List

在集合类中，List 是最基础的一种集合，可以理解为一种有序的线性表。

在数据结构里我们学过线性表，如果我们要往数组里添加或删除某个元素，需要挪动其他位置的元素；如果空间不够了，还要扩容。List 已经自动帮我们实现了这些，我们直接用就可以了，不用关心其内部怎么实现。

List 只是一个接口，常见的实现类有 ArrayList（用的最多，也推荐用）和 LinkedList，LinkedList 就相当于链表，两者的区别跟 数组和链表的区别一样。

List 接口允许我们添加重复的元素，还运行添加 null。

List 常用方法

• 在末尾添加一个元素：boolean add(E e)
• 在指定索引添加一个元素：boolean add(int index, E e)
• 删除指定索引的元素：E remove(int index)
• 删除某个元素：boolean remove(Object e)
• 获取指定索引的元素：E get(int index)
• 获取链表大小（包含元素的个数）：int size()
• 是否含有某个元素：boolean contains(Object e)
• 返回某个元素的索引：int indexOf(Object o)。如果元素不存在，就返回 -1。

List<String> myWaves = new ArrayList<>();
myWaves.add("爱莉希亚");
myWaves.add("布洛尼娅");
myWaves.add(0,"梅比乌斯");
String ss = myWaves.get(0);
System.out.println(ss);
System.out.println("myWaves.size(): " + myWaves.size());

运行结果：

梅比乌斯
myWaves.size(): 3

of 方法

自 Java9 之后，可以通过 List 接口提供的 of() 方法，根据给定元素快速创建 List：

List<Integer> list = List.of(1, 2, 5);

该方法最多支持 10 个元素。注意事项：

• 返回的只是一个只读 List，调用 add()、remove() 方法会抛出 UnsupportedOperationException。
• List.of() 方法不接受 null 值，如果传入 null，会抛出 NullPointerException 异常。

如果使用 Java8，可以使用 Arrays.asList 方法来快速创建：

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3);

Arrays.asList() 方法是 Arrays 的静态方法。这种方式构造的 List 是固定长度的，如果调用 add 方法增加新的元素时会报异常 java.lang.UnsupportedOperationException。这种方式仅适用于构造静态不变的 List。

遍历 List

遍历可以说是集合类最常用的方法了。我们可以用之前学过的遍历数组的方法来遍历：

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

但这种方式并不推荐，一是代码复杂，二是因为 get(int) 方法只有 ArrayList 的实现是高效的，换成 LinkedList 后，索引越大，访问速度越慢。

所以我们要始终坚持使用迭代器 Iterator 来访问 List。Iterator 本身也是一个对象，但它是由 List 的实例调用 iterator() 方法的时候创建的。Iterator 对象知道如何遍历一个 List，并且不同的 List 类型，返回的 Iterator 对象实现也是不同的，但总是具有最高的访问效率。

Iterator 对象有两个方法：boolean hasNext() 判断是否有下一个元素，E next() 返回下一个元素。因此，使用 Iterator 遍历 List 代码如下：

for(Iterator<String> it = myWaves.iterator(); it.hasNext(); ){
      System.out.println(it.next());
}

有童鞋可能觉得使用 Iterator 访问 List 的代码比使用索引更复杂。但是，要记住，通过 Iterator 遍历 List 永远是最高效的方式。并且，由于 Iterator 遍历是如此常用，所以，Java 的 for each 循环本身就可以帮我们使用 Iterator 遍历。把上面的代码再改写如下：

for (String s : myWaves) {
  System.out.println(s);
}

实际上，只要实现了 Iterable 接口的集合类都可以直接用 for each 循环来遍历，Java 编译器本身并不知道如何遍历集合对象，但它会自动把 for each 循环变成 Iterator 的调用，原因就在于 Iterable 接口定义了一个 Iterator<E> iterator() 方法，强迫集合类必须返回一个 Iterator 实例。

List 和 Array 转换

把 List 变为 Array 有三种方法，

• 调用 Object[] toArray() 方法直接返回一个数组：Object[] array = list.toArray(); 。但这样会丢失类型信息，较少用。
• 给 toArray() 传入一个类型相同的 Array：Integer[] array = list.toArray(new Integer[3]);

如果我们传入的数组大小和 List 实际的元素个数不一致怎么办？根据 List 接口 (opens new window)的文档，我们可以知道：

如果传入的数组不够大，那么 List 内部会创建一个新的刚好够大的数组，填充后返回；如果传入的数组比 List 元素还要多，那么填充完元素后，剩下的数组元素一律填充 null。

实际上，最常用的是传入一个“恰好”大小的数组：

Integer[] array = list.toArray(new Integer[list.size()]);

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把 Array 变为 List 就简单多了，通过 List.of(T...) 方法最简单：

Integer[] array = { 1, 2, 3 };
List<Integer> list = List.of(array);

对于 JDK 11 之前的版本，可以使用 Arrays.asList(T...) 方法把数组转换成 List。

equals 方法

前面我们简单演示了下 contains() 方法，其内部是用 equals() 方法判断两个元素是否相等（indexOf() 也是用 equals() 来查找的）。如果我们存放的类型没有实现 equals() 方法，那么 contains() 方法是无效的，我们来演示下。

首先创建一个 Person 类，里面没有实现 equals 方法：

class Person {
  public String name;
  public int age;

  Person(String name, int age){
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
}

然后测试 contains()：

    List<Person> myWaves = new ArrayList<>();
    myWaves.add(new Person("雷姆", 18));
    myWaves.add(new Person("拉姆", 18));
    myWaves.add(new Person("艾米莉雅", 18));

    boolean b = myWaves.contains(new Person("雷姆", 18));
    System.out.println(b);  //false

可以看到，虽然我们创建了一样的 Person 类（name 和 age 相同），但是 contains() 返回的是 false

因此，要正确使用 List 的 contains()、indexOf() 这些方法，放入的实例必须正确覆写 equals() 方法，否则，放进去的实例，查找不到

至于实例是否 equals 是否相同，则是我们自己定义的逻辑。我们可以认为名字相同既是同一人，也可以认为名字和年龄都一样才是同一人。我们完善 Person 类如下：

class Person {
  public String name;
  public int age;

  Person(String name, int age){
    this.name = name;
    this.age = age;
  }

  public boolean equals(Object o){
    if(o instanceof Person){
      Person p = (Person) o;
      return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;
    }
    return false;
  }
}

此时我们再使用 contains() 方法，就可以判断是否存在某个实例了。

不过，此时的方法还不完善：

1. 如果 this.name 为 null，会报错空指针异常
2. 如果有多个引用类型，那么判空的代码就更多了，可以使用 Objects.equals() 静态方法。

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