java集合學習之Collection(3)

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這篇部落客要介紹List集合和Queue集合

一.List集合
List集合是一個有序的可重複的集合，集合中的每個元素都對應一個索引，我們可以通過索引來訪問List集合中的資料(其實可以看成一個長度可變的數組)。
List作為Collection的子介面，支援Collection的所有操作，但因為List是有序的所以新增加了一些新的操作,主要是根據索引來插入，刪除，替換元素的方法。List通過equals()方法判斷對象是否相等。如下面的代碼所示：

package lkl;import java.util.ArrayList;import java.util.Collection;import java.util.HashSet;import java.util.List;public class ListTest {    public static void main(String[] args){        Collection c = new HashSet();        c.add("java");        c.add("c");        c.add("c++");        List ls = new ArrayList();        ls.add(1);        ls.add(1);        ls.add(-1);        ls.add(3);        ls.add(3);        System.out.println(ls);        ///void add(int index,Object e)        ///將元素e插入到List中下標為index處,index值不能大於List原先的長度        ls.add(2, 4);        System.out.println(ls);        ///void addAll(int index,Collection c)        ///將集合c中所有元素都插入到List的index處        ls.addAll(2,c);        System.out.println(ls);        ///Object get(int index)        ///返回List index處的元素,這個方法可結合for迴圈遍曆List        for(int i=0;i<ls.size();i++)            System.out.print(ls.get(i)+" ");        System.out.println();        ///int indexOf(Object o):返回元素o在集合中第一次出現的位置        ///int lastIndexOf(Object o):返回元素o在集合中最後一次出現的位置        System.out.println(ls.indexOf(3));        System.out.println(ls.lastIndexOf(3));        ///Object remove(int index):刪除並返回index處的元素        System.out.println(ls.remove(2));        System.out.println(ls);        ///Object set(int index,Object e)        ///用e替換index處的對象，並返回原對象        System.out.println(ls.set(1,3));        System.out.println(ls);        ///List subList(int index1,int index2)        ///返回處於index1和index2之間元素組成的子集        System.out.println(ls.subList(2, 5));    }}

對於List，由於它是有序的，所以List提供了一個額外的遍曆方法lsitIterator();該方法提供了反向迭代的功能，並且還可以在遍曆過程中向集合中增加元素。其相比Iterator介面增加的方法如下：
boolean hasPrevious():返回該迭代器關聯的集合是否還有上一個元素。
Object previous() ：返回該迭代器的上一個元素
void add() :向指定位置插入一個元素
下面的代碼示範了這些操作的效果：

package lkl;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Iterator;import java.util.ListIterator;public class ListIteratorTest {    public static void main(String[] args){        List ls = new ArrayList();        ls.add(1);        ls.add(2);        ls.add(3);        ///聲明一個ListIterator類型的迭代器        ListIterator lt = ls.listIterator();        ///正向迭代過程        while(lt.hasNext()){            int k=(int) lt.next();            System.out.print(k+" ");            ///還可以在迭代過程中插入一個元素,但插入的元素不會影響此次的遍曆            if(k==2)                 lt.add(4);        }        System.out.println();        System.out.println("下面是反向迭代過程");        ///下面開始反向迭代過程        while(lt.hasPrevious()){            System.out.print(lt.previous()+" ");        }        System.out.println();    }}

二.List集合的實作類別：ArrayList和Vector
ArrayList和Vector是List的兩個典型實現，完全支援前面所介紹的所有的操作。ArrayList和Vector都是基於數組實現的List類，所以ArrayList和Vector類封裝了一個動態允許再分配的Object[]數組。Arraylist和Vector對象使用initialCapacity參數來設定數組的長度，然後當數組滿了之後，其initialCapcity會自動增加；但是如果我們要向ArrayList中添加大量元素，那麼我們可以使用ecsureCapacity()方法一次性增加initialCapacity，這樣可以減少分配次數，提高效能。Object[]數組預設的長度為10.
Vector與ArrayList用法幾乎完全相同，只是Vector是一個古老的集合。
並且Vector還封裝了一個Stack子類，用來類比棧，其用法如下：

package lkl;import java.util.Stack;public class VectorStackTest {    public static void main(String[] args){        ///聲明一個棧        Stack st = new Stack();        ///將元素入棧        st.push("c語言");        st.push("cpp");        st.push("java");        System.out.println(st);        //返回棧頂元素，但不將其出棧        System.out.println(st.peek());        System.out.println(st);        //將棧頂元素出棧,並返回        System.out.println(st.pop());        System.out.println(st);    }}

三.Queue集合
Queue集合用於類比隊列，即滿足先進先出的性質。Queue的基本操作如下面的代碼所示：

package lkl;import java.util.ArrayDeque;import java.util.Queue;public class QueueTest {    public static void main(String[] args){        Queue qu = new ArrayDeque();        ///void add(Object e) boolean offer(Object e)        ///這兩個方法都可以將元素加入到隊列的尾部        qu.add("c++");        qu.add("c語言");        qu.add("java");        System.out.println(qu);        ///Object peek():擷取隊頭元素但是不刪除該元素        ///Object poll():擷取隊頭元素並刪除該元素        System.out.println(qu.peek());        System.out.println(qu);        System.out.println(qu.poll());        System.out.println(qu);    }}

Queue還有一個PriorityQueue的實作類別，即平時我們用的優先隊列。
此外Queue還有一個Qeque介面,即”雙端隊列”,可以從兩端來添加和刪除元素，因此Deque的實作類別既可以當隊列使用也可以當棧使用。關於Dequeu的基本操作就不一一羅列了。Deque介面提供了一個典型的實作類別：ArrayDeque，一個基於數組的雙端隊列實現。下面示範如何將雙端隊列來當初棧使用，可以看出和前面Vector實現的棧用法是一樣的：

package lkl;import java.util.ArrayDeque;public class DequeStackTest {    public static void main(String[] args){        ArrayDeque st = new ArrayDeque();        st.push(1);        st.push(2);        st.push(3);        System.out.println(st);        System.out.println(st.peek());        System.out.println(st);        System.out.println(st.pop());        System.out.println(st);    }}

四.LinkedList實作類別
LinkedList實作類別是List介面的實作類別，其內部用鏈表來儲存集合中的元素，因此有非常好的插入，刪除效能。而其他的List實作類別隨機訪問效能比較好。LinkedList除了具有List的基本操作外，還實現了Dequeu介面，因此它可以被當成雙端隊列來使用，也可以當成棧來使用。下面的代碼簡單示範了LinkedList集合的用法：

package lkl;import java.util.LinkedList;public class LinkedListTest {    public static void main(String[] args){        LinkedList books = new LinkedList();        ///將字串加入到隊列的尾部        books.offer("c++");        ///將字串元素加入到棧的頂部        books.push("java");        ///將字串加入到隊列的頭部(相當於棧的頂部)        books.offerFirst("c語言");        for(int i=0;i<books.size();i++)            System.out.print(books.get(i)+" ");        System.out.println();        ///訪問但不刪除棧頂的元素        System.out.println(books.peekFirst());        ///訪問但不刪除隊列最後一個元素        System.out.println(books.peekLast());        ///將棧頂的元素彈出        System.out.println(books.pop());        System.out.println(books);        ///訪問並刪除隊列的最後一個元素        System.out.println(books.pollLast());        System.out.println(books);    }}

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