《Java与面向对象程序》-7.2 List 接口

学习目标掌握ArrayList、LinkedList单列集合学会用Iterator迭代器及foreach循环对集合遍历的编程方法主要内容ArrayList集合LinkedList集合Iterator迭代器foreach循环泛型List接口继承自Collection接口，通常将实现了List接口的对象称为List集合。在List集合中元素的存入顺序和取出顺序一致，允许出现重复的元素，所有的元素以一种线性方式进行存储。在程序中可以通过索引来访问集合中的指定元素。List不但继承了Collection接口中的全部方法，还增加了一些根据元素索引来操作集合的特有方法，如表7-2所示。

返回类型方法声明功能描述voidadd(intindex,Objectelement)将元素element插入到List集合的index处booleanaddAll(intindex,Collectionc)将集合c所包含的所有元素插入到List集合的index处Objectget(intindex)返回集合索引index处的元素Objectremove(int

index)删除index索引处的元素Objectset(int

index,Object

element)将索引index处元素替换成element对象，并将替换后的元素返回intindexOf(Object

o)返回对象o在List集合中出现的位置索引intlastIndexOf(Object

o)返回对象o在List集合中最后一次出现的位置索引ListsubList(int

fromIndex,int

toIndex)返回从索引fromIndex（包括）到

toIndex（不包括）处所有元素集合组成的子集合表7-2List集合常用方法表7.2.1ArrayList集合ArrayList是List接口的一个实现类，每个ArrayList实例都有一个容量。该容量是指用来存储列表元素的数组的大小。随着向ArrayList中不断添加元素，其容量也自动增长。因此ArrayList集合可以看作是一个大小可变的数组。ArrayList集合继承了父类Collection和List中大部分的方法，其中add()方法和get()方法用于实现元素的存取。

7.2.1ArrayList集合

【例7-1】ArrayList集合使用importjava.util.*;publicclassEx7_1{ publicstaticvoidmain(String[]args){

ArrayListalist=newArrayList();//创建ArrayList集合

ArrayListblist=newArrayList();

alist.add("a1");//向集合中添加元素

alist.add("a2"); alist.add("a3"); blist.add("b1"); blist.add("b2");

System.out.println("1)alist："+alist); //输出集合元素

alist.addAll(1,blist); //将blist添加到alist System.out.println("2)alist："+alist); alist.remove(2); //删除索引为2的元素

alist.set(3,"c1"); //替换索引为3的元素

//输出集合元素及其长度

System.out.println("3)alist："+alist+"长度："+alist.size()); //输出指定范围的元素

System.out.println("索引1至2的子集合是："+alist.subList(1,3)); }}7.2.2LinkedList集合LinkedList是List接口的另一个实现类，它克服了ArrayList集合在增删元素时效率较低的缺点。该集合内部采用一个双向循环链表，链表中的每一个元素都通过引用的方式来连接它的前一个元素（即前驱）和后一个元素（即后继）。当插入一个新元素时只需要修改元素之间的这种引用关系即可，删除一个结点也是如此。正因为这样的存储结构，所以LinkedList集合对于元素的增删操作具有很高的效率。图7-5LinkedList集合增删元素过程示意图7.2.2LinkedList集合

7.2.2LinkedList集合

返回类型方法声明功能描述voidadd(intindex,Eelement)将元素element添加到列表中的index处voidaddFirst(Objecto)将指定元素添加到此列表的开头voidaddLast(Objecto)将指定元素添加到此列表的结尾ObjectgetFirst()返回此列表的第一个元素ObjectgetLast()返回此列表的最后一个元素ObjectremoveFirst()移除并返回此列表的第一个元素ObjectremoveLast()移除并返回此列表的最后一个元素表7-3LinkedList集合常用方法表

【例7-2】LinkedList集合的使用importjava.util.*;publicclassEx7_2{ publicstaticvoidmain(String[]args){

LinkedListlink=newLinkedList();//创建LinkedList集合

link.add("a"); link.add("b"); link.add("c"); link.add("d");

