1. 概述
在本教程中，我们将介绍Java List接口。我们将讨论List提供的方法、其实现和使用场景。
2. Java List介绍
Java是一种面向对象的语言，因此大多数问题都涉及对象以及与这些对象相关联的行为或操作。
此外，我们经常需要同时操作多个相同类型的对象，这就是集合发挥作用的地方。Java List是保证元素顺序并允许重复的集合的实现。
3. List方法和用法
让我们看一下List接口中最重要的方法，看看我们如何使用它们。对于此示例，我们将使用ArrayList实现。
3.1 添加元素
让我们使用void add(E element)方法向列表中添加新元素：
@Test
public void givenAFruitList_whenAddNewFruit_thenFruitIsAdded(){
List fruits = new ArrayList();
assertEquals("Unexpected number of fruits in the list, should have been 0", 0, fruits.size());
fruits.add("Apple");
assertEquals("Unexpected number of fruits in the list, should have been 1", 1, fruits.size());
}
3.2 检查列表是否包含元素
我们可以使用boolean contains(Object o)方法检查列表是否包含元素：
@Test
public void givenAFruitList_whenContainsFruit_thenFruitIsInTheList(){
List fruits = new ArrayList();
fruits.add("Apple");
assertTrue("Apple should be in the fruit list", fruits.contains("Apple"));
assertFalse("Banana should not be in the fruit list", fruits.contains("Banana"));
}
3.3 检查列表是否为空
让我们使用boolean isEmpty()方法检查列表是否为空：
@Test
public void givenAnEmptyFruitList_whenEmptyCheck_thenListIsEmpty(){
List fruits = new ArrayList();
assertTrue("Fruit list should be empty", fruits.isEmpty());
fruits.add("Apple");
assertFalse("Fruit list should not be empty", fruits.isEmpty());
}
3.4 迭代列表
如果我们想遍历列表，我们可以使用方法ListIterator listIterator()：
@Test
public void givenAFruitList_whenIterateOverIt_thenFruitsAreInOrder(){
List fruits = new ArrayList();
fruits.add("Apple"); // fruit at index 0
fruits.add("Orange");// fruit at index 1
fruits.add("Banana");// fruit at index 2
int index = 0;
for (Iterator it = fruits.listIterator(); it.hasNext(); ) {
String fruit = it.next();
assertEquals("Fruits should be in order", fruits.get(index++), fruit);
}
}
3.5 删除元素
让我们使用方法boolean remove(Object o)从列表中删除一个元素：
@Test
public void givenAFruitList_whenRemoveFruit_thenFruitIsRemoved(){
List fruits = new ArrayList();
fruits.add("Apple");
fruits.add("Orange");
assertEquals("Unexpected number of fruits in the list, should have been 2", 2, fruits.size());
fruits.remove("Apple");
assertEquals("Unexpected number of fruits in the list, should have been 1", 1, fruits.size());
}
3.6 修改元素
让我们使用方法E set(int index, E element)修改指定索引处的列表元素：
@Test
public void givenAFruitList_whenSetFruit_thenFruitIsUpdated(){
List fruits = new ArrayList();
fruits.add("Apple");
fruits.add("Orange");
fruits.set(0, "Banana");
assertEquals("Fruit at index 0 should be Banana", "Banana", fruits.get(0));
}
3.7 获取列表大小
让我们使用方法int size()检索列表的大小：
List fruits = new ArrayList();
fruits.add("Apple");
fruits.add("Orange");
assertEquals("Unexpected number of fruits in the list, should have been 2", 2, fruits.size());
3.8 排序列表
我们有很多方法对列表进行排序。在这里，让我们看看如何使用List接口中的方法default void sort(Comparator c)来做到这一点。
该方法需要一个比较器作为参数。让我们为它提供自然顺序比较器：
@Test
public void givenAFruitList_whenSort_thenFruitsAreSorted(){
List fruits = new ArrayList();
fruits.add("Apple");
fruits.add("Orange");
fruits.add("Banana");
fruits.sort(Comparator.naturalOrder());
assertEquals("Fruit at index 0 should be Apple", "Apple", fruits.get(0));
assertEquals("Fruit at index 1 should be Banana", "Banana", fruits.get(1));
assertEquals("Fruit at index 2 should be Orange", "Orange", fruits.get(2));
}
3.9 创建子列表
我们可以通过向方法List subList(int fromIndex, int toIndex)提供fromIndex和toIndex参数来从列表创建子列表。我们需要在这里考虑toIndex是不包含的：
@Test
public void givenAFruitList_whenSublist_thenWeGetASublist(){
List fruits = new ArrayList();
fruits.add("Apple");
fruits.add("Orange");
fruits.add("Banana");
List fruitsSublist = fruits.subList(0, 2);
assertEquals("Unexpected number of fruits in the sublist, should have been 2", 2, fruitsSublist.size());
assertEquals("Fruit at index 0 should be Apple", "Apple", fruitsSublist.get(0));
assertEquals("Fruit at index 1 should be Orange", "Orange", fruitsSublist.get(1));
}
3.10 使用列表元素创建数组
我们可以使用方法T[] toArray(T[] a)创建一个包含列表元素的数组：
@Test
public void givenAFruitList_whenToArray_thenWeGetAnArray(){
List fruits = new ArrayList();
fruits.add("Apple");
fruits.add("Orange");
fruits.add("Banana");
String[] fruitsArray = fruits.toArray(new String[0]);
assertEquals("Unexpected number of fruits in the array, should have been 3", 3, fruitsArray.length);
assertEquals("Fruit at index 0 should be Apple", "Apple", fruitsArray[0]);
assertEquals("Fruit at index 1 should be Orange", "Orange", fruitsArray[1]);
assertEquals("Fruit at index 2 should be Banana", "Banana", fruitsArray[2]);
}
4. List实现
让我们看一下List接口在Java中最常用的实现。
4.1 ArrayList
ArrayList是List接口的可调整大小的数组实现。它实现所有可选操作并允许所有元素，包括null。这个类大致等同于Vector，只是它是不同步的。
这是List接口使用最广泛的实现。
4.2 CopyOnWriteArrayList
CopyOnWriteArrayList是ArrayList的线程安全变体。此类中的所有可变操作(add、set等)都会创建底层数组的新副本。
此实现用于其固有的线程安全功能。
4.3 LinkedList
LinkedList是List和Deque接口的双向链表实现，它实现所有可选操作并允许所有元素(包括null)。
4.4 抽象List实现
我们这里有两个抽象实现，它们提供了List接口的骨架实现。这些有助于最大限度地减少扩展和自定义List所需的工作量：
- AbstractList：为其内部状态保留一个“随机访问”数据存储(例如数组)
- AbstractSequentialList：为其内部状态保留一个“顺序访问”数据存储(例如链表)
4.5 其他具体List实现
这里有两个更具体的实现值得讨论：
- Vector：实现一个可增长的对象数组。也像数组一样，它包含可以使用整数索引访问的组件。这个类是同步的。因此，如果不需要线程安全的实现，建议使用ArrayList代替Vector。
- Stack：表示对象的后进先出(LIFO)堆栈。它扩展了类Vector并提供了五个额外的操作，允许将向量视为堆栈。
Java还提供了几个特定的List实现，它们的行为类似于上面讨论的实现之一。
5. 总结
在本文中，我们探讨了Java List接口及其实现。当我们只关心元素顺序并允许重复时，List是首选集合类型。由于它们在内部处理增长，因此比数组更受欢迎。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
Post Directory
