【Java】09 List 集合与 Collections 工具类

冷不防 2023-07-25 14:09 33阅读 0赞

> java.util.List 接口继承自 Collection 接口，是单列集合的一个重要分支，习惯性的会将实现了 List 接口的类称为 List 集合。在 List 集合中允许出现重复的元素，所有的元素是以一种线性方式进行储存的，在程序中可以通过索引来访问集合中的指定元素。另外，List 集合还有一个特点就是元素有序，即元素的存入顺序和取出顺序一致。

## 一、List 接口 ##

List 作为 Collection 接口的子接口，当然可以使用 Collection 接口里的全部方法。而且由于 List 是有序集合，因此 List 集合里增加了一些根据索引来操作集合元素的方法。

### 1.1 常用方法 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">方法名</th> 
   <th align="left">说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">void add（int index，Object element）</td> 
   <td align="left">将元素 element 插入到 List 集合的 index 处</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">boolean addAll（int index，Collection c）</td> 
   <td align="left">将集合 c 所包含的所有元素都插入到 List 集合的 index 处</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Object get（int index）</td> 
   <td align="left">返回集合 index 索引处的元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">int indexOf（Object o）</td> 
   <td align="left">返回对象 o 在 Lis t集合中第一次出现的位置索引</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">int lastIndexOf（Object o）</td> 
   <td align="left">返回对象 o 在 List 集合中最后一次出现的位置索引</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Object remove（int index）</td> 
   <td align="left">删除并返回 index 索引处的元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Object set（int index，Object element）</td> 
   <td align="left">将 index 索引处的元素替换成 element 对象，返回被替换的旧元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">List subList（int fromIndex，int tolndex）</td> 
   <td align="left">返回从索引 fromlndex（包含）到索引 tolndex（不包含）处所有集合元素组成的子集合</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">void replaceAll（UnaryOperator operator）</td> 
   <td align="left">根据 operator 指定的计算规则重新设置 List 集合的所有元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">void sort（Comparator c）</td> 
   <td align="left">根据Comparator参数对 List 集合的元素排序</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 1.2 示例 ###

public class DemoArrayList { 
        public static void main(String[] args) { 
            //多态，创建集合
            List<String> list = new ArrayList<>();
    
            //添加数据
            list.add("a");
            list.add("b");
            list.add("c");
            list.add("b");
    
            //使用普通for遍历数组
            for (int i = 0; i < list.size(); i++) { 
                System.out.println(list.get(i));
            }
        }
    }

--------------------

## 二、ArrayList 集合 与 Vector 集合 ##

### 2.1 ArrayList 集合 ###

ArrayList 以数组的形式保存集合中的元素，能够根据索引位置随机且快速地访问集合中的元素。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。

### 2.2 Vector 集合 ###

Vector 集合是线程安全的，无须程序保证该集合的同步性。因为 Vector 是线程安全的，所以 Vector 的性能比 ArrayList 的性能要低。实际上，即使需要保证 List 集合线程安全，也同样不推荐使用 Vector 实现类。Collections 工具类可以将一个 ArrayList 变成线程安全的。  
   Vector 还提供了一个 Stack 子类，它用于模拟“栈”这种数据结构，“栈”通常是指“后进先出”（LIFO）的容器。最后 “push” 进栈的元素，将最先被 “pop” 出栈。与 Java 中的其他集合一样，进栈出栈的都是 Object，因此从栈中取出元素后必须进行类型转换，除非你只是使用 Object 具有的操作。所以 Stack 类里提供了如下几个方法：  
   `Object (peek)`：返回“栈”的第一个元素，但并不将该元素“pop”出栈。  
   `Object pop()`：返回“栈”的第一个元素，并将该元素“pop”出栈。  
   `void push(Object item)`：将一个元素“push”进栈，最后一个进“栈”的元素总是位于“栈”顶。  
由于 Stack 继承了 Vector，因此它同样是线程安全的、性能较差的，因此应该尽量少用 Stack 类。