System.out.println(link.toString());//取出并打印该集合中的元素

link.add(3,"e");//向该集合中指定位置插入元素

link.addFirst("f");//向该集合第一个位置插入元素

System.out.println(link);

System.out.println(link.getFirst());//取出该集合中第一个元素

System.out.println(link.getLast());//取出该集合中最后一个元素

link.remove(3);//移除该集合中指定位置的元素

link.removeLast();//移除该集合中第一个元素

System.out.println(link); }}7.2.2LinkedList集合

7.2.3Iterator迭代器Iterator是用于对集合进行迭代的迭代器接口。“迭代”是重复反馈过程的活动，其目的通常是为了逼近所需目标或结果。每一次对过程的重复称为一次“迭代”，而每一次迭代得到的结果会作为下一次迭代的初始值。在程序开发中，经常需要遍历集合中的所有元素。Iterator主要用于迭代访问（即遍历）集合中的元素。7.2.3Iterator迭代器

返回类型方法声明功能描述booleanhasNext()如果仍有元素可以迭代，则返回

trueObjectnext()返回迭代的下一个元素voidremove()从集合中移除next方法返回的最后一个元素（可选操作）表7-4Iterator常用方法表

【例7-3】Iterator迭代器遍历集合importjava.util.*;publicclassEx7_3{ publicstaticvoidmain(String[]args){ ArrayListbooks=newArrayList();//创建ArrayList集合

books.add("Java程序设计"); books.add("操作系统"); books.add("计算机导论"); books.add("数据结构"); books.add("计算机导论"); Iteratorit=books.iterator();//获得Iterator对象

while(it.hasNext()){//判断该集合是否有下一个元素

Objectbk=it.next();//获取该集合中的元素

if("计算机导论".equals(bk)){//判断该元素是否为"计算机导论" it.remove();//删除该集合中的元素

} } System.out.println(books); }}7.2.3Iterator迭代器

7.2.3Iterator迭代器Iterator迭代器对象在遍历集合时，用指针指向集合中的元素，下面通过一个图例来描述Iterator对象迭代元素的过程，如图所示7.2.4foreach循环foreach循环用于遍历数组或集合中的元素，是for循环的特殊简化版本，但是并不能完全取代for循环，任何的foreach循环都可以改写为for循环。其具体语法格式如下： for(容器中元素类型临时变量:容器对象){

执行语句 }7.2.4foreach循环从上面的格式可以看出，与for循环相比，foreach循环不需要获得容器的长度，也不需要根据索引访问容器中的元素；与Iterator相比，foreach循环无需调用hasNext()和next()方法，它会自动遍历容器中的每个元素。接下来通过一个案例对foreach循环进行详细讲解。77.2.4foreach循环【例7-4】使用foreach循环遍历数组和集合importjava.util.ArrayList;publicclassEx7_4{ publicstaticvoidmain(String[]args){

intarr[]={2,3,1}; //创建数组arr ArrayListalist=newArrayList();//创建ArrayList集合

alist.add("a1"); //向ArrayList集合中添加字符串元素

alist.add("a2"); alist.add("a3"); for(intx:arr){ //使用foreach循环遍历数组元素

System.out.println(x); //输出数组元素

}

for(Objecto:alist){//使用foreach循环遍历ArrayList对象

System.out.println(o); //输出集合元素

} }}7.2.4foreach循环

【例7-5】使用for循环遍历并修改集合或数组元素publicclassEx7_5{ staticString[]strs={"Jack","Lucy","Tom"}; publicstaticvoidmain(String[]args){ //foreach循环遍历数组，不能修改元素值

for(Stringstr:strs){ str="Rose"; } System.out.println("foreach循环修改后的数组:"+strs[0]+","+strs[1]+","+strs[2]); //for循环遍历数组，可以修改元素值

for(inti=0;i<strs.length;i++){ strs[i]="Rose"; } System.out.println("普通for循环修改后的数组:"+strs[0]+","+strs[1]+","+strs[2]); }}7.2.5泛型1.什么是泛型首先，我们来看一个例子，了解什么是泛型，以及为什么要使用泛型。7.2.5泛型

