 只能单向遍历，而 ListIterator 可以双向遍历（向前/后遍历）。

（3）ListIterator 实现 Iterator 接口，然后添加了一些额外的功能，比如添加一个元素、替换一个元素、获取前面或后面元素的索引位置。

5.遍历一个 List 有哪些不同的方式？每种方法的实现原理是什么？Java 中 List遍历的最佳实践是什么？

遍历方式有以下几种：

（1）for循环遍历，基于计数器在集合外部维护一个计数器，然后依次读取每一个位置的元素，当读取到最后一个元素后停止；

（2）迭代器遍历，IteratorIterator是面向对象的一个设计模式，目的是屏蔽不同数据集合的特点，统一遍历集合的接口Java在Collections中支持了Iterator模式；

（3）foreach循环遍历foreach内部也是采用了Iterator的方式实现，使用时不需要显式声明Iterator或计数器优点是代码简洁，不易出错；缺点是只能做简单的遍历，不能在遍历过程中操作数据集合，例如删除、替换；

最佳实践：

Java Collections 框架中提供了一个 RandomAccess 接口，用来标记 List 实现是否支持 Random Access。如果一个数据集合实现了该接口，就意味着它支持 Random Access，按位置读取元素的平均时间复杂度为 O(1)，如ArrayList。如果没有实现该接口，表示不支持 Random Access，如LinkedList。

推荐的做法就是，支持 Random Access 的列表可用 for 循环遍历，否则建议用 Iterator 或foreach 遍历。

6.RandomAccess

6.1什么是RandomAccess

RandomAccess和Cloneable、Serializable接口一样，本质上都是一种标志性接口，无具体实现，意在告知JVM此类(在恒定时间内)可支持快速随机访问。

（1）给List使用的标记型接口，目的是使其支持（在恒定时间内）的快速随机访问

（2）推荐在遍历集合的时候检查该List是否实现了RandomAccess接口，以便让不同的集合使用更优的遍历算法（ArrayList用for循环遍历快一些，LinkedList用迭代器遍历快一些）

（3）通常来说，如果一个List用for循环遍历比用迭代器遍历的速度快，那么推荐实现RandomAccess接口。

6.2两种遍历方法性能测试

100W条数据存入ArrayList和LinkedList后，分别用for循环和迭代器来遍历这两个集合记录遍历时间。通过结果可知，ArrayList for循环遍历的时间小于迭代器遍历时间，而LinkedList for循环遍历的时间远超迭代器遍历时间。

原因就和这两个集合的底层实现有关了：

ArrayList底层动态扩容数组，查询时间复杂度O(1)，所以两种方式遍历区别不大，快速随机访问略胜一筹。

LinkedList底层基于双向循环链表，迭代器的next方法返回下一个元素属于顺序访问，list中的get获取指定位置元素属于随机访问。因为链表访问下一个元素时间复杂度是O(1)，而随机访问复杂度是n，所以使用迭代器要快。

public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
        int listSize = 1000000;
        for (int i = 0; i < listSize; i++) {
            arrayList.add(i);
        }
        List<Integer> linkedList = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < listSize; i++) {
            linkedList.add(i);
        }
        computingTime(arrayList);
        computingTime(linkedList);
    }

    private static void computingTime(List list) {
        long startTime;
        long endTime;
        if (list instanceof RandomAccess) {
            System.out.println(list.getClass() + "实现了RandomAccess接口");
        } else {
            System.out.println(list.getClass() + "未实现RandomAccess接口");
        }
        startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            Object o = list.get(i);
        }
        endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("采用for循环的方式遍历集合耗时：" + (endTime - startTime) + "ms");
        startTime = System.currentTimeMillis();
        for (Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext(); ) {
            Object o = iter.next();
        }
        endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("采用迭代器的方式遍历集合耗时：" + (endTime - startTime) + "ms");
    }

7.ArrayList 的优缺点

ArrayList的优点如下：

（1）ArrayList 底层以数组实现，是一种随机访问模式。ArrayList 实现了 RandomAccess 接口，因此查找的时候非常快。

（2）ArrayList 在顺序添加一个元素的时候非常方便。

ArrayList 的缺点如下：

（1）删除元素的时候，需要做一次元素复制操作。如果要复制的元素很多，那么就会比较耗费性能。

（2）插入元素的时候，也需要做一次元素复制操作，缺点同上。

（3）ArrayList 比较适合顺序添加、随机访问的场景。

8.如何实现数组和 List 之间的转换？

（1）数组转 List：使用 Arrays. asList(array) 进行转换。

（2）List 转数组：使用 List 自带的 toArray() 方法。

代码示例：

	// list to array
	List<String> list = new ArrayList<String>();
	list.add("123");
	list.add("456");
	list.toArray();
	// array to list
	String[] array = new String[]{"123","456"};
	Arrays.asList(array);

