前言

在上一篇文章中给大家介绍了Java里的集合，我们了解了集合的由来、特点，以及一些接口API等，但这些内容都偏重于理论。那么从今天这篇文章开始，我们会从实战的角度来进行List集合的学习。可以说，List集合是开发时用的最多的一种集合，尤其是ArrayList更是被经常使用。

所以对今天的内容，希望大家要好好阅读和练习

全文大约【5800】字，不说废话，只讲可以让你学到技术、明白原理的纯干货！本文带有丰富的案例及配图视频，让你更好地理解和运用文中的技术概念，并可以给你带来具有足够启迪的思考......

一. List集合简介

1. 概述

List本身是一个接口，该接口继承自Collection接口，它有两个常用的实现子类ArrayList和LinkedList。从功能特性上来看，List是有序、可重复的单列集合，集合中的每个元素都有对应的顺序索引，我们可以通过该索引来访问指定位置上的集合元素。默认情况下，List会按元素的添加顺序给元素设置索引，第一个添加到List集合中的元素索引为0，第二个为1，后面依此类推。所以List的行为和数组几乎完全相同，它们都是有序的存储结构。另外List集合中允许有重复的元素，甚至可以有多个null值。

但是如果我们是使用数组来添加和删除元素，就会非常的不方便。比如从一个已有的数组{'A', 'B', 'C', 'D', 'E'}中删除索引为2的元素，这个“删除”操作实际上是把'C'后面的元素依次往前挪一个位置；而“添加”操作实际上是把指定位置以后的元素依次向后挪一个位置，腾出位置给新加入的元素。针对这两种操作，使用数组实现起来都会非常麻烦。所以在实际应用中，我们增删元素时，一般都是使用有序列表(如ArrayList)，而不是使用数组。

2. 类关系

我们来看看List接口的类关系，如下图所示：

从这个类关系中我们可以看到，List接口继承了Collection接口，并且有ArrayList、LinkedList、Vector等子类，其中Vector现在已经不太常用了，所以我们重点掌握ArrayList和LinkedList就行。

3. 常用API方法

在List接口中定义了子类的一些通用方法，如下所示：

boolean add(E e)：在集合末尾添加一个数据元素；boolean add(int index, E e)：在集合的指定索引出添加一个数据元素；E remove(int index)：删除集合中指定索引的元素；boolean remove(Object e)：删除集合中的某个元素；E get(int index)：获取集合中指定索引出的元素；int size()：获取集合的大小(包含元素的个数)。

以上这些方法，就是我们在开发时比较常用的几个方法，大家需要记住哦。

4. List对象创建方式

List作为一个接口，我们通常不能直接new List来创建其对象，在Java中给我们提供了如下两种创建List对象的方式：

通过多态方式创建：new List的某个子类，比如new ArrayList()等；通过List.of()方法创建：of()方法可以根据给定的数据元素快速创建出List对象，但该方法不接受null值，如果传入null会抛出NullPointerException异常。

5. List集合遍历方式

很多时候，我们都会对集合进行遍历操作，也就是要把集合中的每个元素挨个的取出来，以下是几种常用的集合遍历方式：

普通for循环配合get(索引值)方法进行遍历：这种遍历方式实现起来代码较为复杂，且get(int)取值方法只对ArrayList比较高效，但对LinkedList效率较低，索引越大时访问速度越慢。增强for循环进行遍历：我们也可以使用增强for循环进行遍历，该方式比普通for循环实现起来更为简洁。使用Iterator迭代器进行集合遍历：不同的List对象调用iterator()方法时，会返回不同实现的Iterator对象，该Iterator对象对集合总是具有最高的访问效率。

上面提到的Iterator对象，有两个常用方法，如下所示：

boolean hasNext()：该方法用于判断集合中是否还有下一个元素；E next()：该方法用于返回集合的下一个元素。

虽然使用Iterator遍历List集合的代码，看起来比使用索引较复杂，但Iterator遍历List集合的效率却是最高效的方式。

另外只要是实现了Iterable接口的集合类，我们都可以直接使用for each增强循环来遍历。在增强for循环中，Java编译器会自动把for each循环变成基于Iterator方式的遍历方式。

6. List与数组的转换方式

其实List与Array数组在很多地方都是比较相似的，比如都可以根据索引对数据元素进行遍历取值等操作。因为存在着这种相似之处，所以在List和数组之间是可以互相转换的，即List集合可以转成数组，数组也可以转成List集合。

6.1 List转数组

一般情况下，List转数组有如下几种方式：

toArray()方法：该方法会返回一个Object[]数组，但该方法会丢失类型信息，在实际开发时较少使用；toArray(T[])方法：传入一个与集合的数据元素类型相同的Array，List会自动把元素复制到传入的Array中；T[] toArray(IntFunction<T[]> generator)方法：函数式写法，这是Java中的新特性，后面会单独讲解。

在本案例中，第一种实现方式是调用toArray()方法直接返回一个Object[]数组，但这种方法会丢失类型信息，所以开发是很少使用。

第二种方式要给toArray(T[])方法传入一个与集合数据元素类型相同的Array，List内部会自动把元素复制到传入的Array数组中。如果Array类型与集合的数据元素类型不匹配，就会产生”java.lang.ArrayStoreException: arraycopy: element type mismatch: can not cast one of the elements of java.lang.Object[] to the type of the destination array......“异常。

第三种方式是通过List接口定义的T[] toArray(IntFunction<T[]> generator)方法，这是一种函数式写法，以后再单独给大家讲解。大家可以持续关注哦

