Java集合框架之List介面

来源:http://www.cnblogs.com/huangminwen/archive/2016/12/23/6209461.html
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在上一篇Java集合框架之Collection介面中我們知道List介面是Collection介面的子介面，List介面對Collection進行了簡單的擴充，List介面中的元素的特點為有序，可重覆，允許null值，因為List繼承了Collection介面，所以繼承自Collection介面中的 ...


在上一篇Java集合框架之Collection介面中我們知道List介面是Collection介面的子介面，List介面對Collection進行了簡單的擴充，List介面中的元素的特點為有序，可重覆，允許null值，因為List繼承了Collection介面，所以繼承自Collection介面中的方法不再贅述，從List介面中的方法來看，List介面主要是增加了面向位置的操作，允許在指定位置上對集合中的元素進行操作，同時增加了一個能夠雙向遍歷線性表的新列表迭代器ListIterator。下麵介紹List介面中的方法

1、添加

void add(int index,E element)：在指定位置添加元素

boolean addAll(int index,Collection<? extends E> c)，在指定的位置添加一個集合的元素

示例代碼

 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 
 6 public class ListDemo1 {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         List list1 = new ArrayList();
 9         list1.add("紅樓夢");
10         list1.add("三國演義");
11         list1.add("三國演義");
12         list1.add(null);
13         System.out.println("集合的長度：" + list1.size());
14 
15         list1.add(1, "平凡的世界");
16         System.out.println(list1);
17 
18         List list2 = new ArrayList();
19         list2.add("西游記");
20         list2.add("水滸傳");
21         list1.add(1, list2);
22         System.out.println(list1);
23     }
24 }

輸出結果

集合的長度：4
[紅樓夢, 平凡的世界, 三國演義, 三國演義, null]
[紅樓夢, [西游記, 水滸傳], 平凡的世界, 三國演義, 三國演義, null]

可以看到List中有重覆的元素以及null元素，如果指定的位置超過了集合的長度，則會報IndexOutOfBoundsException異常，如下

 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 
 6 public class ListDemo1 {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         List list = new ArrayList();
 9         list.add("紅樓夢");
10         list.add("三國演義");
11         list.add("西游記");
12         list.add("水滸傳");
13         System.out.println("集合的長度：" + list.size());
14 
15         list.add(5, "平凡的世界"); // 超過了集合的最大長度
16         System.out.println(list);
17     }
18 }

控制台輸出結果

集合的長度：4
Exception in thread "main" java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index: 5, Size: 4
    at java.util.ArrayList.rangeCheckForAdd(Unknown Source)
    at java.util.ArrayList.add(Unknown Source)
    at list.ListDemo1.main(ListDemo1.java:15)

以下講述的方法中，凡是涉及到位置的方法，如果指定的位置超過了集合的最大長度，則同樣報IndexOutOfBoundsException異常。

2、獲取

E get(int index)：返回指定位置的元素

int indexOf(Object o)：返回此列表中第一次出現的指定元素的索引；如果此列表不包含該元素，則返回 -1

int lastIndexOf(Object o)：返回此列表中最後出現的指定元素的索引；如果列表不包含此元素，則返回 -1

List<E> subList(int fromIndex,int toIndex)：返回列表中指定的 fromIndex（包括 ）和 toIndex（不包括）之間的部分視圖。（如果 fromIndex 和 toIndex 相等，則返回的列表為空）

示例代碼

 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 
 6 public class ListDemo2 {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         List list = new ArrayList();
 9         list.add("紅樓夢");
10         list.add("三國演義");
11         list.add("西游記");
12         list.add("水滸傳");
13         list.add("紅樓夢");
14 
15         Object object = list.get(0);
16         System.out.println(object);
17 
18         int index = list.indexOf("紅樓夢");
19         System.out.println("第一次出現紅樓夢的索引：" + index);
20 
21         index = list.indexOf("平凡的世界");
22         System.out.println("第一次出現平凡的世界的索引：" + index);
23 
24         index = list.lastIndexOf("紅樓夢");
25         System.out.println("最後一次出現紅樓夢的索引：" + index);
26 
27         index = list.lastIndexOf("平凡的世界");
28         System.out.println("最後一次出現平凡的世界的索引：" + index);
29 
30         list = list.subList(1, 3); // 不包括3位置的元素
31         System.out.println(list);
32     }
33 }

