Java 创建带值的列表：全面指南

简介

在 Java 编程中，创建带有初始值的列表是一项常见的操作。列表（List）是 Java 集合框架中的一个重要接口，它允许我们有序地存储和操作一组元素。了解如何创建带有值的列表，不仅能提高代码的编写效率，还能使程序逻辑更加清晰。本文将详细介绍在 Java 中创建带值列表的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。

目录

1. 基础概念
2. 使用方法
   • 使用 Arrays.asList() 方法
   • 使用集合初始化语法（Java 9 及以上）
   • 手动添加元素
3. 常见实践
   • 创建不可变列表
   • 创建可变列表
4. 最佳实践
   • 选择合适的列表实现类
   • 性能优化
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。List 允许存储重复的元素，并且维护元素的插入顺序。常见的实现类有 ArrayList、LinkedList 等。ArrayList 基于数组实现，提供快速的随机访问；LinkedList 基于链表实现，适合频繁的插入和删除操作。

创建带值的列表，就是在初始化列表时，同时为其添加一些初始元素。这样可以避免在后续代码中逐个添加元素，使代码更加简洁。

使用方法

使用 Arrays.asList() 方法

Arrays.asList() 方法可以将一个数组转换为一个固定大小的列表。示例代码如下：

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

public class ArraysAsListExample {
    public static void main(String[] args) {
        String[] array = {"Apple", "Banana", "Cherry"};
        List<String> list = Arrays.asList(array);
        System.out.println(list);
    }
}

在上述代码中，我们首先定义了一个字符串数组 array，然后使用 Arrays.asList() 方法将其转换为一个列表 list。需要注意的是，这个列表是固定大小的，不能使用 add() 或 remove() 方法来改变其大小。

使用集合初始化语法（Java 9 及以上）

从 Java 9 开始，引入了新的集合初始化语法，使得创建不可变列表更加简洁。示例代码如下：

import java.util.List;

public class ImmutableListExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = List.of("Apple", "Banana", "Cherry");
        System.out.println(list);
    }
}

List.of() 方法创建的列表是不可变的，即不能对其进行添加、删除或修改元素的操作。如果尝试进行这些操作，会抛出 UnsupportedOperationException。

手动添加元素

我们也可以先创建一个空列表，然后通过 add() 方法手动添加元素。示例代码如下：

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

public class ManualAddExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");
        System.out.println(list);
    }
}

这种方法适用于需要动态添加元素的场景，创建的列表是可变的，可以随时添加或删除元素。

常见实践

创建不可变列表

不可变列表在某些场景下非常有用，比如当我们希望数据不可被修改时。使用 Arrays.asList() 或 List.of() 方法创建的列表都是不可变的。不可变列表可以提高代码的安全性，防止意外的修改。

创建可变列表

如果需要在程序运行过程中动态地添加、删除或修改列表元素，那么创建可变列表是必要的。使用 ArrayList 或 LinkedList 等实现类创建的列表都是可变的。例如：

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

public class MutableListExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new LinkedList<>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add(1, "Orange");
        list.remove("Banana");
        System.out.println(list);
    }
}

在上述代码中，我们使用 LinkedList 创建了一个可变列表，并进行了添加、插入和删除元素的操作。

最佳实践

选择合适的列表实现类

根据实际需求选择合适的列表实现类。如果需要快速的随机访问，ArrayList 是一个不错的选择；如果需要频繁的插入和删除操作，LinkedList 更合适。例如，在一个需要频繁遍历和查找元素的场景中，ArrayList 的性能会更好：

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

public class ArrayListPerformanceExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            list.add(i);
        }
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            int value = list.get(i);
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Time taken for ArrayList: " + (endTime - startTime) + " ms");
    }
}

而在一个需要频繁插入和删除元素的场景中，LinkedList 的性能会更优：

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

public class LinkedListPerformanceExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            list.add(i);
        }
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            list.remove(i);
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Time taken for LinkedList: " + (endTime - startTime) + " ms");
    }
}

性能优化

在创建列表时，要注意性能问题。如果预先知道列表的大小，可以在创建 ArrayList 时指定初始容量，这样可以减少扩容的次数，提高性能。例如：

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

public class ArrayListCapacityExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>(100);
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            list.add("Element " + i);
        }
    }
}

小结

本文详细介绍了在 Java 中创建带值列表的多种方法，包括使用 Arrays.asList()、集合初始化语法以及手动添加元素等。同时，讨论了创建不可变和可变列表的常见实践，以及选择合适的列表实现类和性能优化的最佳实践。通过掌握这些知识，开发者可以更加高效地使用列表，编写出更健壮、性能更好的 Java 程序。

参考资料

• Oracle Java Documentation
• Effective Java, Third Edition