【例7-6】不使用泛型的集合操作importjava.util.*;publicclassEx7_6{ publicstaticvoidmain(String[]args){ ArrayListalist=newArrayList(); //创建ArrayList集合

alist.add("Adam"); //添加字符串对象

alist.add("Eve"); alist.add(1); //添加Integer对象

for(Objectobj:alist){ //遍历集合

//强制转换成String类型并输出 System.out.println((String)obj); } }}7.2.5泛型上面这个例子主要反映出两个问题：（1）将一个对象存入集合中，集合不会记住此对象的类型，当再次从集合中取出此对象时，该对象的编译类型变成了Object类型，但其运行时，对象依然为其本身类型。（2）在取出元素时，如果需要人为的强制类型转换到具体的目标类型，就很容易出现“java.lang.ClassCastException”异常。接下来对例7-6中的第5行代码进行修改，如下所示：7.2.5泛型

为了解决上述问题，在定义集合类时，使用“<参数化类型>”即泛型，它可以指定类中方法操作的数据类型。对本例中的ArrayList集合，具体格式如下：图7-13例7-6修改后运行结果上面这种写法就限定了ArrayList集合只能存储String类型元素，将改写后的程序再次编译，程序在编译时就会出现错误提示，如图7-13所示。7.2.5泛型7.2.5泛型

【例7-7】使用泛型的集合操作importjava.util.ArrayList;publicclassEx7_7{ publicstaticvoidmain(String[]args){ //创建ArrayList集合，使用泛型 ArrayList<String>alist=newArrayList<String>();

alist.add("Adam");//添加字符串对象

alist.add("Eve"); //alist.add(1); //编译出错，不能添加Integer对象

for(Stringstr:alist){//遍历集合

System.out.println(str); } }}7.2.5泛型2.自定义泛型通过前面的学习，大家已经明白了泛型的具体运作过程。其实类和方法都可以自定义泛型。那么什么情况下我们需要自定义泛型类和泛型方法呢？下面通过一个例子来演示这种情况，如例7-8所示。

7.2.5泛型【例7-8】不使用自定义泛型类的程序classContainer{//创建Container类

privateObjectn; publicContainer(Objectn){//有参构造函数

this.n=n; } publicObjectget(){//定义一个get()方法用于获取数据

returnn; }}publicclassEx7_8{ publicstaticvoidmain(String[]args){ Containerbox=newContainer(10);//创建Container对象

Integern=box.get();//取出数据

System.out.println(n); }}7.2.5泛型从运行结果可以看出，程序在编译时就报错，这是因为第12行代码创建Container类对象时，存入了一个整型数10，第13行代码取出这个数据时，将该数据赋值给Integer类型的变量n，出现了类型不匹配的错误。为了解决这个问题，就可以使用自定义泛型。如果在定义一个类Container时使用<T>声明参数类型（T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型形参），将成员变量、构造方法的参数类型和get()方法的返回值类型都声明为T，这就限定了存入元素的类型，容器中只能存入类型为T的元素。7.2.5泛型

【例7-9】使用自定义泛型类的程序classContainer<T>{//创建Container类

privateTn; publicContainer(Tn){//有参构造函数

this.n=n; } publicTget(){//定义一个get()方法用于获取数据

returnn; }}publicclassEx7_9{ publicstaticvoidmain(String[]args){ Container<Integer>box=newContainer<Integer>(10);//创建Container对象

Integern=box.get();//取出数据

System.out.println(n); }}【案例7-1】图书查询程序设计案例描述同学们去图书馆借阅，都会先查询一下是否有自己想要的图书。本案例要求使用所学知识编写一个图书查询程序。该程序通过输入数字1或2，选择不同的功能：“1”—可以显示所有图书名称；“2”—可以根据读者输入的图书名称查询图书馆是否有这本书，如果有，提示此图书存在，否则提示此图书不存在。【案例7-1】图书查询程序设计程序运行结果如图7-17、图7-18