Java 列表接口

一、概述

在本教程中，我們將了解 Java List接口。我們將討論List提供的方法、其實現和使用場景。

2. Java 列表介紹

Java 是一種面向對象的語言，因此大多數問題都涉及對像以及與這些對象相關聯的行為或動作。

此外，我們經常需要同時操作多個相同類型的對象，這就是集合發揮作用的地方。 Java List是保證元素順序並允許重複的集合的實現。

3.列出方法和用法

讓我們看一下List接口中最重要的方法，看看我們如何使用它們。對於此示例，我們將使用ArrayList實現。

3.1.添加元素

讓我們使用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.檢查列表是否包含元素

我們可以使用boolean contains(Object o)方法檢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.檢查列表是否為空

讓我們使用boolean isEmpty()方法檢查列表是否為空：

@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

如果我們想遍歷列表，我們可以使用方法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.刪除元素

讓我們使用方法boolean remove(Object o)從列表中刪除一個元素：

@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

讓我們使用方法E set(int index, E element)修改指定索引處的列表元素：

@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.獲取列表大小

讓我們使用方法int size()檢索列表的大小：

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

我們有很多方法對列表進行排序。在這裡，讓我們看看如何使用List接口中的方法default void sort(Comparator c)來完成它。

該方法需要一個比較器作為參數。讓我們為它提供自然順序比較器：

@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.創建子列表

我們可以通過向方法List subList(int fromIndex, int toIndex).提供fromIndex和toIndex參數來從列表創建子列表。我們需要在這裡考慮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.使用列表元素創建數組

我們可以使用方法T[] toArray(T[] a)創建一個包含列表元素的數組：

@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`實現

讓我們看一下List接口在 Java 中最常用的實現。

4.1. `ArrayList`

ArrayList是List接口的可調整大小的數組實現。它實現所有可選操作並允許所有元素，包括null 。這個類大致等同於Vector ，除了它是不同步的。

這是List接口使用最廣泛的實現。

4.2. `CopyOnWriteArrayList`

CopyOnWriteArrayList是ArrayList的線程安全變體。此類中的所有可變操作（添加、設置等）都會創建底層數組的新副本。

此實現用於其固有的線程安全功能。

4.3. `LinkedList`

LinkedList是List和Deque接口的雙向鍊錶實現。它實現所有可選操作並允許所有元素（包括null ）。

4.4.抽象列表實現

我們這裡有兩個抽象實現，它們提供了List接口的骨架實現。這些有助於最大限度地減少擴展和自定義List所需的工作：

AbstractList為其內部狀態保留一個“隨機訪問”數據存儲（例如數組）
AbstractSequentialList為其內部狀態保留一個“順序訪問”數據存儲（例如鍊表）

4.5.其他具體列表實現

這裡有兩個更具體的實現值得討論：

Vector實現一個可增長的對像數組。也像數組一樣，它包含可以使用整數索引訪問的組件。這個類是同步的。因此，如果不需要線程安全的實現，建議使用ArrayList代替Vector 。
Stack – 表示對象的後進先出 (LIFO) 堆棧。它擴展了類Vector並提供了五個額外的操作，允許將向量視為堆棧。

Java 還提供了幾個特定的List實現，它們的行為類似於上面討論的實現之一。

5.結論

在本文中，我們探討了 Java List接口及其實現。當我們只關心元素順序並允許重複時，列表是首選集合類型。由於它們在內部處理增長，因此比數組更受歡迎。

和往常一樣，可以在 GitHub 上找到代碼片段。

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