9.ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？

（1）数据结构实现：ArrayList 是动态数组的数据结构实现，而 LinkedList 是双向链表的数据结构实现。

（2）随机访问效率：ArrayList 比 LinkedList 在随机访问的时候效率要高，因为 LinkedList 是线性的数据存储方式，所以需要移动指针从前往后依次查找。

（3）增加和删除效率：在非首尾的增加和删除操作，LinkedList 要比 ArrayList 效率要高，因为ArrayList 增删操作要影响数组内的其他数据的下标。

（4）内存空间占用：LinkedList 比 ArrayList 更占内存，因为 LinkedList 的节点除了存储数据，还存储了两个引用，一个指向前一个元素，一个指向后一个元素。

（5）线程安全：ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的，也就是不保证线程安全；

（6）综合来说，在需要频繁读取集合中的元素时，更推荐使用 ArrayList，而在插入和删除操作较多时，更推荐使用 LinkedList。LinkedList 的双向链表也叫双链表，是链表的一种，它的每个数据结点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱。所以，从双向链表中的任意一个结点开始，都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。

10.ArrayList 和 Vector 的区别是什么？

（1）这两个类都实现了 List 接口（List 接口继承了 Collection 接口），他们都是有序集合

（2）线程安全：Vector 使用了 Synchronized 来实现线程同步，是线程安全的，而 ArrayList 是非线程安全的。

（3）性能：ArrayList 在性能方面要优于 Vector。

（4）扩容：ArrayList 和 Vector 都会根据实际的需要动态的调整容量，只不过在 Vector 扩容每次会增加 1 倍，而 ArrayList 只会增加 50%。

（5）Vector类的所有方法都是同步的。可以由两个线程安全地访问一个Vector对象、但是一个线程访问Vector的话代码要在同步操作上耗费大量的时间。Arraylist不是同步的，所以在不需要保证线程安全时时建议使用Arraylist。

11.多线程场景下如何使用ArrayList？

ArrayList 不是线程安全的，如果遇到多线程场景，可以通过 Collections 的 synchronizedList 方法将其转换成线程安全的容器后再使用。例如像下面这样：

	List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(list);
	synchronizedList.add("aaa");
	synchronizedList.add("bbb");
	for (int i = 0; i < synchronizedList.size(); i++) {
		System.out.println(synchronizedList.get(i));
	}

12.为什么 ArrayList 的 elementData 加上 transient 修饰？

12.1transient关键字的作用

在持久化对象时，对于一些特殊的数据成员（如用户的密码，银行卡号等），我们不想用序列化机制来保存它。为了在一个特定对象的一个成员变量上关闭序列化，可以在这个成员变量前加上关键字transient。注意static修饰的静态变量天然就是不可序列化的。

12.2ArrayList中的transient

ArrayList 中的数组定义如下：transient Object[] elementData;

再看一下 ArrayList 的定义：

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> 
	implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

可以看到 ArrayList 实现了 Serializable 接口，这意味着 ArrayList 支持序列化。transient 的作用是说不希望 elementData 数组被序列化，重写了 writeObject 实现：

    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
        throws java.io.IOException {
        // Write out element count, and any hidden stuff
        int expectedModCount = modCount;
        s.defaultWriteObject();

        // Write out size as capacity for behavioral compatibility with clone()
        s.writeInt(size);

        // Write out all elements in the proper order.
        for (int i=0; i<size; i++) {
            s.writeObject(elementData[i]);
        }

        if (modCount != expectedModCount) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }

每次序列化时，先调用 defaultWriteObject() 方法序列化 ArrayList 中的非 transient 元素，然后遍历 elementData，只序列化已存入的元素，这样既加快了序列化的速度，又减小了序列化之后的文件大小。

13.List 和 Set 的区别

List , Set 都是继承自Collection 接口

（1）List 特点：一个有序（元素存入集合的顺序和取出的顺序一致）容器，元素可以重复，可以插入多个null元素，元素都有索引。常用的实现类有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。

（2）Set 特点：一个无序（存入和取出顺序有可能不一致）容器，不可以存储重复元素，只允许存入一个null元素，必须保证元素唯一性。Set 接口常用实现类是 HashSet、LinkedHashSet 以及TreeSet。

另外 List 支持for循环，也就是通过下标来遍历，也可以用迭代器，但是set只能用迭代，因为他无序，无法用下标来取得想要的值。

Set和List对比

（1）Set：检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变。

（2）List：和数组类似，List可以动态增长，查找元素效率高，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变

标签：遍历,Iterator,list,ArrayList,元素,List,接口,相关
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1.迭代器 Iterator 是什么

2.Iterator 怎么使用？有什么特点？