Java 列表终极指南：您需要了解的一切

1. 到底什么是列表？ ​​将列表视为组织良好的神秘卷轴，Java 开发人员用它来维持混乱世界的秩序。它是一种按序列保存元素的集合类型，允许重复并保持插入顺序。但不要让它的简单性欺骗了您——List 是一个非常强大的工具，具有多种风格，每种风格适合不同的场景。

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1. 为什么我们需要一个列表？想象一下您正在管理一系列待办事项。当然，您可以使用数组，但是当您需要在中间插入任务时会发生什么？数组不会礼貌地移动；他们就像音乐会上顽固的朋友。这就是列表的用武之地：
2. 动态大小：与数组不同，List 可以根据需要扩展或缩小。

• 有序：元素保留其插入顺序。

• 灵活：允许重复，这样你就可以像老板的提醒一样重复。

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1. Java 中列表的类型 Java 不仅仅停留在一种列表。它提供全套自助餐： 数组列表
2. 支持：动态数组。

• 最适合：快速随机访问和迭代。

• 缺点：插入和删除速度慢（因为元素需要移动）。

• 用例：当您需要频繁访问元素时，例如在媒体播放器中获取视频帧。
  

List<String> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add("First");
arrayList.add("Second");

内存布局：ArrayList 维护一个连续的内存块，当超出其容量时，会调整大小 50% 或更多。 链接列表

• 支持：双向链表。

• 最适合：频繁插入和删除。

• 缺点：由于指针遍历，访问时间较慢。

• 用例：实现经常添加或删除歌曲的播放列表。
  

List<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("Node1");
linkedList.add("Node2");

内存布局：LinkedList 使用非连续内存，每个节点都指向其上一个和下一个节点。 CopyOnWriteArrayList

• 特殊用途：ArrayList 的线程安全变体。

• 工作原理：在每次修改时创建底层数组的新副本。

• 最适合：读取次数远多于写入的场景，例如缓存经常访问的数据。

• 缺点：占用内存且更新速度慢。
  d. 矢量

• 旧版：在 Java 1.0 中引入。

• 线程安全：同步开销使其比现代替代方案慢。

• 有趣的事实：就像 List 的“爸爸笑话”一样，不是很有趣，但仍然存在。

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1. 在 Java 中创建列表 Java 提供了多种创建列表的方法，每种方法都针对特定需求进行了定制：
2. 直接实例化：

List<String> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add("First");
arrayList.add("Second");

• 使用 Arrays.asList() ：

List<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("Node1");
linkedList.add("Node2");

注意：这会返回一个固定大小的列表，因此您无法添加或删除元素。

• 不可变列表（Java 9）：

List<String> list = new ArrayList<>();

不可变意味着没有 add()、remove() 或clear()——就像那个不让任何人碰他们的草坪的邻居一样。

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1. 列表接口常用方法 以下是流行方法及其实际用例的细分： 一个。添加(E e) 将一个元素添加到列表末尾。

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");

b. add(int 索引, E 元素)
在指定索引处插入一个元素，移动后续元素。

List<String> immutableList = List.of("X", "Y", "Z");

c.删除（int索引）
删除指定索引处的元素。

list.add("Element");

d.获取（int索引）
检索指定索引处的元素。

list.add(1, "Middle");

e. set(int 索引, E 元素)
用新元素替换指定位置的元素。

list.remove(0);

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1. 列表内部如何工作 ArrayList 内部结构 ArrayList 就像一个神奇的容器，当空间不足时，它的大小会加倍。此大小调整发生在 O(n) 时间内，但后续添加的时间为 O(1)。在底层，使用了一个 Object[] 数组。图表：

String element = list.get(2);

调整大小时：

list.set(1, "UpdatedElement");

b. LinkedList 内部结构 LinkedList 中的每个元素（节点）包含：

• 数据

• 指向下一个节点的指针

• 指向前一个节点的指针（双向链表）

遍历速度较慢，因为访问索引需要迭代节点。
图表 :

[Element1] [Element2] [Element3] [Null] ... [Null]

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1. 列表算法 排序算法 :
2. Collections.sort() ：使用 TimSort，合并排序和插入排序的混合体。

• 自定义比较器：用于根据自定义逻辑进行排序。

[Element1] [Element2] [Element3] [NewElement] [Null] ... [Null]

搜索算法 :

• 线性搜索：O(n) – 扫描每个元素。

• 二分查找：O(log n) – 需要一个排序列表。
  

List<String> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add("First");
arrayList.add("Second");

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1. 内存分配和效率 ArrayList 元素存储在连续的块中，确保更快的迭代，但调整大小时会产生内存开销。另一方面，LinkedList 使用指针将每个元素存储在单独的节点中，从而导致更好的插入性能，但由于指针而导致更高的内存使用。

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1. 处理列表的提示和技巧
2. 避免 ConcurrentModificationException ：在迭代期间修改列表时使用 Iterator 或 ListIterator。

• 使用流进行函数式编程：

List<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("Node1");
linkedList.add("Node2");

• 批量操作 ：对于大规模修改，首选 addAll()、removeAll() 或 keepAll() 以获得更好的性能。

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1. 识别最适合列表的问题什么时候你应该使用列表而不是集合或队列？
2. 维持插入顺序：始终。

• 允许重复：绝对。

• 频繁访问操作：转到ArrayList。

• 频繁修改：转到LinkedList。

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1. 先进技术
2. 反转列表：

List<String> list = new ArrayList<>();

• 随机播放元素：

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");

• 同步列表：

List<String> immutableList = List.of("X", "Y", "Z");

• 并行流提高性能：

list.add("Element");

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1. 常见错误和最佳实践
2. 谨防 NullPointerException ：在操作之前始终检查列表是否为空。

• 使用泛型 ：始终指定类型以避免 ClassCastException。

• 不要在循环中使用 new ArrayList ：重用实例或正确管理以避免 OutOfMemoryError。

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结论：成为名单耳语者！

彻底理解List可以让你编写高效、可扩展、可读的Java程序。这就像在学习美食食谱之前掌握烹饪的基础知识一样，您将避免烧毁代码（和烤面包）。随意使用示例，创建自定义场景，并拥抱 List 的强大功能。请记住，经验丰富的开发人员知道每个元素都很重要，无论是在生活中还是在列表中。

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现在继续前进，用你新掌握的列表来征服你的编码挑战，永远不要再让你的数组支配你！

以上是Java 列表终极指南：您需要了解的一切的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！