Java 列表初始化全解析

简介

在 Java 编程中，列表（List）是一种非常常用的数据结构，它允许我们存储和操作一组有序的元素。正确且高效地初始化列表是编写 Java 代码时的基础技能之一。本文将详细介绍 Java 中列表初始化的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者深入理解并能高效地使用列表初始化。

目录

1. 基础概念
2. 使用方法
   • 使用 ArrayList 进行初始化
   • 使用 LinkedList 进行初始化
   • 使用 Arrays.asList() 方法初始化
   • 使用 Java 9 的集合工厂方法初始化
3. 常见实践
   • 初始化空列表
   • 初始化包含元素的列表
   • 从其他集合初始化列表
4. 最佳实践
   • 性能考虑
   • 不可变列表的使用
5. 小结
6. 参考资料

基础概念

在 Java 中，List 是一个接口，它继承自 Collection 接口，代表一个有序的元素集合，允许存储重复的元素。List 接口有多个实现类，其中最常用的是 ArrayList 和 LinkedList。 - ArrayList：基于动态数组实现，适合随机访问元素，因为它可以通过索引快速定位元素。 - LinkedList：基于双向链表实现，适合频繁的插入和删除操作，因为只需要修改链表的指针。

初始化列表就是创建一个 List 对象并为其分配内存空间，同时可以选择在创建时添加一些初始元素。

使用方法

使用 ArrayList 进行初始化

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ArrayListInitialization {
    public static void main(String[] args) {
        // 初始化一个空的 ArrayList
        List<String> list1 = new ArrayList<>();

        // 初始化一个包含初始元素的 ArrayList
        List<String> list2 = new ArrayList<>();
        list2.add("apple");
        list2.add("banana");
        list2.add("cherry");

        System.out.println("List 1: " + list1);
        System.out.println("List 2: " + list2);
    }
}

使用 LinkedList 进行初始化

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

public class LinkedListInitialization {
    public static void main(String[] args) {
        // 初始化一个空的 LinkedList
        List<String> list1 = new LinkedList<>();

        // 初始化一个包含初始元素的 LinkedList
        List<String> list2 = new LinkedList<>();
        list2.add("dog");
        list2.add("cat");
        list2.add("bird");

        System.out.println("List 1: " + list1);
        System.out.println("List 2: " + list2);
    }
}

使用 Arrays.asList() 方法初始化

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class ArraysAsListInitialization {
    public static void main(String[] args) {
        // 初始化一个包含初始元素的 List
        List<String> list = Arrays.asList("red", "green", "blue");
        System.out.println("List: " + list);
    }
}

需要注意的是，Arrays.asList() 返回的列表是一个固定大小的列表，不支持添加或删除元素操作。

使用 Java 9 的集合工厂方法初始化

import java.util.List;

public class Java9ListInitialization {
    public static void main(String[] args) {
        // 初始化一个不可变的包含初始元素的 List
        List<String> list = List.of("one", "two", "three");
        System.out.println("List: " + list);
    }
}

List.of() 方法创建的是一个不可变列表，不能对其进行添加、删除或修改操作。

常见实践

初始化空列表

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

public class EmptyListInitialization {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用 ArrayList 初始化空列表
        List<String> arrayList = new ArrayList<>();
        // 使用 LinkedList 初始化空列表
        List<String> linkedList = new LinkedList<>();

        System.out.println("Empty ArrayList: " + arrayList);
        System.out.println("Empty LinkedList: " + linkedList);
    }
}

初始化包含元素的列表

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class InitializedList {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            numbers.add(i);
        }
        System.out.println("Numbers list: " + numbers);
    }
}

从其他集合初始化列表

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class InitializeFromAnotherCollection {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> sourceList = Arrays.asList(10, 20, 30);
        List<Integer> targetList = new ArrayList<>(sourceList);
        System.out.println("Target list: " + targetList);
    }
}

最佳实践

性能考虑

• 如果需要频繁进行随机访问操作，建议使用 ArrayList。
• 如果需要频繁进行插入和删除操作，特别是在列表中间进行操作，建议使用 LinkedList。
• 在初始化列表时，如果知道列表的大致大小，可以在创建 ArrayList 时指定初始容量，以减少扩容的开销。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ArrayListInitialCapacity {
    public static void main(String[] args) {
        // 指定初始容量为 100
        List<String> list = new ArrayList<>(100);
    }
}

不可变列表的使用

在不需要修改列表内容的情况下，使用 Java 9 的 List.of() 方法创建不可变列表，这样可以提高代码的安全性和性能。

import java.util.List;

public class ImmutableListUsage {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> immutableList = List.of("constant", "unchangeable");
        // 以下代码会抛出 UnsupportedOperationException
        // immutableList.add("new element"); 
    }
}

小结

本文详细介绍了 Java 中列表初始化的多种方法，包括使用 ArrayList、LinkedList、Arrays.asList() 和 Java 9 的集合工厂方法等。同时，我们也讨论了常见的初始化实践和最佳实践。在实际编程中，应根据具体需求选择合适的初始化方法和列表实现类，以提高代码的性能和可维护性。

参考资料

• 《Effective Java》（第三版），作者：Joshua Bloch
• 其他 Java 编程相关书籍和在线教程。