輸出結果

紅樓夢
第一次出現紅樓夢的索引：0
第一次出現平凡的世界的索引：-1
最後一次出現紅樓夢的索引：4
最後一次出現平凡的世界的索引：-1
[三國演義, 西游記]

3、刪除

E remove(int index)：移除列表中指定位置的元素（可選操作）。將所有的後續元素向左移動（將其索引減 1）。返回從列表中移除的元素。

示例代碼

 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 
 6 public class ListDemo3 {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         List list = new ArrayList();
 9         list.add("紅樓夢");
10         list.add("三國演義");
11         list.add("西游記");
12         list.add("水滸傳");
13         
14         int index = list.indexOf("西游記");
15         System.out.println("西游記原來的索引：" + index);
16         
17         Object object = list.remove(1);
18         System.out.println("刪除的元素: " + object);
19         
20         index = list.indexOf("西游記");
21         System.out.println("移除元素之後西游記的索引：" + index);
22         
23         System.out.println(list);
24     }
25 }

輸出結果

西游記原來的索引：2
刪除的元素: 三國演義
移除元素之後西游記的索引：1
[紅樓夢, 西游記, 水滸傳]

4、賦值

E set(int index,E element)：用指定元素替換列表中指定位置的元素（可選操作）。

代碼示例

 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 
 6 public class ListDemo4 {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         List list = new ArrayList();
 9         list.add("紅樓夢");
10         list.add("三國演義");
11         list.add("西游記");
12         list.add("水滸傳");
13         list.set(0, "平凡的世界");
14         System.out.println(list);
15     }
16 }

輸出結果

[平凡的世界, 三國演義, 西游記, 水滸傳]

5、遍歷

ListIterator<E> listIterator()：返回此列表元素的列表迭代器（按適當順序）。

ListIterator是一個介面，繼承自Iterator介面，除了擁有Iterator介面中的方法之外，還擁有一些自己特有的方法

boolean hasPrevious()：逆向遍歷列表，如果仍有元素可以迭代，則返回 true。

E previous()：返回迭代的上一個元素，並移動到上一個位置。

雖然ListIterator可以實現集合的逆向迭代，但是從Java集合框架之Collection介面中我們知道，迭代器初始狀態下前面並沒有任何元素，必須先正向遍歷，才能逆向遍歷，所以一般不使用逆向迭代。

 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 import java.util.ListIterator;
 6 
 7 public class ListDemo5 {
 8     public static void main(String[] args) {
 9         List list = new ArrayList();
10         list.add("紅樓夢");
11         list.add("三國演義");
12         list.add("西游記");
13         list.add("水滸傳");
14 
15         ListIterator it = list.listIterator();
16         
17         System.out.println("----------逆向迭代----------");
18         while (it.hasPrevious()) {
19             Object object = (Object) it.previous();
20             System.out.println(object);
21         }
22 
23         System.out.println("----------正向迭代----------");
24         while (it.hasNext()) {
25             Object object = it.next();
26             System.out.println(object);
27         }
28         
29         System.out.println("----------逆向迭代----------");
30         while (it.hasPrevious()) {
31             Object object = (Object) it.previous();
32             System.out.println(object);
33         }
34     }
35 }

輸出結果

----------逆向遍歷----------
----------正向遍歷----------
紅樓夢
三國演義
西游記
水滸傳
----------逆向遍歷----------
水滸傳
西游記
三國演義
紅樓夢

從上面結果可以看出，當第一次逆向迭代的時候並沒有任何輸出，當正向迭代後，迭代器到了集合的末尾之後，再次逆向迭代，這時才有輸出。

上面的while迴圈，我們可以改成for迴圈

 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.Iterator;
 5 import java.util.List;
 6 
 7 public class ListDemo6 {
 8     public static void main(String[] args) {
 9         List list = new ArrayList();
10         list.add("紅樓夢");
11         list.add("三國演義");
12         list.add("西游記");
13         list.add("水滸傳");
14 
15         for (Iterator iterator = list.iterator(); iterator.hasNext();) {
16             Object object = (Object) iterator.next();
17             System.out.println(object);
18         }
19     }
20 }

在效率上，或許for迴圈的更高，因為for迴圈結束之後iterator變數的作用域便結束了，iterator變數就消失了。我們還可以結合get(int index)與size()方法來遍歷集合

 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 
 6 public class ListDemo7 {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         List list = new ArrayList();
 9         list.add("紅樓夢");
10         list.add("三國演義");
11         list.add("西游記");
12         list.add("水滸傳");
13 
14         for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
15             Object object = list.get(i);
16             System.out.println(object);
17         }
18     }
19 }