6.2 数组转List

反过来，数组也可以转为List集合，一般的方式如下：

List.of(T...)方法：该方法会返回一个只读的List集合，如果我们对只读List调用add()、remove()方法会抛出UnsupportedOperationException异常。其中的T是泛型参数，代表要转成List集合的数组；Arrays.asList(T...)方法：该方法也会返回一个List集合，但它返回的List不一定就是ArrayList或者LinkedList，因为List只是一个接口。

在本案例中，无论我们是通过List.of()方法，还是通过Arrays.asList()方法，都只会返回一个只读的集合。这种集合在遍历时不能进行增删改等更新操作，只能进行读取操作，否则会产生java.lang.UnsupportedOperationException异常。

二. ArrayList集合

1. 简介

ArrayList是一个数组队列，位于java.util包中，它继承自AbstractList，并实现了List接口。其底层是一个可以动态修改的数组，该数组与普通数组的区别，在于它没有固定的大小限制，我们可以对其动态地进行元素的添加或删除。

存储在集合内的数据被称为”元素“，我们可以利用索引来访问集合中的每个元素。为了方便我们操作这些元素，ArrayList给我们提供了相关的添加、删除、修改、遍历等功能。

因为ArrayList的底层是一个动态数组，所以该集合适合对元素进行快速的随机访问(遍历查询)，另外尾部成员的增加和删除操作速度也较快，但是其他位置上元素的插入与删除速度相对较慢。基于这种特性，所以ArrayList具有查询快，增删慢的特点。

2. 常用方法

ArrayList给我们提供了如下这些方法，我们可以先来了解一下：

接下来我们就挑选几个常用的方法，通过几个案例来给大家讲解一下ArrayList的用法。

3. 添加元素

ArrayList给我们提供了多个与添加相关的方法，比如add()和addAll()方法，可以将元素添加到集合中。另外如果我们要计算ArrayList中元素的数量，可以使用size()方法。

在上面的代码中，<String>这部分是泛型，会在后面给大家专门讲解，敬请期待哦~

4. 遍历元素

我们对ArrayList中元素进行遍历的方式，其实与List的遍历是一样的，我们可以使用普通for循环、增强for循环、Iterator迭代器等方式对集合进行遍历，这里我们就不再单独展示其用法了。

5. 修改元素

我们使用add()方法将元素添加到集合中之后，如果想对集合中的元素进行修改，可以使用set()方法。

6. 删除元素

如果我们要删除ArrayList中的元素，可以使用remove()、removeAll()等方法。

7. 集合排序

我们可以使用Collections.sort()方法对集合进行升序排列。

三. LinkedList集合

1. 简介

LinkedList采用链表结构来保存数据，所以是一种链表集合，类似于ArrayList，也是List的一个子类，位于java.util包中。它的底层是基于线性链表这种常见的数据结构，但并没有按线性的顺序存储数据，而是在每个节点中都存储了下一个节点的地址。

LinkedList的优点是便于向集合中插入或删除元素，尤其是需要频繁地向集合中插入和删除元素时，使用LinkedList类比ArrayList的效率更高。但LinkedList随机访问元素的速度则相对较慢，即检索集合中特定索引位置上的元素速度较慢。

2. LinkedList类关系

LinkedList直接继承自AbstractSequentialList，并实现了List、Deque、Cloneable、Serializable等多个接口。通过实现List接口，具备了列表操作的能力；通过实现Cloneable接口，具备了克隆的能力；通过实现Queue和Deque接口，可以作为队列使用；通过实现Serializable接口，可以具备序列化能力。LinkedList类结构关系如下图所示：

3. LinkedList与ArrayList对比

与ArrayList相比，LinkedList进行添加和删除的操作效率更高，但查找和修改的操作效率较低。基于这种特性，我们可以在以下情况中使用ArrayList:

需要经常访问获取列表中的某个元素；只需要在列表的末尾进行添加和删除某个元素。

当遇到如下情况时，可以考虑使用LinkedList:

需要经常通过循环迭代来访问列表中的某些元素；需要经常在列表的开头、中间、末尾等位置进行元素的添加和删除操作。

4. 常用方法

LinkedList中的很多方法其实都来自于List接口，所以它的很多方法与ArrayList是一样的。但由于其自身特点，也具有一些特有的常用方法，这里我们只列出LinkedList特有的常用方法，如下表所示：

对这些方法进行基本的了解之后，接下来我们选择几个核心方法来来看看具体该怎么使用。

5. 添加/删除元素

我们可以通过addFirst()和addLast()方法，分别在链表的开头和结尾添加一个元素。当我们要频繁地在一个列表的开头和结尾进行元素添加、删除时，使用LinkedList要比ArrayList的效率更高。

6. 迭代获取元素

我们可以通过getFirst()、getLast()等方法获取到集合中的第一个、最后一个元素。

四. 结语

至此我们就把List集合给大家讲解完毕了，最后我们再来看看本文的重点吧：

List是按索引顺序访问的、长度可变的有序列表；一般开发时，ArrayList比LinkedList的使用更频繁；List和Array可以相互转换；集合遍历时有多种方式，增强for循环和Iterator迭代器的效率更高；ArrayList与LinkedList都是List接口的实现类，都实现了List中所有未实现的方法，但实现的方式有所不同；ArrayList底层的数据结构基于动态数组，访问元素速度快于LinkedList，在快速访问数据时ArrayList的执行效率比较高；LinkedList底层的数据结构基于链表，占用的内存空间较大，但批量插入或删除数据时快于ArrayList。当频繁向集合中插入和删除元素时，使用LinkedList比ArrayList的效率更高。

以上就是我们的全部内容啦，关于List集合大家了解了吗，有问题欢迎和我们一起交流讨论~

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