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java list怎么使用

admin
后端开发
2025-08-11
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Java List常用ArrayList，先创建对象，用add()添加元素，get(index)获取，for循环或迭代器遍历

Java中的List是java.util包下的核心接口之一，用于表示有序可重复元素的集合，它继承了Collection接口，提供了丰富的增删改查操作，并支持通过索引快速访问元素,以下是对其使用方法的全面解析：

核心特性与设计目标

特征	描述
有序性	元素按插入顺序存储，可通过索引定位
可重复性	允许存储相同元素
动态扩容	多数实现类（如`ArrayList`）会自动扩展底层数组
位置感知	支持`get(int index)`、`set(int index, E element)`等基于索引的操作
失败快速原则	遍历时若结构被修改（非迭代器自身），会抛出`ConcurrentModificationException`

主流实现类对比

实现类	底层数据结构	适用场景	关键优势	劣势
`ArrayList`	动态数组	频繁随机访问/末尾增删	O(1)随机访问内存连续	中间插入/删除慢(O(n))
`LinkedList`	双向链表	频繁头尾操作/大量插入/删除	O(1)头尾插入灵活扩容	随机访问慢(O(n))
`Vector`	线程安全动态数组	多线程环境（已过时）	同步机制内置	性能低于`ArrayList`
`CopyOnWriteArrayList`	写时复制数组	读多写少的并发场景	无锁读操作避免脏读	写操作开销大

推荐实践：单线程场景优先使用ArrayList；需频繁插入/删除时选择LinkedList；多线程场景建议配合Collections.synchronizedList()包装或使用CopyOnWriteArrayList。

java list怎么使用第1张

核心方法详解

基础操作

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 创建List实例（推荐使用接口编程）
        List<String> fruits = new ArrayList<>(); // 钻石运算符简化泛型声明
        // 2. 添加元素
        fruits.add("Apple");       // 尾部追加
        fruits.add(0, "Banana");   // 指定位置插入
        fruits.addAll(Arrays.asList("Orange", "Grape")); // 批量添加
        // 3. 访问元素
        System.out.println("第一个元素: " + fruits.get(0)); // 根据索引获取
        System.out.println("所有元素: " + fruits); // toString()自动调用
        // 4. 修改元素
        fruits.set(1, "Mango");    // 替换索引1处的元素
        // 5. 删除元素
        fruits.remove(2);          // 按索引删除
        fruits.remove("Grape");    // 按对象删除（需重写equals方法）
        fruits.clear();            // 清空列表
    }
}

高级操作

方法签名	功能描述	时间复杂度
`boolean contains(Object o)`	判断是否包含指定元素	O(n)
`int indexOf(Object o)`	返回首次出现元素的索引（未找到返回-1）	O(n)
`lastIndexOf(Object o)`	返回最后一次出现的索引	O(n)
`List<E> subList(int from, int to)`	返回指定区间的子视图（原地修改会影响原列表）	O(1)
`void sort(Comparator<? super E> c)`	自然排序或自定义排序	O(n log n)
`E[] toArray()`	转换为数组	O(n)

注意：subList()返回的是原列表的视图,对子列表的修改会直接影响原列表。

典型使用场景示例

场景1：统计学生成绩排名

List<Integer> scores = new ArrayList<>(Arrays.asList(85, 92, 78, 90, 88));
Collections.sort(scores, Comparator.reverseOrder()); // 降序排序
System.out.println("前三名: " + scores.subList(0, 3)); // [92, 90, 88]

场景2：过滤偶数

List<Integer> numbers = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
numbers.removeIf(n -> n % 2 == 0); // 删除所有偶数 → [1, 3, 5]

场景3：批量替换元素

List<String> words = new ArrayList<>(Arrays.asList("cat", "dog", "fish"));
for (int i = 0; i < words.size(); i++) {
    if (words.get(i).length() > 3) {
        words.set(i, words.get(i).toUpperCase()); // ["CAT", "DOG", "FISH"]
    }
}

性能优化技巧

预设初始容量：已知数据量时通过构造函数指定初始容量，避免多次扩容。
```
// 预估存储1000个元素，减少扩容次数
List<String> largeList = new ArrayList<>(1000);
```
避免频繁插入中间位置：ArrayList的add(index, element)会导致后续元素整体后移，时间复杂度为O(n)，若需高频插入，改用LinkedList。
慎用contains判断存在性：对于大型列表，改用HashSet进行存在性校验更高效。
遍历方式选择：
- 普通for循环：适合ArrayList（内存局部性更好）
- 增强for循环：代码简洁，但无法在遍历中删除元素
- Iterator：唯一支持遍历中安全删除的方式
```
Iterator<String> iter = fruits.iterator();
while (iter.hasNext()) {
    String fruit = iter.next();
    if (fruit.startsWith("A")) {
        iter.remove(); // 安全删除
    }
}
```

常见误区与解决方案

误区	后果	解决方案
直接使用原始类型（未指定泛型）	编译警告+类型转换异常	始终使用泛型参数
认为`Vector`是线程安全的替代品	实际仍需要额外同步措施	使用`Collections.synchronizedList()`或`CopyOnWriteArrayList`
在遍历时调用`remove()`	`ConcurrentModificationException`	使用`Iterator.remove()`或先收集待删除元素再统一处理
忽略`subList()`的关联性	意外修改原列表	若需独立副本，调用`new ArrayList<>(subList)`
错误比较对象（如自定义对象未重写`equals`）	`contains/indexOf`失效	确保元素类正确实现`hashCode()`和`equals()`