下麵再來看ListIterator中對元素進行操作的方法

void add(E e)：將指定的元素插入列表

void remove()：從列表中移除由 next 或 previous 返回的最後一個元素

void set(E e)：用指定元素替換 next 或 previous 返回的最後一個元素

 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 import java.util.ListIterator;
 6 
 7 public class ListDemo8 {
 8     public static void main(String[] args) {
 9         List list = new ArrayList();
10         list.add("紅樓夢");
11         list.add("三國演義");
12         list.add("西游記");
13         list.add("水滸傳");
14 
15         ListIterator it = list.listIterator();
16 
17         it.add("平凡的世界");
18 
19         System.out.println(list);
20 
21         it.next();
22         it.remove(); // 調用remove方法時需要先調用next或
23                         // previous方法，否則將拋出java.lang.IllegalStateException異常
24         it.next();
25         it.set("新三國演義");// 調用remove方法時需要先調用next或
26                         // previous方法，否則將拋出java.lang.IllegalStateException異常
27 
28         System.out.println(list);
29     }
30 }

輸出結果

[平凡的世界, 紅樓夢, 三國演義, 西游記, 水滸傳]
[平凡的世界, 新三國演義, 西游記, 水滸傳]
西游記
水滸傳

有時候我們在操作集合的時候，需要對集合的元素進行添加或者是刪除

 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.Iterator;
 5 import java.util.List;
 6 
 7 public class ListDemo9 {
 8     public static void main(String[] args) {
 9         List list = new ArrayList();
10         list.add("紅樓夢");
11         list.add("三國演義");
12         list.add("水滸傳");
13 
14         Iterator it = list.iterator();
15 
16         while (it.hasNext()) {
17             String s = (String) it.next();
18             if ("三國演義".equals(s)) {
19                 list.add("西游記");
20             }
21         }
22 
23         System.out.println(list);
24     }
25 }

運行這段程式，控制台將出現如下錯誤

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
    at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(Unknown Source)
    at java.util.ArrayList$Itr.next(Unknown Source)
    at list.ListDemo9.main(ListDemo9.java:17)

ConcurrentModificationException：當方法檢測到對象的併發修改，但不允許這種修改時，拋出此異常。 為什麼會出現這種錯誤呢，這是因為迭代器是依賴於集合而存在的，在判斷成功後，集合中新添加了元素，而迭代器這時還不知道，所以就報錯了，這個錯叫併發修改異常。報錯的地方為代碼17行，正是迭代器獲取元素的時候。如何解決這個問題呢，既然迭代器遍歷集合的時候，集合不能對元素進行操作，那麼使用迭代器操作元素呢

 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 import java.util.ListIterator;
 6 
 7 public class ListDemo10 {
 8     public static void main(String[] args) {
 9         List list = new ArrayList();
10         list.add("紅樓夢");
11         list.add("三國演義");
12         list.add("水滸傳");
13 
14         ListIterator it = list.listIterator();
15 
16         while (it.hasNext()) {
17             String s = (String) it.next();
18             if ("三國演義".equals(s)) {
19                 it.add("西游記");
20             }
21         }
22 
23         System.out.println(list);
24     }
25 }

這時候控制台的沒有報錯了

[紅樓夢, 三國演義, 西游記, 水滸傳]

用迭代器添加的元素時，元素的位置為當前迭代器的位置，換個角度想一下，既然迭代器遍歷集合的時候，迭代器可以對集合的元素進行操作，那麼集合遍歷元素的時候，集合是否也可以對元素進行操作呢

 1 package list;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 import java.util.ListIterator;
 6 
 7 public class ListDemo10 {
 8     public static void main(String[] args) {
 9         List list = new ArrayList();
10         list.add("紅樓夢");
11         list.add("三國演義");
12         list.add("水滸傳");
13 
14         for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
15             if ("水滸傳".equals(list.get(i))) {
16                 list.add("西游記");
17             }
18         }
19 
20         System.out.println(list);
21     }
22 }

輸出結果

[紅樓夢, 三國演義, 水滸傳, 西游記]

當用集合添加元素的時候，添加在了集合的最後面

由上述結果可以知，有兩種方法可以解決併發修改異常ConcurrentModificationException

1、迭代器迭代元素，迭代器修改元素

2、集合遍歷元素，集合修改元素(普通for)


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