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• Java集合—List集合
  • ArrayList和Vector
  • Stack類(Vector的子類)
  • 固定長度的List
• Java集合-Queue集合
  • PriorityQueue類
  • Deque介面與ArrayDeque
  • LinkedList類
• 線性表效能分析

Java集合—List集合

與Set集合不同，List集合是有序，可重複的，而且預設以新增順序設定索引。List子介面是繼承了Collection介面，則可以使用其中的方法。

特別的是List增加了根據索引插入、替換、刪除集合元素的方法，此外，Java8為List介面添加了兩個預設方法：

• void replaceAll()：根據指定規則重新設定List集合的所有元素
• void sort(Comparator c)：根據引數對List集合的元素排序

List books = new ArrayList();
books.add(new String("ledon"));
books.add(new String("Android"));
books.sort((o1,o2)->((String)o1).length()-((String)o2).length());
//字串將由短到長排序
System.out.println(books);
books.replaceAll(e->((String)e).length());
System.out.println(e);//[5,7]
 

值得注意的是：List判斷兩個物件相等，只要通過equals方法比較返回true即可，不像Set集合，還需要判斷雜湊值是否相等來避免重複。

刪除元素時，List會呼叫物件的equals方法依次與集合元素比較，如果返回true，則會刪除該元素。如果重寫了equals方法，使它總是返回true，則List總會刪除第一個元素。在使用set(index,object)方法時，index不能超過集合的長度，也不能改變長度。

List不僅有iterator()方法，還有listIterator()方法，該方法返回一個ListIterator物件，ListIterator介面繼承了Iterator介面，提供了專門的方法操作List

• boolean hasPrevious()：返回該集合是否還有上一個元素
• Object previous()：返回上一個元素
• void add(Object o)：在指定位置插入一個元素

不難發現該介面還能向前迭代，不止能刪除元素，並且還能通過add()方法，新增元素。

ArrayList和Vector

它們兩個封裝了 一個動態的Object[ ]陣列，允許再分配。ArrayList及Vector物件使用initialCapacity引數來設定陣列的長度，當超出陣列容量時，initialCapacity會自動增加，可使用ensureCapacity(int minCapacity)方法一次性增加initialCapacity。如果事先知道元素的個數，可指定初始大小；如果沒有指定初始容量，預設為10。

ArrayList和Vector提供了兩個方法重新分配Object[]陣列：

• void ensureCapacity(int minCapacity)：將ArrayList和Vector集合的Object[]陣列長度增加到大於或等於minCapacity值
• void trimToSize()：調整ArrayList及Vector的陣列長度為當前元素個數，減少佔用空間

ArrayList和Vector的用法幾乎完全相同，Vector也是實現了List介面，從JDK1.0就有了，很古老！此外，ArrayList是執行緒不安全的，原理一樣；但Vector是執行緒安全的，即無需保證執行緒的同步性，因而Vector的效能比ArrayList低。但是還是用ArrayList更多，要想執行緒安全，也可以把ArrayList變成執行緒安全。

Stack類(Vector的子類)

翻譯過來就是“棧”，模擬進棧push，出棧pop等操作。作為集合的一種，它也是儲存物件(Object)的，有如下方法：

• Object peek()：返回棧頂元素，但並不彈出該元素，元素還會在棧內
• Object pop()：返回棧頂元素，並彈出棧
• void push(Object item)：推元素進棧

Stack繼承了Vector，所以它也非常古老，執行緒安全、效能較差。後面還會介紹一種“棧”結構——ArrayDeque，它不僅實現了List介面，還實現了Deque介面，如果需要棧結構，可以使用它而不是Stack。

固定長度的List

有一種運算元組的工具類Arrays，該工具類提供了asList()方法，該方法把一個數組或指定個數的物件換成一個List集合，這個集合不是以上所介紹的集合類的例項，不是ArrayList的，不是Vector的，而是Arrays的內部類ArrayList的例項。Arrays.ArrayList是一個固定長度的List集合，不允許新增、刪除操作，只能遍歷訪問，否則程式將出現UnsupportedOperationException異常。

Java集合-Queue集合

在Queue介面中定義瞭如下的方法：

• void add(Object e)：新增元素到隊尾
• boolean offer(Object e)：將指定元素加入佇列的尾部，成功返回true
• Object element()：獲取佇列頭部的元素，但不是刪除該元素
• Object remove()：獲取頭部元素，並刪除該元素
• Object peek()：獲取佇列頭部的元素，但不是刪除，如果為空返回null
• Object poll()：獲取並刪除頭部元素，為空，返回null

Queue有一個PriorityQueue實現類，除此外還有一個Deque介面，代表雙端佇列，即兩端可以新增刪除元素。其實現類為ArrayDeque和LinkedList兩個實現類。

PriorityQueue類

PriorityQueue並不是一個標準的佇列，其儲存佇列的順序是重新排序了的(按元素的大小)，顯然不符合佇列的規則。如果呼叫poll方法，可以看到元素從小到大移出佇列。另外需要注意的是，PriorityQueue不允許插入null元素！

它的排序有兩種，自然排序、定製排序，排序規則與TreeSet類似：

• 自然排序：自然排序時，元素必須實現了Comparable介面，而且是同一類的例項。
• 定製排序：建立佇列時，傳入一個Comparator物件，該物件負責排序，但是不要求元素實現Comparable介面

Deque介面與ArrayDeque

Deque介面是Queue的子介面，允許對佇列兩端進行操作，同時，還可以當作“棧”來使用，因為它還有pop、push方法。典型的實現類是ArrayDeque，一個基於陣列的雙端佇列，在建立Deque時，同樣可以指定一個numElement元素個數引數，指定Object[ ]陣列的長度；如果不指定，則預設長度為16。

ArrayList與ArrayDeque的實現原理差不多，底層採用一個動態的、可再分配的陣列實現，初始化可指定初始長度等，當元素個數超出容量時，系統會重新分配一個Object[]陣列儲存元素。

LinkedList類

LinkedList實現了List介面，是List集合，還實現了Deque介面，可以當雙端佇列使用，還能當"棧"使用。 但它的實現機制與ArrayList、ArrayDeque的不一樣，它兩是用陣列實現，而LinkedList是以連結串列的形式來儲存元素，隨機訪問效能較差，但插入、刪除操作比較溜！

線性表效能分析

一般來說，陣列由一塊連續的記憶體來儲存資料，所以陣列隨機訪問效能好，類似的，以陣列為底層實現的類，隨機訪問效能都比較好；而連結串列的插入、刪除操作效能好。綜合來講，還是用ArrayList比較妥。

• 如果需要遍歷：對於ArrayList，Vector集合，使用隨機訪問方法遍歷即可；對於LinkedList集合，採用Iterator迭代器遍歷比較好。

• 如果經常要執行插入、刪除操作，可以使用LinkedList集合，而使用以陣列為底層的線性表要重新分配內部陣列大小，效能較差。

• 如果有多個執行緒同時訪問，可以使用工具類包裝成執行緒安全的集合。