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## 三、Collections 工具类 ##

Java 提供了一个操作 List、Set 和 Map 等集合的工具类：Collections，该工具类里提供了大量方法对集合元素进行排序、查询和修改等操作。

### 3.1 常用方法 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">方法名</th> 
   <th align="left">说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">static void reverse(List list)</td> 
   <td align="left">反转指定 List 集合中元素的顺序</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">static void shuffle(List list)</td> 
   <td align="left">对 List 集合元素进行随机排序</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">static void sort(List list)</td> 
   <td align="left">根据元素的自然顺序对指定 List 集合的元素按升序进行排序</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">static void sort(List list，Comparator c)</td> 
   <td align="left">根据指定 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">static void swap(List list，int i，int j)</td> 
   <td align="left">将指定 List 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">static int binarySearch(List list，Object key)</td> 
   <td align="left">使用二分搜索法搜索指定的 List 集合，以获得指定对象在 List 集合中的索引。如果要使该方法可以正常工作，则必须保证 List 中的元素已经处于有序状态</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">static Object max(Collection coll)</td> 
   <td align="left">根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">static Object max(Collection coll，Comparator comp)</td> 
   <td align="left">根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最大元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">static Object min(Collection coll)</td> 
   <td align="left">根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最小元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">static Object min(Collection coll，Comparator comp)</td> 
   <td align="left">根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最小元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">static void fill(List list，Object obj)</td> 
   <td align="left">使用指定元素obj 替换指定 List 集合中的所有元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">static int frequency(Collection c，Objecto)</td> 
   <td align="left">返回指定集合中指定元素的出现次数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">static int indexOfSubList(List source，List target)</td> 
   <td align="left">返回子 List 对象在父 List 对象中第一次出现的位置索引；如果父 List 中没有出现这样的子 List，则返回 -1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">static int lastIndexOfSubList(List source，List target)</td> 
   <td align="left">返回子 List 对象在父 List 对象中最后一次出现的位置索引；如果父 List 中没有出现这样的子 List，则返回 -1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">static boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)</td> 
   <td align="left">使用一个新值 newVal 替换 List 对象的所有旧值 oldVal</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 3.2 Comparator ###

强行对某个对象 collection 进行整体排序的比较函数 。 可以将比较器传递给排序方法（如 Collections.sort 或 Arrays.sort ），以便对排序顺序进行精确控制。还可以使用 Comparator 来控制某些数据结构（如有序 Set 或有序映射）的顺序，或者为那些没有自然顺序的对象 collection 提供排序。当且仅当对于一组元素 S 中的每个 e1 和 e2 而言，c.compare(e1, e2) == 0 与 e1.equals(e2) 具有相等的布尔值时，Comparator c 强行对 S 进行的排序才叫做与 equals 一致的排序。

#### 3.2.1 常用方法 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">方法名</th> 
   <th align="left">说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">int compare(T o1, T o2)</td> 
   <td align="left">比较其两个参数的顺序，返回负整数/零/正整数，因为第一个参数小于/等于/大于第二个参数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">boolean equals(Object obj)</td> 
   <td align="left">指示某个其他对象是否等于此比较器，该方法必须遵守 Object.equals(Object) 的一般合同。 另外， 只有指定的对象也是一个比较器，这个方法只能返回 true ，并且它与这个比较器的顺序相同</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 3.2.2 示例 ####

public class CollectionsDemo3 { 
        public static void main(String[] args) { 
            ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
            list.add("cba");
            list.add("aba");
            list.add("sba");
            list.add("nba");
            // 根据首字母排序
            Collections.sort(list, new Comparator<String>() { 
                @Override
                public int compare(String s1, String s2) { 
                	// 升序
                    return s1.charAt(0) - s2.charAt(0);
    				// return s1.charAt(0).compareTo(s2.charAt(0));
    				// 降序
    				// return s2.charAt(0) - s1.charAt(0);
    				// return s2.charAt(0).compareTo(s1.charAt(0));
                }
            });
            System.out.println(list);
        }
    }

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## 补充：定长 List ##

数组的工具类：Arrays，该工具类里提供了 asList(Object…a) 方法，该方法可以把一个数组或指定个数的对象转换成一个 List 集合，这个 List 集合既不是 ArrayList 实现类的实例，也不是 Vector 实现类的实例，而是 Arrays 的内部类 ArrayList 的实例。Arrays$ArrayList 是一个固定长度的 List 集合，程序只能遍历访问该集合里的元素，不可增加、删除该集合里的元素。