Java List 示例详解

简介

在 Java 编程中，List 是一个极为重要的接口，它属于集合框架（Collection Framework）的一部分。List 提供了一种有序的、可重复的数据存储方式，允许我们方便地对元素进行添加、删除、查询等操作。本文将通过丰富的示例详细介绍 List 的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者全面掌握 List 的应用。

基础概念

List 是一个接口，它继承自 Collection 接口。与其他集合类型（如 Set，其元素不可重复）不同，List 允许元素重复，并且维护元素的插入顺序。这意味着我们可以按照添加元素的顺序来访问它们。

List 有多个实现类，其中比较常用的有 ArrayList 和 LinkedList。ArrayList 基于数组实现，它提供了快速的随机访问，但在插入和删除操作时效率较低。LinkedList 基于链表实现，插入和删除操作效率高，但随机访问性能不如 ArrayList。

使用方法

创建 `List`

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

public class ListExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 ArrayList
        List<String> list1 = new ArrayList<>();

        // 创建一个 LinkedList
        List<Integer> list2 = new LinkedList<>();
    }
}

添加元素

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

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

        // 在指定位置添加元素
        list.add(1, "Durian");

        System.out.println(list);
    }
}

输出结果：[Apple, Durian, Banana, Cherry]

删除元素

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

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

        // 删除指定元素
        list.remove("Banana");

        // 删除指定位置的元素
        list.remove(1);

        System.out.println(list);
    }
}

输出结果：[Apple]

查询元素

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

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

        // 获取指定位置的元素
        String element = list.get(1);

        System.out.println(element);
    }
}

输出结果：Banana

修改元素

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

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

        // 修改指定位置的元素
        list.set(1, "Mango");

        System.out.println(list);
    }
}

输出结果：[Apple, Mango, Cherry]

常见实践

遍历 `List`

传统 `for` 循环

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

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

        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }
}

增强 `for` 循环

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

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

        for (String element : list) {
            System.out.println(element);
        }
    }
}

使用迭代器

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

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

        Iterator<String> iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            String element = iterator.next();
            System.out.println(element);
        }
    }
}

排序 `List`

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

public class ListSortExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(3);
        list.add(1);
        list.add(2);

        // 自然排序
        Collections.sort(list);

        System.out.println(list);

        // 自定义排序
        Collections.sort(list, new Comparator<Integer>() {
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                return o2 - o1; // 降序
            }
        });

        System.out.println(list);
    }
}

输出结果：

[1, 2, 3]
[3, 2, 1]

查找元素位置

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

public class ListIndexOfExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Apple");

        int index = list.indexOf("Apple");

        System.out.println(index); // 输出 0
    }
}

最佳实践

选择合适的 `List` 实现类

根据实际需求选择 ArrayList 或 LinkedList。如果需要频繁的随机访问，ArrayList 是更好的选择；如果需要频繁的插入和删除操作，LinkedList 性能更优。

避免不必要的装箱和拆箱

在使用泛型 List 时，尽量使用包装类的基本类型版本。例如，使用 List<Integer> 而不是 List<int[]>，以减少装箱和拆箱的开销。

合理使用泛型

明确指定 List 的类型参数，避免使用原始类型。这不仅可以提高代码的可读性，还能增强类型安全性，减少运行时错误。

小结

本文详细介绍了 Java 中 List 的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。通过丰富的代码示例，读者可以更好地理解 List 的各种操作，并在实际编程中灵活运用。掌握 List 的使用技巧，能够提高代码的效率和可读性，从而提升整体的编程水平。

参考资料

希望这篇博客对您理解和使用 Java List 有所帮助。如果您有任何问题或建议，欢迎在评论区留言。